Re: [閒聊] 我嘗試去了解薛丁格的貓

[Uranes (天王星)]

※ 引述《Roshiel (Roshiel)》之銘言：
: 為什麼薛丁格的貓會用來描述量子力學啊??
: 就我以前的了解，量子力學是用來解釋具有波、粒子雙重性特徵的基本粒子
: 像是光子、電子之類的東西
: 底下的影片就很明顯表示疊加態
: https://www.youtube.com/watch?v=BqcvKhiFHM8
: (個別測量時具有粒子性，但整體來看是按照機率分佈)
: 貓又不具備波、粒子雙重性，貓死跟貓活這種狀態是古典的問題吧
: 怎麼會扯到量子力學去了?? @_____@
: 是我的理解有錯誤嗎??
某種程度上，你並沒有說錯。

機率波這種概念是用來描述微觀世界的。
: 如果按照貓死跟貓活的例子來類推
: 那我是不是可以說明天早上太陽會不會出來也是一半一半的疊加態??
: 這樣子好像有些蠢....

當初量子力學提出波函數(機率波)的概念時，是針對微觀(小尺度)世界。

只是薛丁格嘗試把這種概念延伸到巨觀世界(大尺度)中。(並且表明這個理論有多怪異)


整個思想實驗如下：

有一個箱子，裡面有裝著氰化氫氣體罐子，一個具有放射性的原子核、和一隻可憐的貓。

當放射性原子核產生放射線時，會去觸發開關使罐子破裂，氰化氫跑出來，毒死貓貓。


就當時的一般認知來說

原子核何時會產生放射線遵守量子力學的機率概念：50%放射、50%不放射的疊加態

貓在任何一瞬間，要嘛死掉、要嘛活著，沒有半死半活的貓。




而現在問題來了

因為貓的存活和原子核是否放射有關(糾纏)，

既然原子核的狀態是50%放射、50%不放射的疊加態的話，

那麼就必須也要承認此時的貓也呈現50%活、50%死的一種半死半活貓的狀態。

(把微觀疊加態的特性擴大到巨觀的貓身上)



(這裡我說明一下有關狀態的概念：

 對古典物理而言，貓死掉是一種狀態、活著是一種狀態。沒有『半死半活貓』這種狀態

 雖然我們會說貓有50%機率活著、50%機率死掉，但那只是指兩種狀態各有一半的可能性

 而量子力學說的疊加態，則是提出另一種狀態：一種『50%死掉、50%活著』的狀態)




薛丁格用這樣的思想實驗想告訴當時的物理學家，當時的量子理論有問題，或者有瑕疵。

畢竟怎麼可能會有什麼半死半活貓的狀態。

簡單的來說薛丁格是在批駁當時量子理論的不完整：

    巨觀世界是由微觀世界組成，但是現在提出的微觀世界的規則，

    如果把他沿伸巨觀世界會變得如此的怪異，表示這規則一定有古怪。



但諷刺的是薛丁格的貓變成了要踏入量子力學世界裡面的一個很重要的價值觀試金石。

雖然真實世界不會有半死半活貓的狀態，但如果你能理解這種狀態的話，

就表示你已經準備好要踏入量子世界了。

後續的各種量子詮釋也都會先處理薛丁格的貓這個實驗來呈現出自身理論的核心概念。



至於你問我到底有沒有半死半活貓這種狀態，我會跟你說沒有。

我個人比較傾向一個巨觀物體(由無窮多個粒子組成的貓)，其微觀特性會消失這種說法。

當然這說法本身也存在問題就是。

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推 diablo81321: 怎麼聽起來只是把狀態跟機率的概念互相抽換
→ yukitowu: 也不是那樣
推 brightwish: 一樓可以去看看延遲選擇實驗 就會知道這和單純的機率
→ brightwish: 不一樣
推 doyouknowhow: 一個人既死亡又活著 這不是矛盾嗎?
→ doyouknowhow: 還是比較像一個人既睡覺又呼吸?
→ bluelamb: 睡覺跟呼吸兩種狀態本來就是可以同時存在 跟這裡無關
推 brightwish: 因為對以前的物理學家來說 波粒二相性就像生死同時一
→ brightwish: 樣不可能
推 kinghtt: 是說用量子理論套用在生物上不會有點怪嗎
推 silomin: ACG各種不可思議的設定都能接受理解了 量子理論更簡單啦
推 Abby530424: 重點是這實驗將微觀跟巨觀用了一種方式連接
→ gm0081: 我是傾向從多元宇宙來看，有活的貓，也有死的貓。都成立
→ yukitowu: 囧...
推 enjoytbook: 所以真的會半死半活喔@@
推 maplefff: 沒有巨觀物體，微觀性質就會消失這種事
→ maplefff: 最多只是某種極限下，近似於古典情形罷了
推 alen82515: 觀測前是，要接受的一點是要經過觀測才能確定狀態
→ maplefff: 另外所謂「半死半活」意義上不是指貓「又死又活」
→ maplefff: 是指觀測前狀態根本沒有確定下來，不能說是死
→ maplefff: 也不能說是活
推 maplefff: 狀態不是"確定後被觀測"，而是"觀測後被確定"
推 maplefff: 而討論觀測前的狀態是沒有意義的，只有機率才能被討論
推 WrongHole:
推 ashrum: maplefff精闢