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量子力学的“叠加态”“纠缠态”理论不可证伪
量子力学的哥本哈根诠释引入了两个核心概念:叠加态和纠缠态。
这一诠释展示了量子世界中存在的不确定性,允许一个对象同时处于多种状态,例如猫同时处于生与死的叠加状态。
薛定谔的猫思想实验旨在揭示这种叠加状态的荒谬性,但在量子力学的框架内,这种看似矛盾的“既死又活”状态是理论所允许的。
哥本哈根诠释还提出了观察者效应的概念,即量子对象在没有被观测时保持在叠加态,但一旦进行测量,就会立即坍缩为一个确定的状态,即波函数坍缩。
这种观察者效应意味着我们无法直接观察到叠加态或纠缠态,因为它们在被观测之前并不存在于我们的感知世界中,因此无法被实验证实或证伪。
从科学哲学家卡尔-波普尔的角度来看,理论的可证伪性是科学的一个基本要求。
如果一个理论无法被证伪,它可能会被视为伪科学。
由于量子力学的叠加态和纠缠态理论具有不可观测性,它们似乎挑战了这一科学标准。
这引发了对这些理论本质的深入思考:它们是科学的,还是仅仅停留在理论层面的谜团?
科普薛定谔的猫
薛定谔的猫是一个物理学界著名的思维实验,通过一只猫、一瓶毒药和一个放射源控制的机关,展示了量子叠加态的奇妙之处。
在密封的盒子里,猫的状态同时包含了生与死两种可能,直到盒被打开,猫的生与死才会得到确切的观测结果。
这种生与死的双重状态,正是量子力学中“叠加态”概念的直观体现。
在没有观测的情况下,猫既是生的又是死的,无法简单归类为某一种状态,展现出量子世界的奇异性质。
“薛定谔的猫”与量子力学的关系是什么?你怎么看?
简单地说“薛定谔的猫”当初提出的目的是嘲讽哥本哈根派对于量子力学的解释,而现在却成了量子力学最知名的“代言”。
现在抓个人来问一下应该都听说过薛定谔的猫,并且知道跟量子力学有点关系。
接下来讲一下薛定谔的猫的背景故事。
我们知道爱因斯坦虽然提出了相对论,且对经典力学进行了修正,但是本质上并为跳出“确定论”的观点,如果给出数据就可以计算出确定的结果。
而对于量子力学中不确定原理,关于量子位置的不确定,爱因斯坦戏称为“上帝掷骰子”。
这个思想实验是著名的物理学家薛定谔在1935年提出来的。
实验假设,我们将一只猫关在一个盒子里,盒子放入一点点放射性原子,如果放射性原子发生衰变,那么将会触发有毒气体的药瓶,将毒死猫。
那么当我们没观测盒子里猫的时候,猫就是以两种形式展现,死去的猫或活着的猫。
只有当我们打开盒子的时候才知道猫的死活状态,也就是放射性原子可以处于未衰变和已衰变的两种叠加态。
(也就是猫的生和死是叠加在一起的)。
而爱因斯坦和哥本哈根派尤其是玻尔的论剑,在第五次索尔维会议达到顶峰,薛定谔作为爱因斯坦的好友这次会议上算作爱因斯坦的一派,另外两派之一就是哥本哈根派。
后来薛定谔和爱因斯坦私下交流中受到启发,提出了“薛定谔的猫”的思维试验。
在一个黑盒子中有衰变元素,在一段时间内猫可能被毒死或者没有被毒死。
但是不打开盒子这两种状态就是叠加纠缠的。
薛定谔用既死又活的猫来对比量子的即在A位置又在B位置的不确定性原理。
借此来嘲讽哥本哈根派对于量子力学的诠释。
显然量子力学的领域现在只能是在微观,到宏观世界后就不在起作用了。
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