薛定谔的猫,既活又死的猫?薛定谔的猫与平行宇宙到底是什么?

为了理解这个问题呢,首先我们要先明白经典力学与量子力学之间有什么样的差别。

对于经典力学来说,最主要的观点就是确定性。我来解释一下什么叫做确定性,假设这里有一个原子,原子的中心有原子核,原子核外有着围绕原子核进行高速运动的电子,原子核的质量以及原子核在什么位置以及电子的速度以及原子核与电子之间的轨道半径这一切信息都应该是确定的。

但是在量子力学里最重要的特点是不确定性。什么叫做不确定性呢?意思是说同样是这个原子,原子的中心有一个原子核,它是不确定的,也不知道原子核的能量有多大,电子也是不确定的,我们不知道电子的速度究竟有多大,意思就是说,不仅仅我们不知道,其实它本 身就处于一种不确定的状态,我们称这个状态叫做纠缠态,它是具有不确定性的。

那这个原子如何从不确定性变成确定性呢?只有通过测量,如果我们对这个原子进行测量,那么一个不确定的状态就会变成一个确定的状态,于是,人们为这种不确定的状态起了一个名字,叫做“纠缠态”,人们把这个确定的状态叫做“本征态”,测量是联系不确定性和确定性的一个最重要的方法。 意思就是说,如果 我们不进行测量,这个电子在什么位置都有可能,如果我们测量这个电子,它就会在某一个位置确定下来。

如果我们把量子力学的观点带到现实生活中,那就会非常荒谬。举个例子,比如说太阳, 太阳时时刻刻处于什么位置,速度是多大,这一切都应该是确定的。但是如果我们按照量子力学的观点,如果我们不进行观测,我们闭上眼睛不去看,那么太阳在什么位置就不一定了,还有可能现在就消失了。但是我们睁开眼睛去看,太阳又出现了,这是不是非常荒谬呢?

创立量子力学的一些学者都对自己的理论体系持怀疑态度。例如著名的科学家薛定谔,他提出了用于解释量子特征的薛定谔方程。薛定谔是量子力学的创立者之一,但是他对量子力学抱有怀疑的态度,他认为量子力学是一个不完备的理论。他提出了一个著名的经典的例子,叫做薛定谔的猫。薛定谔说我们可以构造这样的一个系统,有一个封闭的盒子,盒子里面有氧气食物,什么都有。有一只猫在这个盒子里面呆着。这里有一瓶毒气,如果毒气释放出来,猫就死了,如果没有释放,猫就活着。这个盒子里放有一个锤子,如果锤子掉下来砸到了这个瓶子,毒气就会被释放出来。锤子是否掉下来,要看有一个接收装置是否接收到粒子,接收装置旁边有一个放射源,这个放射源有可能会在一段时间那放出粒子,也有可能在这段时间 没有放出粒子。那么如果这个放射源呢,它发生了衰变,就放出了粒子。在这种情况下,毒气就释放出来了,那么猫就死了,但是如果放射源在这段时间内没有放出粒子,这个时候,毒气也就不会释放出来, 这只猫就处于一种活着的状态。

根据量子力学的观点,放出粒子和没放粒子,是一种随机的状态。它具有不确定性。如果我们不去观测的话,它应该处于放出粒子与不放出粒子的一种纠缠态。也就是说,这个原子此时它既可以是放出粒子,也可以没放出粒子,它处于一种纠缠态。在这种情况下,如果量子系统是纠缠的,导致猫是死还是活的结果也是纠缠的。于是,就得到了一个既活又死的猫。我们无法理解这么一个既活又死的猫。这个猫怎么可能既活又死了?有人可能会想去看一看不就知道了吗?一旦要去看就会出现观测,一旦观测,猫就立刻会由既活又死 的状态变成要么死要么活的状态。这就是我前面提到的这个问题。

我们不能以任何方式去进行观测,只要是观测,在任何观测情况下纠缠态就会变成本征态。所以薛定谔就认为这只猫既死又活是非常荒谬的。既然非常荒谬就说明量子力学是有问题的。量子力学只是一种近似的描述,在其背后应该还有更深层次的物理内涵,不过到目前为止,这种观点还没有得到证实。也就是说,量子力学背后是否还有一种确定的理论,人们也不是很清楚。

在这个问题中,有一个人提出了一种更加奇妙的观点,比薛定谔的猫还要奇妙,是什么观点呢?就叫平行宇宙 。平行宇宙是什么意思?意思就是说这只猫不是在一种既活又死的状态吗?其实不是,其实是有两个宇宙,第一个宇宙里面有一只活猫,第二个宇宙里有一只死猫。除了这个猫以外,宇宙的其他物理状态都一样,只是这个猫的死活状态不一样。如果不观测这两个宇宙,它们就一起发展。一旦进行了观测,这两个宇宙就分裂了。有一个宇宙里面有一个活猫,有一个宇宙里面有一个死猫。你选择要么是到活猫的宇宙,要么就选择到了死猫的宇宙。这个过程就称之为宇宙的分裂。这两个宇宙就称之为两个平行宇宙。这两个平行宇宙还可以往前继续分裂。如果有人还做类似的实验的话,一个宇宙就会不停的向前发展,分裂出很多个宇宙。这种观点听起来很荒谬吧,但是,它的确是一个科学家提出来的科学理论,只是没有被证实而已。

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