72岁的薛定谔"猫"依然有魅力

 

http://www.bjkp.gov.cn/kxbl/wzjg/gdnr/1/k10423-05.htm如此介绍薛定谔的"猫"：

 

薛定谔的"猫佯谬"

??量子力学的奠基人之一埃尔温·薛定谔1935年发表了一个奇特的理想实验，用来描述他对量子叠加态的思索，因为这是一个量子世界里的实验，事实上既无法操作（因为过于微观，没有任何仪器可以办到）又无法展示出来（人的感觉器官只能接受宏观的景观，不可能看见量子世界），于是薛定谔只好用一个常人可以把握的东西-一只猫来做这个实验，而这个实验又无法真做，所以只能用语言来描述。

??薛定谔的实验是这样的：一只猫关在一个密封的钢盒里，盒内有下述极残忍的装置（这个装置必须保证不受猫的直接干扰）：在盖革计数器中有一小块辐射物质，它非常小，或许在1小时内只有一个原子衰变，如果衰变，计数管便放电并通过继电器释放一锤，击碎一个小的氢氰酸瓶。这个装置在1个小时内，如果没有原子衰变，这只猫就是活的，而若发生第一次衰变，则必然会杀死这只猫。

??这个实验要问：如果你打开这个钢盒，会发现什么情景？人们当然知道，这只猫非死即活，但是，按照量子力学的观点，这只猫既是死的，又是活的，它有两种状态同时存在于这只封闭的钢盒内，虽然我们无法同时看到它的两种状态，但正如我们不可能同时看到量子的两种状态一样。薛定谔的实验认为，盒内系统处于两种态的叠加之中，一态中有活猫，一态中有死猫。猫的这两种态直到一个人打开盒子看个究意时，才会变为一种状态：非死即活。

量子力学喜欢的是小尺度，而天文中常有若干万光年以远的说法，地学中常有若干百万、千万甚至亿年前的说法。不同的尺度，不同的思路和方法。

薛定谔的实验让人联想起，在万光年的尺度上讨论的问题，更有意思。通过哈勃望远镜，可以看到某某亿光年以外的景象。也即使说，观测的时候，事物本身已经变化了。可是，由于无法在事物自身存在的同一个瞬间中观察它们，实验就永远是延迟的。无法“看到”事物的真相。

有时，我们会为几小时或者几分钟的迟到懊丧不已，可是天体星光的“迟到”以年计算。由于一个自然天体的演化过程与人类的寿命相比实在是过于漫长了。人们只能以观测同一类天体，在不同光年阶段以前的观测结果，去推测天体的演化过程。这期间，是否也会像薛定谔的实验一样，出现一些佯谬呢？

科学网介绍《自然》杂志上的文章如下：

薛定谔猫及其应用

 

薛定谔猫思想实验说明这样一个思想：量子物理允许原子保持在超级位置状态。这种猫被想象处于一个盒子中，里面还有一个放射性原子，该原子被设计用来在其衰变时释放一种毒素。在“经典”世界中，猫要么是死的，要么是活的；但在由关闭的“盒子”构成的量子世界中，猫可以同时是死的和活的。自由传播的光的一个“猫”状态被定义为由完全分开的准经典状态构成的一个量子超级位置,这种状态对于量子信息处理及在验证量子理论的实验中可能有用。最近的实验成功地生成了

可见光薛定谔“小猫”——太小而无法实用。

 

老问题依然魅力无穷，可见提出一个问题，或者实验方法的可贵；提出经典的问题，让许多思想家的细胞为此兴奋，更可贵。

薛定谔给予我们的启示，不仅是在于他提出了一个实验的思路，他提出或者解决问题的思路的确胜人一筹；而且，他的贡献不仅在于物理学。更值得品味的是，假如物理或者其他实验的条件的确不具备，或者不可能具备，“思想实验”的确是一个不错的思路。

也许暂时做不到，但是可以提前若干年想到。而且，超前的思想，往往具有超越时代的预见性。也许，当思想家进行思想或者提出思想、看法的时候，同时代的人们不理解、不赞同，甚至遭到反对和压制、迫害，但是，思想具有穿透时空的力量，尤其是卓越的思想。

科学，的确以提出和解决新问题为要务。但，老问题的新解法，或者新问题的老方法，都可能意味着机遇。

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自籍利平科学网博客。
链接地址：https://m.sciencenet.cn/blog-255-6405.html

上一篇：一丝不苟的教授
下一篇：何必追寻逝去的时光