量子理论诞生于一个世纪前。一百多年来,这个怪异的理论一直挑战着人们的认知底限。著名的原子结构学说之父、丹麦物理学家玻尔曾说:“谁要是第一次听到量子理论时没有发火,那他一定没听懂。”

量子理论告诉我们,在量子世界里,你无法预知一个微观粒子未来的状态,因为粒子一直都处于叠加态,只有当你在观察它的时候,它才表现出一个确定的状态。这便是海森堡提出的量子不确定性原理。

当薛定谔听到这个原理的时候,可能也是这个表情吧。因为经典物理学告诉我们,一个东西在某一时刻的状态,必然是固定的。比如说一个苹果,它要么长在树上,要么砸在牛顿的头上,它不可能在长在树上的同时还能砸在牛顿的头上。于是,薛定谔为了嘲讽这一理论,便提出了一个思想实验:假设有一只可怜的猫,它被关在一个密闭的盒子里,同时盒子里有一瓶毒药,和一个由少量放射物质控制的锤子。

“薛定谔的猫”示意图

放射物质每隔一段时间就有50%的衰变几率,当放射物质衰变的时候,锤子会落下,砸烂瓶子,释放毒药,猫就会被毒死。按照量子理论的解释,放射物质是处于既衰变又没有衰变的叠加态,当我们不打开盒子观察猫的生死状态时,猫也是处于既生又死的叠加态!只有当我们打开盒子,才能确定地看到那只可怜的猫儿有没有被这一套复杂的高科技设备毒死。这便是著名的“薛定谔的猫”思想实验。

按照我们平常的思维,盒子里的猫儿应当是非生既死的状态,而你却说它是既生又死的状态!猫儿升仙了,有木有!彼时薛定谔已经笑的直不起腰来——量子理论这是一个多么可笑又无厘头的理论啊。然而,随着时间的推移,科研技术的不断进化,随后的科学观察、实验,一次次不断地证明,薛定谔的这个思想实验是正确的!

薛定谔

科学家们利用这一理论,已经创造出许多现实的应用,极大地提高了人类的科技水平。同时薛老师的脸也被打的越来越肿痛。但这丝毫不影响“薛定谔的猫”的知名度,科学家们甚至把量子的叠加混沌状态叫做“薛定谔猫态”。

薛定谔并不是在轻易地嘲笑他不能理解的理论,他在反驳量子理论前,肯定是做了深入的研究、思考以后,才能提出的这个经典的思想实验。我们在平时的工作、生活中,也应当秉持这样的心态。在遇到新的事物时,我们应当在充分的研究、理解的基础上,再做出自己的判断,而不是只看到表象,便轻易地妄下结论。玻尔、薛定谔、海森堡,以及所有为量子力学做出贡献的科学家们,他们无疑是伟大的。

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