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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

家园 。。。。。。

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'

错了。

家园 教主

我同意你这个观点,不过你这个推理过程也太那个啥了吧,和那个结果完全没有关联。而且你这种推理也不能解释其他的佯谬,包括著名的双缝和单缝衍射结果。

我个人的想法是从观测这个行为的定义出发,不把观测作为人类特有的性质,从而避免唯心主义。

教主
家园 观测的时间越短,系统可能产生干扰的动量也就越小

因为动量是时间的函数

家园 教主,先多学点量子力学再来教育别人吧

别拿宏观的经验套用在微观世界,别自以为了解了微观世界的本质。否则,那是对爱因斯坦,波尔,薛定谔等人智商的侮辱。

家园 时间都不确定,光速怎么能确定呢-----相对论与量子力学

时间都不确定,光速怎么能确定呢-----相对论与量子力学之间的矛盾 (2007-09-20 09:50:10)

我认为量子力学与相对论的一个很大的矛盾是量子力学的测不准的观点与相对论的光速不变之间是存在着矛盾的

根据量子力学的测不准定理,时间与能量不可能同时测量准确

速度是位移与时间的微分,那么连时间都不确定,怎么可以确定光速不变呢?

也许爱因斯坦先生在EPR佯谬中一再质疑量子力学中隐含着超光速作用的机制-----大概就是因为在量子力学中,光速确定与能量守恒等等一样,都是在宏观上成立,在微观方面并不一定成立

在量子力学中,能量可以短时间内不守恒,但是必须在规定的时间内偿还能量(汤川就是这样来估算出介子的能量的)

也许,在量子力学中,光速也不一定恒定,但是必须在规定的时间内偿还----这是我的猜想

家园 注意尺度问题

测光速的实验中的距离乘时间远远大于测不准定律的h的数量级。

测光速实验并不是测的某一个光子的速度。

家园 实际上 光速不变说的是随参考系的变化而不变化

比如在介质中光速的速度就会降低,所谓随参考系的变化而变化指的是----当你在火箭上发射光子,在地面上的人看来,那束光子的速度并不等于光速+火箭速度,而是就是等于30万千米/秒

家园 教主你这个民科可不够狠

看我写的,http://www.ccthere.com/article/1828567

哪天无聊我考虑去写个宇宙是计算机计算结果的民科出来。在我的那个民科里面,你看就是你作为一个程序向系统提交看这个命令请求,CPU通过计算返还你看到的结果,如同你在游戏中显卡把画面在显示屏上显示出来而已。

家园 你这话说的没错

我只是回答了量子力学的测不准原理和光速能够准确测量这两者没有矛盾,好比经济学中的长期和短期规律有时看起来不一致,尺度问题。

家园 量子的随机变化是因为观测引发的吗?

实际上,我认为即便不对量子进行任何的观测,量子本身也是出于随机变化的状态的,但是观测作为一种有序的介入,可以使得量子朝着一个特定的方向变化,或者说使得量子朝某个特定方向变化的几率要更大

我认为薛定谔方程的一个比较大的问题就是在该方程中的普赛(那个希腊字母)不知道是概率学中的概率密度还是概率,而在概率学当中概率是概率密度的积分,相应的概率密度就是概率的微分了

这是比较重要的

家园 光速甚至不需要测量,可以用麦克斯韦方程求解出来

对于真空,ε0=8.854×10-12法/米,μ0=4×10-7亨/米,并有ε0μ0=1/c2,c为真空中的光速。

家园 普赛

普赛的平方正比于空间粒子出现的概率密度,普赛本身没有物理意义。

普赛
家园 所谓的概率密度是概率对时间的微分

该方程当中有时间变量吗?

或许我们可以类比于薛定谔方程搞出一个随时间变化的量子力学方程来呢

家园 那个光速并没有指明是什么情况下真空的光速

何况任何理论都是需要经过事实验证的

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