今天我要给大家讲一只猫的故事,这可不是只普通的猫,它已经在物理界闻名近百年了,大家都叫它:薛定谔的猫。
你肯定会问,薛定谔是谁?为什么他的猫这么有名?别急,听我慢慢说。
薛定谔(全名:埃尔温薛定谔)是奥地利著名的物理学家,也是量子力学的奠基者之一。薛定谔当时为了反驳哥本哈根学派的理论观点,进行了一次实验。这个实验是理论上的,而不是实际发生的,只是在脑子里进行思考演示。
实验的内容是:把一只猫放在一个封闭不透明的盒子中,里面既有食物,又有毒药。毒药瓶有个机关,这个机关由一种放射性物质控制。这些物质在一个小时内有50%的概率发生衰变,还有50%的概率不发生衰变。如果物质发生了衰变,触动了机关,释放出了瓶子里的有毒气体,盒子里的猫就死了,如果物质没有衰变,那么有毒气体就不会被释放出来,猫也就活得好好的。大家猜猜看,这只猫是死是活?我们根据常识判断,在打开盒子之前,是无法知道这只猫是死是活的,需要“观察”才能得知结果,不过,这个结果在我们打开盒子之前就已经固定不变了。
但是,按照哥本哈根学派的理论来说,在打开盒子进行“观察”这个动作的时候,猫的生死才能固定下来,在这之前,这只猫则处于“既生既死”的状态(物理学中称之为“叠加态”,意思是生和死两种情况叠加在一起的状态)。听起来是不是很荒唐?怎么可能呢?猫的生死是个客观事实,在“观察”这个动作发生前就已经确定了。薛定谔用这个实验成功反驳了哥本哈根学派的理论。后来人们把这个实验命名为“薛定谔的猫”。
关于这个实验啊,还有一则小趣事呢。虽然“薛定谔的猫”世界闻名,但是科学家仍然对它有许多争议解释。其中有个科学家提出了著名的“多世界诠释”。他认为:在进行薛定谔的猫的实验时,盒子里本来就有两个世界。这两个世界从盒子外面看是完全一样的,只是一个世界中,盒子里有个死猫,而另一个世界中,盒子里有一只活猫,只不过这两个世界是纠缠在一起的。当我们打开盒子进行观察时,这两个世界就会分离,从此之后各自变成一个新的世界,而且彼此毫无影响。
这个脑洞大开的想法启迪了当时的科幻作者们,无数科幻小说和电影纷纷运用这个理论描绘了平行世界里的精彩故事,直到现在我们也能找到不少这样题材的影视剧和小说。
注:哥本哈根学派是由玻尔与海森堡于1927年在哥本哈根所创立的学派。对量子力学的创立和发展作出了杰出贡献,并且它对量子力学的解释被称为量子力学的“正统解释”。
PS:如果你问我“量子力学”是什么,抱歉,我也没有办法解释清楚。毕竟连诺贝尔奖获得者——费曼都说:“我想我可以有把握地讲,没有人懂量子力学!”这么深奥有难度的事情,我们还是留给科学家去研究吧。
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