薛定諤的貓到底是什麼個邏輯？和平行宇宙有什麼關係呢？

11-29

今天把電影《源代碼》看了一遍，感覺裡面講的是平行宇宙的概念。然後就百度了一下平行宇宙的概念，裡面提到薛定諤的貓這個假想實驗。這個實驗中的貓處於非死非生的疊加態，說說我的邏輯，要是時間足夠長的話（其實也不需要很久），只要不是很短的一瞬間，打開那個箱子，毫無意外貓都是死的。因為原子的衰變雖然是隨機的，就像大氣分子的運動一樣。但是我們無時不刻都感受到了大氣壓，這是否說明這種隨機其實也是一種必然呢？也就是說對於單個原子，是隨機的，但是對於很多，就是必然了。那麼對於平行宇宙的概念，又該作何解釋呢？

薛定諤的貓https://zhuanlan.zhihu.com/p/22525878

『薛定諤的貓』也稱『薛定諤佯謬』, 是指薛定諤為說明量子力學中的『疊加

態』設計的一個思想實驗而導致的佯謬[1].

那麼, 首先我們需要了解, 什麼是『疊加態』?

根據我們的日常經驗以及經典物理的觀點, 一個物體在某一時刻, 總會處於某個確定的位置. 比如此刻你在用的滑鼠它就在那個確定的位置. 再比如, 我將一顆小球「隨機」的放入盒子A或者B中, 那麼這個小球不在A盒子中就在B盒子中, 兩者必居其一.

然而, 對於一個量子系統, 情況大不相同. 比如對於一個氫原子, 按照經典物理的認識, 是一個電子繞著質子作「軌道運動」. 但事實上, 電子並不是在繞著質子像行星繞著太陽那樣轉動, 我們無法知道電子的運動軌跡和方向，只能用電子云來描述電子在核外出現的幾率，或者可以說電子同時處在電子云中的任何一個位置, 只是在各個不同位置的幾率是不一樣的. 電子同時處在不同位置組合狀態, 叫做『疊加態』. 這是微觀世界中量子疊加態的奇妙特點.

思想實驗的由來

1935年, 薛定諤對EPR(愛因斯坦-波多爾斯基-羅森, 1935)論文[2]做了一次討論. EPR論文提到了量子疊加態的奇特性質, 其中就有對於諸如一個原子或光子的量子系統所處狀態的描述, 量子系統的狀態可以看作是處於所有可能結果的多重態的組合態. 哥本哈根詮釋認為, 一個量子系統, 當它與外部世界發生相互作用、或著被外部世界測量時, 系統的疊加態將坍縮成某一種可能的確定態. 否則, 將一直保持在疊加狀態.

薛定諤為了反駁量子力學的根本哈根詮釋的「荒謬」, 設計了一個思想實驗, 在這個思想實驗中引入了一隻既死又活的貓. 這隻貓就是有名的「薛定諤的貓」, 這是一隻處在同時既死又活的「疊加態貓」.

以下是『薛定諤貓』的實驗描述.

把一隻貓放進一個封閉的盒子里, 這個封閉的盒子內放置一個放射性原子、蓋革計數器和毒氣釋放裝置. 假定這個放射性原子在一小時內有50%的可能性發生衰變, 衰變時發射出一個粒子, 這個粒子將會被蓋革計數器探測到, 進而觸發毒氣裝置釋放毒氣, 將貓殺死. 那麼, 一小時之後, 這隻貓是死是活呢?

貓的生死將取決於放射性原子的狀態, 看它是否發生衰變. 這樣, 薛定諤就將微觀系統的狀態與宏觀事物的狀態一一對應. 而微觀粒子的狀態可以用波函數來描述, 那麼依照薛定諤的思想實驗, 貓的生死狀態將由波函數描述. 並且由於放射性原子核處於量子疊加態, 因此, 貓也將處於生死疊加態.

放射性原子核的狀態可以用量子態表述為：

$|Psi> =frac{1}{sqrt{2} }|e> +frac{1}{sqrt{2} }|g>$ ,
, 其中│e&>表示原子核的衰變態, │g&>表示原子核的穩定態.

因此, 密封盒子中貓的狀態可表述為：

.顯然, 既死又活的貓是我們無法接受的.

直到一個人打開盒子, "貓態"塌縮

為或者

在打開箱子之前, 放射性原子處於衰變與不衰變的疊加態, 這時貓也處於疊加態. 根據量子力學原理, 對於一個疊加態進行測量將導致疊加態塌縮到定態. 同樣地, 當我們對「薛定諤的貓」進行觀察將導致「疊加態的貓疊」「塌縮」到死或者活. 這就是說, 打開盒子前, 那隻貓究竟是死是活, 取決於出現的量子躍遷. 但從另一方面說, 貓的生或死, 在很大程度上將是打開盒子的結果. 直到打開盒子以前,不幸的貓繼續糾結於自己的死活狀態之中. 理論上講, 貓還是知道它自己是活的還是死的. 根據常理, 貓的生死是打開盒子前的「客觀存在」. 但根據量子測量假說, 處在疊加態的貓, 他的死活決定於打開盒子後的「觀察」. 看上去這個推論是不合理的, 因而稱之為「薛定諤貓佯謬」.

嚴格來講, 貓的生死與放射性原子的衰變是處於一種關聯狀態. 疊加態的貓可以描述為│ψ&>=│e&>?│死貓&>+│g&>?│活貓&>, 其中第一個分量表示死貓與原子核的衰變態的關聯, 第二個分量表示活貓與原子核的穩定態的關聯. 這樣的一種關聯態實際上是量子糾纏態.

平行宇宙

關於薛定諤的貓, 包括愛因斯坦在內的許多科學家是持懷疑態度的. 有人認為：這個原因是由「平行宇宙」造成的, 即: 當我們打開盒子觀察時, 整個世界分裂成它自己的兩個版本. 這兩個版本在其餘的各個方面都是全同的. 唯一的區別在於其中一個版本中, 原子衰變了, 貓死了；而在另一個版本中, 原子沒有衰變, 貓還活著. 在量子多重世界中, 我們通過參與而選擇出自己的道路. 「平行世界」的優點是：薛定諤方程始終成立, 波函數從不坍縮, 由此它簡化了基本理論. 但問題是：設想過於離奇, 付出的代價是這些多重宇宙全都是同樣真實的. 這就難怪有人說：「在科學史上, 多重世界詮釋無疑是目前所提出的最大膽、最野心勃勃的理論.」

儘管量子現象顯得如此神秘. 然而, 量子力學的結論卻早已在諸多方面被實驗證實, 被學術界接受, 在各行各業還得到各種應用, 量子物理學對我們現代日常生活的影響無比巨大. 以其為基礎而產生的電子學革命及光學革命將我們帶入了如今的計算機信息時代. 可以說, 沒有量子力學, 就不會有今天所謂的『高科技』產業.

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References

[1] Schr?dinger, Erwin (November 1935). "Die gegenw?rtige Situation in der Quantenmechanik (The present situation in quantum mechanics)". Naturwissenschaften 23 (49): 807–812.

[2] Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935)

謝邀……

大家對薛定諤貓的熱情還是一如既往的高漲……

電影沒看過，去看了一下豆瓣影評，講的大概是一個不斷重複的時間段的故事。當然，很自然地我們會想到平行宇宙這個東西，進而對相關的物理學理論發生興趣。

但是這個興趣的源頭不對啊！！

薛定諤的貓，只是一個物理學家面對一個新穎的物理概念做出的一個簡單地比喻，並不是嚴謹的科學實驗。只是為了說明物理概念，並不適合於作為推理的依據。

為了強調，我覺得有必要加粗再說一遍……

大家放過那隻貓吧……

OK，吐槽完了開始答題。題主所描述的問題，和薛定諤貓這個比喻想要說明的問題，是不同的。我們先不管三七二十一，賦予貓一個態。題主的問題就是：我們放著這個態，他最終就會走向 |死&> 而不是隨機。這是一個態的演化問題。
而薛定諤貓的比喻，說的是觀測問題：當態經過了演化之後，我們要去觀測它，這時如果貓仍然處在生與死的疊加中，那麼我們觀測的結果是隨機的。
也就是說，即便是在量子力學的框架中，態的演化也是確定的，不確定的只有觀測帶來的結果，而且這種不確定只存在於疊加態。
題主的問題中，貓的態最終很有可能演化到無限接近|死&>的態，所以觀測結果基本上就是死了。
以上內容，屬於量子力學的哥本哈根詮釋！

在常用量子力學的微觀領域，科學家們都習慣使用哥本哈根詮釋，也就是幾率幅的概念，它賦予了波函數意義。在這些領域中，我們不需要多世界詮釋。但是，如果我們要研究宇宙的量子性行為，或者建立自洽的量子性引力場論，可能會需要多世界詮釋。但是，絕不是大嘴一撇說一句：「其實可以分裂成好多世界呢！」就完了，要解決的問題太多了：多世界間相互作用怎樣，世界A如何影響世界B，世界之外的空間是什麼樣的等等，哪一個問題都不容易解決。為了避免這些無謂的問題，我們選擇使用哥本哈根詮釋。

以上！

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%B8%E8%A9%AE%E9%87%8B

多宇宙：你看或不看，貓就在那裡，有生有死。
哥派：你若不看，貓就在那裡，不生不死。

首先啊先解釋一下
平行宇宙只是量子力學相關問題的一個解釋而已，而且個人覺得不是一個很靠譜的解釋
雖然平行宇宙解釋是用來解釋很多量子力學問題（波函數坍縮）的，在這裡僅僅以薛定諤的貓舉例。而且由於題主可能並不太懂相關問題（其實是我不懂），這裡僅僅給出少量相關內容
正如薛定諤的貓的結論：在你觀測前，這個貓處於死與活的疊加態，在你觀測後，你才能知道這個貓是死是活（也就是波函數的坍縮）。然而，物理上並不能解釋這個波函數的坍縮，只能給出波函數坍縮的結論，於是乎就有些腦洞比較大的物理學家給了如下解釋：
在你觀測的時候，將會出現兩個平行宇宙，一個宇宙中貓死了，另一個宇宙中貓活著。你看到貓死了（活著）只是因為你處於其中一個宇宙中。
其實這個問題，個人覺得是不靠譜的。因為根據這個理由，宇宙無時無刻不在分化出無窮多個宇宙。所以我不能深入的闡述這個理論（其實是我啥都不知道）。當然你要從維度的角度探究無窮多個宇宙的合理性也行此處不贅述。
量子力學中大量結論只能給出而無法闡釋，所以才有了各種各樣的物理學解釋，如果題主有興趣可以查一下哥本哈根詮釋等等其他的解釋，究竟孰對孰錯物理學也沒有一個公認的解答

為什麼薛定諤的貓在打開蓋子前是處於生死疊加狀態？

你用物理世界的邏輯是非常難於解釋的。但是你用佛學的思想進行解釋就很清晰了。

【薛定諤的貓在打開蓋子前是處於生死疊加狀態】，就是凡夫大眾處在十二因緣的緣起緣滅之中，凡夫認知就是【物】【我】一定是【存有】或者【非存有】，也就是【要麼是生】或【要麼是死】的確定狀態。

但是佛學的【緣起空性】理論，既是看的【物】【我】的緣起存在，又是看到【物】【我】的緣滅而非存在。【緣起空性】理論，就是一種在一霎那一霎那的微時間段，既是【存在】也是【非存在】，【存在】與【非存在】是一種相續不斷的狀態。此種【存在】與【非存在】是一種相續不斷的狀態，就是薛定諤的貓在打開蓋子前是處於生死疊加狀態，也就是物理的量子世界的狀態。我們的心識，佛學裡表達的就是一種【存在】與【非存在】是一種相續不斷的狀態。

佛學的心法心所法，也是從【五蘊】【十二處】【十八界】【五百種心法心所法】，來描述心識的【存在】與【非存在】相續不斷的狀態。但是佛學裡又有【一切法是本空，非實有，無自性】，告訴大眾，如果你試圖把心識的【存在】與【非存在】相續不斷的狀態確定下來，進行分別，就落入了【我執】【法執】，就沒有【如實知見】，就落入了非佛法、非法性、非佛性了。

也就是說，你一打開蓋子，你就殺死了【薛定諤的貓】，【薛定諤的貓】要麼活著要麼死了，不再是【生死疊加狀態】。現今量子通訊十分熱門，量子通訊就是保持【量子的疊加狀態】【量子的薛定諤的貓特性】而進行通訊的。

【量子的疊加狀態】，【量子的薛定諤的貓特性】，心識的【存在】與【非存在】相續不斷的狀態，也被稱為法性、真如、法界、佛性，被稱為佛學的最高境界【涅槃】。雖說涅槃是【寂靜涅槃
不受後有】，但是佛學還是啟發了現在的物理學大師的物理研究，也啟發了西方大哲學家海德格爾、叔本華的哲學思想。

佛性、法性、真如，一般大眾根本難於進行思考。因為佛性、法性、真如、緣起性空、十二因緣，就是【薛定諤的貓在打開蓋子前是處於生死疊加狀態】的故事！

別再想『解釋』的事了，沒人『解釋』得清，糊塗著很好，還是說『數學吧』，同樣有啟發，數學上『波粒二象』被統一到這個上---f(x)，f()是"波（比如，概率）"，x是『粒子（比如，相干、疊加）』。

幾年前，我經過一個十字路口，由於腦袋在想別的事，沒注意路上車輛，突然間，我停下了腳步，瞬間一輛卡車從面前不到半米遠飛馳而過，我現在還記得那陣冷風。

我為什麼會突然停下腳步？我完全沒有注意到那輛車。

我有時會想，我是不是真的停下了腳步？是否有另一個我當時沒停下而被卷進車輪永遠無法再感知世界。

而現在的我是停下腳步的那個。

＃不知道是否和這個問題有關＃

原理大概是，一個天平，兩邊放著完全相同質量數量的量子，你只能再加一粒（不可再分的量子），從上掉下來，兩邊就會不平等，就會有傾向，進行選擇。多了那一粒，就有註定有結果。

「一件事」的發生，只能有一個結果。這個結果，精細下去，達到微觀，就由一個量子決定。

我覺得這個問題好比如一盆葷菜，一盆素菜，倒一塊的時候一定是葷菜，一個事物必定會覆蓋一個事物，貓是生和死，兩個狀態，那一定是死了，不要噴我呵呵，自己的理解

快別關注薛定愕家的貓了，新的量子難題不是兩洞三鴿嗎，又一波腦洞來了。

看完這個問題，
本著對牛頓，愛因斯坦，霍金等人著作多年的研究，以及七大平衡宇宙的了解，
想問題主一個問題，
「約嗎」？

看了一篇關於酒的文章覺得薛定諤的貓好像是一件非常有意思的哲學，然而來了以後發現哈哈哈哈哈，我還是去喝一瓶可以感受這個關於平行宇宙理論的啤酒吧貓的哲學，你死了，就代表你真的死了？

我覺得薛定諤的貓是一個非常厲害的存儲方式。為什麼這麼說，因為世界的事情有很多選擇，蝴蝶效應知道吧，在我們為所謂的可能性，所謂的多個結果糾結的時候，薛定諤的貓正好創造了一個不去判定，卻依舊存在的疊加狀態，以意識為取決點，直接減了內存。
也是人們對平行空間構成的認知的一個大進步～

當有人說量子力學已經是一個完備的理論了時，薛定諤急了：「這就行了？」他用他的貓來說：「這還遠遠不行。」這隻貓甚至還說：「不僅還遠遠不行，而且用這個『完備的理論』會有大麻煩。」

單個的微觀粒子可以有疊加態，宏觀物質是否具備疊加態呢？薛定諤的貓實驗，會在觀測的時候，然後分裂成兩個宇宙，另一個狀態的貓在另一個宇宙，因為這個多世界理論，懷疑是不是我們會在有很多個宇宙里，只是分裂開後我們不知道，這麼想下去細思極恐啊，物理大神求解釋？

你要考慮半衰期的問題，在半衰期內概率才是一半一半，超出了半衰期那就是失去意義了。薛定諤的貓本質上是討論量子疊加態在宏觀世界裡如何表現的問題。原子核在被觀測前，其狀態是衰變與不衰變兩種狀態的疊加，注意不是人類不知道，而是其確實是同時處在兩種狀態的疊加中。這種現象如果放大到宏觀世界裡會怎麼樣？由此衍生出了這個實驗。宏觀的貓理論上也完全可以處在又生又死的疊加態。至於這種狀態的本質是什麼，還沒人能說清楚。平行世界是個解釋，但也不是什麼特別靠譜的解釋。

學渣一本正經的瞎扯下，量子力學中的體系描述用的是薛定諤方程，得到的解是一組態相加。把量子尺度的物理現象對應到牛頓力學尺度範圍，就會得到貓處於死和活的相加狀態，測量結果取決於測量方式，如果你用貓死的狀態測量，那貓就塌縮成死的了，反之亦然。然後哥本哈根那群大牛就用時間樹來描述世界了，又有大牛用多重宇宙來描述世界了……

百度百科關於薛貓的描述是錯誤的。薛貓這個假象的實驗，不涉及」放射性」，不涉及任何」衰變」。