从《彗星来的那一夜》浅谈量子力学.ppt
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1、彗星来的那一夜 在一个静得有些诡异阴森的夜晚,年 轻女子艾米丽驱车来到朋友家参加聚会 。此前她一边开车一边和男友打电话, 然而通话突然中断,她的手机屏也莫名 其妙出现裂痕。这一事件让艾米丽的心 中升起隐隐不安,因为当晚一颗彗星刚 好接近地球,一个很久之前听过的传说 使她对彗星的到来有着不祥的预感。稍 后,朋友们落座,大家彼此交谈,叙说 近况,虽然言语中有着许多莫名其妙、 蹊跷反常的线索,然而均被一带而过。 突然间,灯光尽灭。当光明重新来临时 ,众人发现附近只有一户人家还在亮灯 ,而亮灯人家里坐着的竟是他们自己 薛定谔的猫 它由奥地利物理学家薛定谔 于1935年提出的有关猫既是 死的又是活的著名
2、思想实验 的名字,它描述了量子力学 的真相:粒子的某些特性无 法确定,直到测量外力迫使 它们选择。整个实验是这样 进行的:在一个盒子里有一 只猫,以及少量放射性物质 。在一小时内,大约有50% 的概率放射性物质将会衰变 并释放出毒气杀死这只猫, 剩下50%的概率是放射性物 质不会衰变而猫将活下来。 “薛定谔的猫”,让很多人迷惑的多半是 在人开门观察之前,猫所处的那种不死 不活又死又活的状态。其实,这种状态 虽然诡异,但理论上总可以用一个波函 数来表示。这个波函数在物理学家眼中 具有很好的性质,因为它随时间的变化 遵循薛定谔方程。门一开,“诡异”的状 态立刻解除,我们得到了一个确定的状 态:死或
3、者活。开门瞬间猫的状态改变 了,这意味着猫的波函数也有了一个突 变,这个突变几乎是瞬时的,且不遵循 薛定谔方程,是一种看上去由我们的观 察(测量)而导致的突如其来的变化 这种由测量导致的突变才是更诡异的 地方。薛定谔的猫是死是活我们无法知 道,所以有人提出平行宇宙的理论,认 为一个世界猫是活的状态,一个世界猫 是死的状态。 介绍平行宇宙之前让我们先来看一个著名的 “祖母悖论”。如果我们通过时空隧道回到了过 去,遇见了我们的祖母,而我们又不幸的害 死了祖母,那么既然祖母在年轻的时候就死 了,未来的我又从哪里来?既然没有了我, 我又怎么会回到过去害死祖母?这样便产生 了一个悖论。在这一理论中,世界
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