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主题:薛定谔猫佯谬--薛定谔猫的生死是由人的观察决定的吗? -- 思想的行者

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家园 薛定谔猫佯谬--薛定谔猫的生死是由人的观察决定的吗?

薛定谔猫佯谬是量子力学发展史上的一个很重要的佯谬,这个佯谬引发了人们对量子力学本质的深刻的思考

但是,我认为薛定谔猫佯谬的逻辑扭结点并不复杂,只要能够分辨清楚概率学当中的概率和概率密度这样两个概念,人们就可以很正确的理解薛定谔猫佯谬了

薛定谔猫佯谬说的是:假定在一个箱子里面有一头饥饿的猫,它面前有一个含有剧毒物质的小盒子,这个小盒子的开关由一个电路控制,当某放射性物质发生衰变,释放出一个粒子,电路将接通,剧毒物质的小盒将打开,猫就会去吃剧毒物质,从而死亡

当放射性物质的质量为某一个值的时候,可以使得在一个小时后,该放射性物质有一半的发生衰变的几率

那么这个时候的猫就有一半的可能是活的,一半的可能是死的。按照量子力学的观点,猫处于一半的可能的活,一半的可能的死亡的“叠加态'

更有物理学家从这个薛定谔猫佯谬出发认为猫的死亡或者存活是由于人们在一个小时以后对猫的观察引起的,这就导致量子力学往唯心主义方向发展,以至于爱因斯坦不得不发问道:当你不看月亮的时候,月亮是否存在?

我认为即便是从薛定谔猫佯谬出发,也丝毫不能说明猫的生存或者死亡是由于人们对猫的观察所 引发的,因为从概率论出发,人们对猫的生存或者死亡能够产生的干扰几乎是无穷小的

我们从概率学可以知道,概率函数P(t) 和概率密度函数p(t) 是两个不同的函数,概率函数P(t)s是概率密度函数p(t)的积分,相应的,p(t)是P(t)的微分

也就是说对于一个随机过程来说,某个随机状态发生的概率是概率密度函数在从时间原点到某个时间点的积分

对于薛定谔猫佯谬中人们所研究的放射性物质,在一个小时内有一半的衰变概率,也就是说P(1)=1/2

也就是说猫在一个小时内有一半的可能是死亡了(猫的死亡可能发生在这一个小时内的任何时刻,但是总的来说,猫的死亡概率只有50%),一半的可能是还存活。

一个小时以后当人们再去观察猫的时候,如果猫在这以前就已经死亡,显然猫的死亡并不是由于人们的观察所引起的;如果猫还没有死亡,那么在人们对猫进行观察的那一刹那,发射性物质发生衰变的几率是p(t)dt,由于人们观察猫的时间极为短暂,也就是说dt 接近于0 ,那么在这个dt 时间内,猫的生死发生改变的几率只有p(t)dt ,由于dt趋近于0 ,这个概率也就趋近于0

也就是说不管猫本身在一个小时当中是死的还是活的,人们通过自己的观察对猫的生死能够产生影响的几率都是无穷小的。不能从薛定谔猫佯谬当中得出猫的生死是由人的观察而决定的结论

因此,爱因斯坦所问的问题:当人们不去观察月亮的时候,月亮是否存在的问题,可以明确的回答月亮存在

区分量子力学当中的几率幅普赛是概率学当中的概率还是概率密度的概念我认为是很有意义的,可能从此出发人们可以真正的洞察量子力学的本质

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