小朋友,这世界上有活的猫咪,死的猫咪,你们见过既生又死的猫咪吗?
今天,我们就来详细的说一说,这只具有生死叠加状态的猫咪。
在奥地利,有这样一位物理学家,薛定谔,他设计了一个关于猫咪的实验,叫做薛定谔的猫,这个实验可以使生死叠加的状态出现在猫咪的身上。
现在,让我们一起看看这个奇特的
实验是怎么做的吧!
我们要准备以下工具,一只猫,一个不透光的盒子,一个盖格计数器(检测放射性物质是否产生衰变),一个继电器,一把锤子,一瓶装有硫化氢的毒气,放射性物质。
在不透光的盒子里,放上放射性物质,安装一个盖格计数器,与继电器连接,继电器与锤子连接。当放射性物质产生衰变,盖格计数器就会放电通过继电器使锤子落下。这时,把毒气瓶放在锤子的下面,锤子落下,就会打碎毒气瓶,泄露的毒气就会毒死箱子里的猫咪。
那么在封闭的盒子里,如何使锤子不落下,猫咪不被毒死,从而产生生死叠加的状态?
这个还是要靠放射性物质。
我们知道,在一个小时之内,放射性物质的某一个原子有50%的概率衰变,有50%的概率不衰变。这样的状态是不是和既生又死的猫咪一样处在一种叠加的状态里。
如果放射性物质的原子在这一个小时内处在衰变和不衰变的叠加态,以此类推,盖格计数器就会处在受电和不受电的叠加态,锤子就会处在落下和不落下的叠加态,毒气瓶就会处于碎了和没碎的叠加态,那么猫咪就会处在死了和没死的叠加态。
但是,大家见过这种既死又生的猫咪吗?
答案是没有,生活中是不会出现这种既死又生的猫咪的。
既然没有这种既死又活的猫,薛定谔为什么要做这个实验呢?
小朋友可能已经想到了,就是叠加态。
薛定谔认为这个微观世界的叠加态是一个不靠谱的存在,为了说明这种不靠谱的存在,薛定谔设计了这个实验,将微观世界里叠加态引入到宏观世界。如实验所见,薛定谔在宏观世界里证明了叠加态的不靠谱,不完备。
薛定谔最终是要说明量子力学的不完备。如何说明?
叠加态是概率解释的一部分,概率解释是量子力学的一部分,由此推导,既然这个叠加态是不靠谱,不完备,那么量子力学里的概率解释是不完备的,那么量子力学也是不完备的。
小朋友,现在懂了吗?薛定谔的猫的不是一只普通的猫,它是为了证明量子力学的不完备而存在的。也是理解量子力学的重要实验。
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