100次浏览 发布时间：2024-08-15 17:32:32
01
我们现在有个梗，叫作“薛定谔的XXX”。
比如我说，我高中辛辛苦苦三年，怎么学会的都是薛定谔的知识点呢？我想表达的意思就是这个知识点我又会又不会，也就是说我课堂上都是会的，一到考试时就一点都不懂了。
这些梗其实都源自于“薛定谔的猫”，一个大胆的量子物理学实验。
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。
这里必须要认识量子行为的一个现象：观测。微观物质有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微观物质以波的叠加混沌态存在；一旦观测后，它们立刻选择成为粒子。
实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
简单地说，其实“薛定谔的猫”就是用来描述量子力学中，量子状态的一种不确定性。在你不对量子状态进行观测之前，量子状态的各种可能性都有，就像那只被关在盒子里的猫，到底是死是活，只有打开盒子看到猫才能知道这个状态是什么，而在这之前这只猫的状态就是“50%的活猫+50%的死猫”，即不确定性。
02
薛定谔，是一位在量子物理方面作出杰出贡献的物理学家，他提出了量子物理学的核心方程——薛定谔方程，该方程的解已成为当今主要科技应用的源泉。
量子物理究竟是什么？它有着怎样的起源和发展？它的未来的前景是怎样？
如果你好奇，却又读不懂那晦涩难懂专业性的物理著作，不妨读一读这本有趣的科普读物——《沙滩上的薛定谔：带着量子物理学去度假》。
爱因斯坦曾用相对论的重要推论——著名的公式E=mc^2——来表明“一切皆能量”，或许我们也可以用下面这句话来概括量子物理学的精髓：“一切皆波动！”
一切皆波动，一切都是“波”，像石子抛入水中后泛起的涟漪，像麦穗在风中形成的波浪，又像被乐器赋予了生命的旋律。
03
量子派还有这么一个论调说：“当我们不观察时，月亮是不存在的”。
这句话看起来挺玄乎，其实意思是因为月亮也是由不确定的粒子组成的，所以如果我们转过头不去看月亮，那一大堆粒子就开始按照波函数弥散开去。于是乎，月亮的边缘开始显得模糊而不确定，它逐渐“融化”，变成概率波扩散到周围的空间里去。
当然这么大一个月亮完全融化成空间中的概率是需要很长很长时间的，不过问题的实质是：要是不观察月亮，它就从确定的状态变成无数不确定的叠加。不观察它时，一个确定的，客观的月亮是不存在的。但只要一回头，一轮明月便又高悬空中，似乎什么事也没发生过一样。
这就是量子物理的世界，在这里神秘的猫可以同时拥有生存和死亡两种状态，月亮之所以存在仅仅是因为机灵的老鼠在对它进行观测，某些相互作用可以超越时空，一个物体可以同时出现在两地且能从一地直抵另一地而不跨越任何中间地带……
在这个奇特的世界里，一切都归结于概率和假想的波；在这里，物质只是转瞬即逝却又永无止境不断再生的振动，所谓的“真空”实则充满了神奇的能量；在这里，无限大与无限小混杂交织，平行宇宙多如所想，荒诞与神圣并存；在这里，无限大与无限小混杂交织，平行宇宙多如所想，荒诞与神圣并行共存……——《沙滩上的薛定谔：带着量子物理学去度假》
04
量子物理在生活中无处不在。我们使用任何一种电子设备时，其实都在与量子物理学进行亲密接触。
没有量子物理，我们就无法明白二极管和三极管的工作原理，也就不会有集成电路、微处理器和U盘。没有量子物理，就不会有物质波、原子钟和GPS，也不会有激光、磁悬浮列车、高精准的医学成像和超高安全性的通信技术。
未来，在我们投票、刷卡、穿衣、出行……甚至在宇宙空间遨游等时，我们所处的环境中会布满各种在量子物理学指引下应运而生的新技术与新产品：从量子计算机、量子隐形传态到石墨烯和碳纳米管。
所以说，薛定谔的猫，可不仅仅只是只猫。
