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※ 引述《jfsu (水精靈)》之銘言：
: ※ 引述《s4340392 (yo)》之銘言：
: : 放毒氣進去殺死一隻貓
: : 不用想！貓一定是死的
: : 怎麼還會說不去打開來看怎麼知道是死還是活的？
: : 有沒有薛丁格的貓這種理論很奇怪的八卦
: 先前寫過薛丁格的故事了，在這裡再解釋一次。
: 『薛丁格的貓』它不是理論，這是他在1935年所提出的一個思考性實驗，用來解釋
: 量子論和我們實際經驗間的一個主要矛盾。實驗裝置如下所述：

這是對的 薛丁格的貓目的是要表明量子理論跟經驗的牴觸

但其實可以說的更精確一些 畢竟量子力學有其他地方跟日常經驗不合

但在那些地方 反經驗被當成是量子力學的本質 而非是缺陷


一般正統的量子力學教科書都會教導:

1.一個系統的物理可以用波函數來描述

2.波函數 如果我們甚麼都不做 將會隨著薛丁格方程式做演化

3.如果我們進行測量 波函數會瞬間塌陷 只能得到"某些特定"的結果

而量子力學和波函數 只能告訴我們"很多次測量"後的"期望值"

當我們只做一次測量時 結果只會是某些特定的數值

並且我們"完全無法預測"會是其中哪一個結果

例如說 如果我們想要知道原分子的角動量 只要我們測得更精準

那麼就只會測量到某一些離散的值 而不會像古典一樣 任何值都可能得到


簡單的說 上面這個就是一般所謂的哥本哈根詮釋

我之所以要說"簡單的說" 是因為沒有一個嚴格的定義到底甚麼是"哥本哈根詮釋"

就算被認為同是哥本哈根派的波爾和海森堡 他們對於波函數的意義也有微妙的差異

那麼 這個詮釋為什麼又讓愛因斯坦或薛丁格感到不滿呢?

有一部分的原因 就出在"波函數塌陷"這個假設上


大家都聽過愛因斯坦說過:上帝不玩骰子

卻可能沒聽過 薛丁格說了:

如果這個該死的量子跳躍(就是波函數塌陷)真的存在

我得說聲抱歉我不會再從事量子力學了

他於是提出了薛丁格的貓的思想實驗 詳情我不在這寫 之前也有人寫了

他的目的其實是要質疑:

既然物理學家可以為了解釋微觀世界中看到的實驗現象

而認為電子是"可以在這又在那"

那麼量子力學的論證到底可不可以應用在一隻貓呢?

他並依據量子力學的規則 說明了可以構造這樣一隻又死又活的貓

嚴重地和我們的日常經驗牴觸

那麼 如果不行

區分到底哪些東西是微觀的 可以用量子力學規則的

和宏觀的 符合我們日常經驗的

這個標準和分界究竟在哪裡? 從宏觀到微觀之間發生甚麼事?

在我個人來看 這才是薛丁格的貓這個問題的最大意義



這樣一個重要的問題 經過數十年之後卻是依然無一個大家能接受的答案

因為那段時候物理學家能夠玩的問題太多了



尤其在之後的四零年代 實驗發現了一些沒有預期到的電子在原子能階的越遷行為

但是用"單純"的量子力學計算結果卻是荒謬的 許多理論學家的注意力都被吸引到這裡了

於是反而像愛因斯坦 薛丁格 甚至是狄拉克 海森堡這些人

因為享受過革命成功的滋味 又各自提出了新的革命理論

不過這次勝利的卻是"保守的"量子力學

當然這又是另一個精彩的故事 但跟這裡無關 就不再這裡多談



但是依然有些人默默地對於量子力學的基礎感到不滿

於是 就有各式各樣的學說 想要解決這個問題

其中有一派叫做Quantum Decoherence

可以說算是在各種奇思異想的量子力學詮釋版本之中 和哥本哈根詮釋差異最小的版本

這個理論是認為 其實並沒有波函數的"突然塌陷"

而是由於我們沒有考慮到環境跟測量儀器 對於觀測系統的影響

當我們把環境跟儀器 和觀測系統一起做考量

那麼這整個系統的波函數 是根據薛丁格方程做演化的

由於環境跟儀器對觀測系統的交互作用

造成我們最後觀測到的那一部分的波函數 "演化成"只有某些特定的值的機率最高

於是乎 一隻巨觀的貓跟一顆微觀電子的真正差別 只是這個過程的快跟慢而已


decoherence這個現象已經被觀測到了

這就是去年的諾貝爾物理獎得主之一Serge Haroche的重要工作之一

並且也有一些實驗 真的在微觀中對於薛丁格的貓怎樣從死活不定 到死或活 做出示範

這雖然給了薛丁格的貓一個可能的解答 甚至可以說是相當多人都接受的解答

但是到底能不能解決量子力學基礎的其他各種質疑 還是未定之數

因為放到其他的情境 這個詮釋也有一些問題 不過就不再這裡多討論了



剛完作業 閒閒沒事 寫了這麼長廢文

太學術的話還希望各位鞭小力一點...

提供個八卦點好了

其實真的搞量子力學基礎詮釋的理論家少之又少啦 做這個在學術界很難混

不過不少物理學家成名之後都會回頭再來想這個問題

像是特霍夫特就為了他自己的量子基礎版本 到台灣演講過 還在網路上打筆戰

或者溫柏格也說過他覺得現今所有詮釋都有各自的嚴重缺陷

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◆ From: 46.28.53.166

我真的覺得薛丁格的貓是很單純的問題啊 只要對於量子力學的規則有點認識

都能看出他到底想問甚麼

真正讓這個東西變的看起來玄之又玄的 就是因為大家看到很多動漫或哲學書亂扯而已...

※ 編輯: ijsfkira        來自: 46.28.53.166         (11/21 19:48)
※ 編輯: ijsfkira        來自: 46.28.53.166         (11/21 21:17)
※ 編輯: ijsfkira        來自: 46.28.53.166         (11/21 21:29)

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