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探究神秘的心靈(31)- 薛定諤的貓

(2025-10-03 11:42:23) 下一個

如果說,巴甫洛夫的狗是世界上最著名的狗,那麽,薛定諤的貓是世界上最神秘的貓。

 

薛定諤的貓

 

薛定諤(E.Schrodinger,1887-1961)是奧地利物理學家、量子力學的創始人之一,曾獲1933年諾貝爾物理學獎。薛定諤的貓是薛定諤提出的一個思想實驗,試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度裏量子疊加原理。

薛定諤的貓也稱薛定諤佯謬,薛定諤設計的這個思想實驗,其目的是對人類意識具有特殊的獨特地位的說法進行嘲諷。他的實驗是把一隻貓放進一個封閉的盒子裏,然後把這個盒子連接到一個裝置,其中包含鐳和毒氣設施。設想鐳有50%的可能性發生衰變,衰變時發射出一個粒子,這個粒子將會觸發毒氣設施,從而殺死這隻貓。

根據量子力學的原理,未進行觀察時,這個原子核處於已衰變和未衰變的疊加態,因此,那隻可憐的貓就應該相應地處於“死”和“活”的疊加態,非死非活,又死又活,狀態不確定,直到有人打開盒子觀測它。

那麽,什麽是“疊加態”?

在微觀的量子世界中,微觀粒子可以處於一種所謂“疊加態”的狀態,這種狀態是不確定的。例如,電子可以同時位於兩個不同的地點:A和B,也就是說,電子既在A,又不在A。電子的狀態是“在”和“不在”,兩種狀態按一定幾率的疊加。電子的這種混合狀態,叫做“疊加態”。 如果把疊加態的概念用於貓的話,那就是說,處於疊加態的貓是不死不活、又死又活的狀態。在微觀電子坍縮前的狀態,並無定論,直到觀察它,才因坍縮而確定。這是微觀世界中量子疊加態的奇妙特點。

薛定諤用該實驗來說明,在量子理論中,量子粒子可以同時存在於多狀態的疊加中,並在與其他粒子相互作用時崩潰到單一狀態。

物理學家歐文·施羅丁格(Erwin Schroedinger)說,量子理論是古怪的,在測量和觀察粒子之前,它實際上存在於所有狀態中。

物理學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)則批評道:“薛定諤的貓遠遠不是解決貓佯謬的辦法。因為在量子力學形式論裏,沒有任何規則要求意識狀態不能牽涉同時對活貓和死貓的感知。”

因此,別小看這一個聽起來似乎荒謬的薛定諤貓的物理學思想實驗,它不僅在物理學方麵極具意義,在哲學和心理學方麵也引申了很多思考。量子的疊加、坍縮和量子糾纏等涉及到觀察與測量,都與人的意識密切相關。意識在量子理論中究竟居何地位?意識在量子物理學中的作用如何?這一切正是當下物理學家、心理學家和哲學家們思考、分析乃至爭執不休的熱點。

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