“薛定谔的猫”是什么意思？

发布网友 发布时间：2022-02-23 16:46

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热心网友 时间：2022-02-23 18:16

薛定谔的猫   是薛定谔设计的一个思想实验，目的是对「人类意识具有特殊的独特地位」说法进行的嘲讽。划重点，嘲讽，或者说反讽。

它的意思是：如果哥本哈根派物理学家们认为人类意识具有特殊地位，那么按照薛定谔的实验操作，就会制造一只即死又活的猫，而即死又活的猫显然是荒谬的。从而，薛定谔暗示，人类意识决定波函数坍缩，这个观点是荒谬的，爱因斯坦也这么认为。

以上用通俗的语言，介绍了薛定谔的猫的来历。下面来说说详细情况。

在量子物理中，认为微观粒子本身处于波函数定义的所有状态的叠加态，只有当对该微观粒子的具体状态进行测量时，波函数才坍缩到某个特定的值，你才能知道该粒子究竟处于什么状态。

有关「观测导致波函数坍缩」这一点，虽然有争议，但基本上还算是主流观点，有异议的是「什么叫做观测」。

A：一种学派认为，只有触发了人类的意识，才被视为观测，而仪器的测量不视为观测，阿猫阿狗的意识也不视为观测。

B：另外一种学派认为，任何形式的有效测量均视为观测，此测量并不要求人类的意识介入。

当然，其实还有其它理论，有关量子物理解释的理论至少能从A排列到M，不过与该话题最相关的理论就是以上所说的两个。

按照学派 A 的观点，叠加态将在观测仪器之间传递，直到最终被人类意识观测到为止。

换句话说，在A观点中，假定某个粒子存在 0，1 两种状态，但在波函数坍缩之前它处于所有状态的叠加。使用某个电子仪器观测粒子的状态不会导致波函数坍缩，而是导致该电子仪器进入观测到 0 与 1 的叠加态，如果该电子仪器将观测的结果打印到打印纸上，则这张打印纸也会呈现打印 0 以及打印 1 的叠加态，这张纸片在被具有意识的人类（死人显然不算）看见的那一瞬间，坍缩到某个特定的状态（打印0或者打印1）。——因此，按照A学派观点，薛定谔制造的一系列仪器，将最终测量结果传递给猫，整套仪器对结果进行了测量因而全进入了叠加态，没有人类意识的介入之前都不会导致波函数坍缩，所以整套仪器，包括最终的猫的死活，都会进入叠加状态，直到被人类意识看见为止，在人类看见的那一瞬间，猫在此之前的命运才被决定。

按照学派 B 的观点，结果就完全不同，因为有效的测量均会导致波函数坍缩，而实验中的盖革计数器就是一种有效的测量。因此，即便没有人类，用仪器去测量时微观粒子的波函数也依然会产生坍缩，仪器本身不会处于叠加态而是准确的记录了测量结果，最终传递给猫的「有毒药没毒药」这个信息也同样不会处于叠加态，这只猫显然也并不会处于生死叠加态，在最初仪器检测该粒子的时刻，波函数就已经坍缩，一切就被决定了。

按照学派 B 的观点，叠加态不可在宏观物体间传递，宏观物体对微观粒子的测量可导致波函数坍缩，即便没有人类意识的介入。——如果叠加态允许在宏观物体间传递，那么就会导致薛定谔的猫这样的荒谬结果。这样看来，薛定谔的思想实验本意是用来对学派 A 观点进行归缪。

不过，学派 A 跟学派 B 的观点都不违背量子物理学，因为两者都承认观测导致波函数坍缩，仅仅对于观测的定义有所不同。

目前为止，似乎没有办法通过实验认定学派 A 与学派 B 究竟谁是正确的。无论哪种解释，最终人类观测到的现象都没有区别，虽然学派 A 的观点听起来更加荒谬，但很难认定它就是错的。

所以，时至今天，依然有人认为薛定谔的处于生死叠加态的猫是实际可能存在的，毕竟我们无法证伪学派 A 的观点。但，已经有越来越多的物理学家们支持学派 B 的观点，认为量子物理中对观测的定义应该定义为测量，而这并不需要人类意识的介入。