作业七：薛定谔的猫

薛定谔的猫，一个有趣的名字，看字意应该是一个叫薛定谔的人，养了一只猫，那它就是薛定谔的猫了。

可是事实并不是这样子…薛定谔确实是一个人，但他不是养猫的人，而是奥地利的著名物理学家，全名叫艾尔温·薛定谔。

当然薛定谔的猫也不是他养的猫，“薛定谔的猫”是由薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。

1.什么是薛定谔的猫

量子理论曾经引起的困惑直到21世纪仍困惑着人们。正如玻尔的名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有发火，那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。

我们生活的环境叫做宏观世界，一个物体在一个时间所处的位置是固定的，就是说，早晨7点你来到学校的教室，那早晨7点你就只能在学校，不会在别的地方出现。

微观世界则不同，继续前面的栗子，早晨7点在学校教室里的你，在微观世界里同一时间，你可以像孙悟空一样分成好几个，这就是叠加。

如果想要测量一个粒子，在微观状态下，总是处在叠加状态，是无法完成测量滴，于是乎这个实验就出现了。

设想将一只猫被封在一个盒子里，盒子里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。物理学家却无法知道，它在什么时候衰变，上午，还是下午。当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开盒子的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。这是它的两种本征态。如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。

2.如何理解薛定谔的猫

爱因斯坦说：“上帝不会掷骰子。”上帝的手中有什么，我们不知道。

那么猫的生死也不是我们能够决定的，因为在打开盒子的之前，一切都有可能发生。

这就是事物的两面性，有可能这样，也有可能那样。

好比一个鸡蛋，你在打开鸡蛋皮之前，不知道这个鸡蛋是好的，还是坏的，只有把鸡蛋皮打破，才能知道鸡蛋的好坏，鸡蛋在打开之前，就是好与坏的叠加状态。

也有人用快递盒子来解释薛定谔的猫，比如我们在网上购买某样商品，快递商品送到的一瞬间我们无从知道买的商品是否完好无损，只有打开盒子才能知道，这样，商品也在完好与破损的叠加状态。

不管是在现实世界，还是物理实验中；不管人们是支持它，还是反对它，这一理论都推动了量子力学的研究。

3.薛定谔的猫的研究意义

薛定谔的猫是20世纪最有突破的科学研究之一，也是最有争议的科学研究之一。

正因为有了薛定谔的猫这一研究课题，才会有更多的科学家去实验这种状态。

如何使更多粒子构成系统达到这种状态，并保存更长时间，已经成为实验物理学的一大挑战。

未来，薛定谔的猫将会有更大的实际应用的潜力。比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。

最后，事物的不确定性确实影响到了我们的生活，盒子没有打开，永远也无法得知会发生什么。

薛定谔的猫是生是死虽与我们关系不大，但我们不得不承认，正因为科学家们的巨大贡献，才能使我们的生活得以改变。唯有对未知的事物设想，才能激发出更多的研究与实现。未来，将被我们主宰。作业七：薛定谔的猫

薛定谔的猫，一个有趣的名字，看字意应该是一个叫薛定谔的人，养了一只猫，那它就是薛定谔的猫了。

可是事实并不是这样子…薛定谔确实是一个人，但他不是养猫的人，而是奥地利的著名物理学家，全名叫艾尔温·薛定谔。

当然薛定谔的猫也不是他养的猫，“薛定谔的猫”是由薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。

1.什么是薛定谔的猫

量子理论曾经引起的困惑直到21世纪仍困惑着人们。正如玻尔的名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有发火，那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。

我们生活的环境叫做宏观世界，一个物体在一个时间所处的位置是固定的，就是说，早晨7点你来到学校的教室，那早晨7点你就只能在学校，不会在别的地方出现。

微观世界则不同，继续前面的栗子，早晨7点在学校教室里的你，在微观世界里同一时间，你可以像孙悟空一样分成好几个，这就是叠加。

如果想要测量一个粒子，在微观状态下，总是处在叠加状态，是无法完成测量滴，于是乎这个实验就出现了。

设想将一只猫被封在一个盒子里，盒子里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。物理学家却无法知道，它在什么时候衰变，上午，还是下午。当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开盒子的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。这是它的两种本征态。如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。

2.如何理解薛定谔的猫

爱因斯坦说：“上帝不会掷骰子。”上帝的手中有什么，我们不知道。

那么猫的生死也不是我们能够决定的，因为在打开盒子的之前，一切都有可能发生。

这就是事物的两面性，有可能这样，也有可能那样。

好比一个鸡蛋，你在打开鸡蛋皮之前，不知道这个鸡蛋是好的，还是坏的，只有把鸡蛋皮打破，才能知道鸡蛋的好坏，鸡蛋在打开之前，就是好与坏的叠加状态。

也有人用快递盒子来解释薛定谔的猫，比如我们在网上购买某样商品，快递商品送到的一瞬间我们无从知道买的商品是否完好无损，只有打开盒子才能知道，这样，商品也在完好与破损的叠加状态。

不管是在现实世界，还是物理实验中；不管人们是支持它，还是反对它，这一理论都推动了量子力学的研究。

3.薛定谔的猫的研究意义

薛定谔的猫是20世纪最有突破的科学研究之一，也是最有争议的科学研究之一。

正因为有了薛定谔的猫这一研究课题，才会有更多的科学家去实验这种状态。

如何使更多粒子构成系统达到这种状态，并保存更长时间，已经成为实验物理学的一大挑战。

未来，薛定谔的猫将会有更大的实际应用的潜力。比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。

最后，事物的不确定性确实影响到了我们的生活，盒子没有打开，永远也无法得知会发生什么。

薛定谔的猫是生是死虽与我们关系不大，但我们不得不承认，正因为科学家们的巨大贡献，才能使我们的生活得以改变。唯有对未知的事物设想，才能激发出更多的研究与实现。未来，将被我们主宰。

作者：寒冰，胸无点墨，却又自强不息的写作爱好者。