薛定諤是不是理解錯了薛定諤的貓的概率問題?

我看了薛定諤的貓這個模型,感覺薛定諤其實犯了一個很初級的錯誤,他把一個時間段內發生隨機事件的概率等同於一個瞬間發生隨機事件的概率,所以得出了是人們觀察貓的瞬間決定了貓的生死的這樣的錯誤的結論

希望更多的人來陳述自己對薛定諤的貓的模型的理解,我將在自己的回答中說明我對薛定諤的看法。


有點意思

我複述一下我認為的薛定諤的貓

首先,大量具有半衰期的原子在經過一個半衰期之後有一半原子發生了衰變,也就是說對於一個確定的原子經過一個半衰期以後有50%的概率衰變

我們現在弄一個黑箱,除非打開否則無法觀測內部的狀態,現在黑箱內有一個原子,我們把箱子合上,等上一個半衰期,在一個半衰期結束後的瞬間打開箱子立即驗證原子是否衰變

題主應該認為我此處陳述的瞬間是一個時間段(Δt),因而在一個半衰期+Δt的時間段內原子衰變的概率要略大於50%

不過我認為我所陳述的瞬間應該代表同時,在一個半衰期結束的時刻沒有延遲(Δt=0)的打開箱子驗證原子是否衰變。

至於怎麼做到的沒有延遲的打開箱子,薛定諤的貓本來就是一個思想實驗,這些都不是問題,我們只要感受到其中的思想就好了,不必過於關注實驗手法

非物理系本科生,求各位大神輕噴QAQ


我覺得你的概率論得重頭學一下。


某君啊,觀察後貓的狀態難道不是確定的?


薛定諤的貓的生死決定於一個粒子是否因為衰變而發射出來,

假定這個粒子在一個小時內發射出來的概率是0.5,那麼在一個小時後人們觀察貓的狀態的時候,貓有0.5的概率是活的,0.5的概率是死的,因此薛定諤認為是人的觀察這個行為決定了貓的生死。

我認為薛定諤犯了一些比較基本的錯誤

粒子在一個小時內發射的概率不等於一個小時後的瞬間粒子發射的概率,而薛定諤混淆了這兩者。

一個粒子在一個小時內發射的概率等於這個粒子在一個小時內所有的瞬間可能發射的概率的和,對於每一個瞬間,粒子發射的概率是非常小的-----如果一個瞬間是0.01秒,那麼在這個0.01秒內粒子發射的概率大約只有一個小時內發射粒子的概率的360000分之一,即這個概率約等於1/720000。

在人的觀察以前,粒子有0.5-1/720000的概率已經發射了,即貓有0.5-1/720000的概率已經死亡,粒子有0.5+1/720000的概率尚未發射,即貓有0.5+1/720000的概率還活著。

所以從概率的角度來看,不管是貓在人的觀察以前是死亡還是活著,即使人的觀察可以影響到貓的生死,這個概率也只有1/720000。

如果我們認為人觀察貓的瞬間是無窮小,那麼我們就可以得出人的觀察對貓的生死的影響是無窮小的。

因此薛定諤的貓的佯謬其實並不存在。


薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個思想實驗,試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯繫起來,以此求證觀測介入時量子的存在形式。

——百度百科

——————————————————

總的來說薛定諤的貓講的不是一個貓的故事,而是微觀量子處於什麼狀態的問題,和概率我認為也沒什麼關係,畢竟量子不是靠概率來決定自己是什麼形態的。題主估計是看某些不靠譜的科普文章然後斷章取義了,單純的認為這是一個貓到底死沒死的問題,所以這也並不是什麼概率問題。

學過高中物理的同學已經都知道,在微觀量子世界(其實到底什麼是量子,我們老師說沒有人會確切的知道,不知道其實也沒什麼可笑的,但要問起來,你得能說出它們的一些性質,才算是你學過),粒子是具有波粒二象性的,並且粒子的動量和位置不能同時確定。

在你去觀察一個粒子(一般是先討論電子吧)之前,你不能確定這個粒子的狀態。比如說,當一個電子通過一個面上相距很近的兩個孔時,會發生干涉現象,注意,即使是一個電子,也會發生。這就非常有趣了,一個電子同時卻從兩個孔同時通過(不是從其中一個),這在宏觀世界是完全不能理解的,這就像薛定諤的貓中想反應的思想:在觀測之前你是不能確定電子狀態的,只有當你去觀察電子的某個力學量的時候,電子才會坍縮成一個狀態(貓的死活),但是你在沒有觀察之前,是什麼都不知道的。

另外,這和觀察時間也沒什麼關係,因為當你去觀察電子的力學量時,不管你觀察多久,都不會再改變了。

————————————————————分割線

我看上面幾位答主回答都和這概念沒什麼關係,我也是剛開始學習量子力學,根據目前學到的知識來回答,如果有更了解量子力學的童鞋,看到我的錯誤也歡迎指正,也可以一起交流,因為我感覺量子力學真的好有趣。


不是的啦,那畢竟是他的貓。這是一個思想實驗,本意是說,在量子的世界裡,事件(或粒子)處於多種可能的狀態,只有當你去觀測他的時候,它的狀態才是確定的。就像拋入空中的硬幣,只有等他落地,才知道是正面還是反面。


這個思想實驗,難道我理解錯了。我理解的是量子疊加態是否存在,因為貓不可能半死半活的疊加,所以量子疊加態,不存在,這跟概率有什麼關係。


推薦閱讀:

肉眼可見的量子糾纏意味著什麼?
量子力學中的態矢量與波函數有什麼區別?
經典力學中哪些公式能夠在量子力學中適用?
如何比較通俗的理解薛定諤方程?
靈敏度,精度,解析度等概念的辨析

TAG:物理學 | 量子物理 | 薛定諤的貓 |