薛定諤的貓比喻什麼?
「薛定諤的貓」是薛定諤設計的一個思想實驗,目的是對「人類意識具有特殊的獨特地位」說法進行的嘲諷。劃重點,嘲諷,或者說反諷。
它的意思是:如果哥本哈根派物理學家們認為人類意識具有特殊地位,那麼按照薛定諤的實驗操作,就會製造一隻即死又活的貓,而即死又活的貓顯然是荒謬的。從而,薛定諤暗示,人類意識決定波函數坍縮,這個觀點是荒謬的,愛因斯坦也這麼認為。
以上用通俗的語言,介紹了薛定諤的貓的來歷。下面來說說詳細情況。
在量子物理中,認為微觀粒子本身處于波函數定義的所有狀態的疊加態,只有當對該微觀粒子的具體狀態進行測量時,波函數才坍縮到某個特定的值,你才能知道該粒子究竟處於什麼狀態。
有關「觀測導致波函數坍縮」這一點,雖然有爭議,但基本上還算是主流觀點,有異議的是「什麼叫做觀測」。
A:一種學派認為,只有觸發了人類的意識,才被視為觀測,而儀器的測量不視為觀測,阿貓阿狗的意識也不視為觀測。
B:另外一種學派認為,任何形式的有效測量均視為觀測,此測量並不要求人類的意識介入。
當然,其實還有其它理論,有關量子物理解釋的理論至少能從A排列到M,不過與該話題最相關的理論就是以上所說的兩個。
按照學派 A 的觀點,疊加態將在觀測儀器之間傳遞,直到最終被人類意識觀測到為止。
換句話說,在A觀點中,假定某個粒子存在 0,1 兩種狀態,但在波函數坍縮之前它處於所有狀態的疊加。使用某個電子儀器觀測粒子的狀態不會導致波函數坍縮,而是導致該電子儀器進入觀測到 0 與 1 的疊加態,如果該電子儀器將觀測的結果列印到列印紙上,則這張列印紙也會呈現列印 0 以及列印 1 的疊加態,這張紙片在被具有意識的人類(死人顯然不算)看見的那一瞬間,坍縮到某個特定的狀態(列印0或者列印1)。——因此,按照A學派觀點,薛定諤製造的一系列儀器,將最終測量結果傳遞給貓,整套儀器對結果進行了測量因而全進入了疊加態,沒有人類意識的介入之前都不會導致波函數坍縮,所以整套儀器,包括最終的貓的死活,都會進入疊加狀態,直到被人類意識看見為止,在人類看見的那一瞬間,貓在此之前的命運才被決定。
按照學派 B 的觀點,結果就完全不同,因為有效的測量均會導致波函數坍縮,而實驗中的蓋革計數器就是一種有效的測量。因此,即便沒有人類,用儀器去測量時微觀粒子的波函數也依然會產生坍縮,儀器本身不會處於疊加態而是準確的記錄了測量結果,最終傳遞給貓的「有毒藥沒毒藥」這個信息也同樣不會處於疊加態,這隻貓顯然也並不會處於生死疊加態,在最初儀器檢測該粒子的時刻,波函數就已經坍縮,一切就被決定了。
按照學派 B 的觀點,疊加態不可在宏觀物體間傳遞,宏觀物體對微觀粒子的測量可導致波函數坍縮,即便沒有人類意識的介入。——如果疊加態允許在宏觀物體間傳遞,那麼就會導致薛定諤的貓這樣的荒謬結果。這樣看來,薛定諤的思想實驗本意是用來對學派 A 觀點進行歸繆。
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