薛定谔猫悖论1量子力学.ppt

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1、薛定谔猫悖论薛定谔猫悖论1935年，由薛定谔提出的一个理想实验：一只猫关在一个钢盒内，盒中有下述极残忍的装置（必须保证此装置不受猫的直接干扰）：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。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变，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。如果人们使这整个系统自己存在1个小时，那么人们会说，如果在期间没有原子衰变，这猫就是活的。而第一次原子衰变必定会毒杀了猫。根据量子力学，盒内整个系统处于两种态的叠加

2、u>=

3、e>Ä

4、死

5、猫>+

6、g>Ä

7、活猫>之中，其中第一分量意味着死猫与原子嬗变态

8、e>的关联；第二分量意味着活猫与原子稳态

9、g>的关联（如图1）。这样的关联状态就是所谓的量子纠缠态。图1：作为量子纠缠态的“薛定愕猫”薛定谔认为，如果“哥本哈根解释”关于量子力学测量的讨论是正确的，则对由满足量子力学的微观粒子组成的宏观物体也应是有效的.由此推论，如果一只“宏观的猫”处在死态和活态的相干叠加上，猫的死活不再是一种独立于观察者主体的客观存在，而是依赖于观察者测量.显然，这是有背常理的：直到某人窥视盒内看个究竟以前,不幸的猫继续处

10、于一种悬而未决的死活状态之中。理论上讲,猫自己还是知自己道是活还是死的。但根据量子测量假说，处在这种怪态上，猫的生死是打开盒子前的“客观存在”，而决定于打开盒子后的“观察”。看上去这个推论是不合理的，因而称之为“薛定谔猫佯谬”哥本哈根学派的几率诠释以玻尔为代表的哥本哈根学派的解释：放射性原子的衰变可以用波函数来描述。当用波函数描述放射性元素“衰变”或“没有衰变”这两种不同状态的组合时，我们称之为“波的迭加态”。在没有打开箱子时，放射性原子进入了衰变与不衰变的迭加态，这时猫就成了一只处于迭加态的猫，即一只又

11、死又活、半死半活的猫。只有当实验者打开箱子的时候，迭加态突然结束（用数学术语说就是“坍缩”），我们才能知道猫的确定态：死，或者活。这就是说，打开箱子，那只猫究竟是死是活，取决于出现的量子跃迁。但从另一方面说，猫的生或死，在很大程度上将是打开箱子的结果。现在设想有一个人同时也在箱子里，猫的生死他是知道的，那么，它是否会得出与盒外的观察者一样的结论呢？？？？