薛定谔的猫和双缝实验有什么关系?

时间:2020-10-14 09:00:00   作者:
这种联系与我们不能直接测量基本隐藏的量子波函数有关,但我们总是限制于测量不同的结果,从这些结果我们可以推导出量子波函数。

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因此,当我们将单个电子一个一个地发射到两个狭缝(!),每个狭缝都足够小,并且距离足够近,我们可以预期这些电子会产生这样的模式:

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但实际情况是这样的:

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当我们让两种波相互作用时,这看起来就像我们得到的干涉图案,例如水面上的涟漪,在某些位置产生建设性和破坏性的干涉:

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这些波在其恒定频率下的相互作用造成了一些稳定的建设性和破坏性干扰,因为波峰和引线在离狭缝一定距离时非常一致,而在其他距离时又非常不一致:

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但是我们发射的是一个电子它到达光学屏幕就像这个点一样,所以什么东西在穿过两个狭缝时怎么可能干扰到它自己呢?

证明,如果你把所有可能的路径的电子(我的意思是他们所有人:路径积分公式-维基百科),同时后其固有频率(由E =高频相关能源)在所有这些路径,然后最“疯狂”的路径往往会抵消相消干涉。

但是这个单电子的许多可能路径同时通过两个狭缝。电子从来没有精确地定位在某个地方,但它处于许多可能位置的“叠加”中。

是单电子的“可能路径”的波干扰了它自己。

但是,为了回答你的问题,根据描述这种特殊叠加状态的薛定谔方程,我们(作为量子观察者)应该处于一个叠加状态,即我们在光学屏幕上的所有位置都观察到了粒子。这就是薛定谔方程所预测的。但这显然不是我们观察时的直接经验。我们总是观察到那个点在一个特定的位置上。

同时,当我们把一个测量装置放在其中一个狭缝上,以记录“它真正走了哪条路”,我们在光学屏幕上不再得到干涉图样,但我们得到了一个我们通常期望的图样。因此,即使一条缝上的传感器没有发出“咔嚓”声,穿过另一条缝的不间断波也不会产生干涉图样。换句话说,即使不进行测量,也有能力改变我们的输出。

无论我们在什么地方观察,它总是会出现在我们面前,好像那里从来没有一个叠加的开始。

我们在这里讨论的,是所谓的波函数“坍缩”。

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但我们必须非常清楚的是,因为我们永远无法观察到波,我们也永远无法观察到“某些东西塌缩”。如上所述,波函数的不可否认的真实性只能从我们的测量中推断出来,所以左边的图像可以说是与右边的完全不同的性质。像苹果和桔子。

但这正是量子力学解释分裂成这两种关于现实的重要观点的地方。你要么;

考虑崩溃是一个非常真实的,物理的发生在局部(和“幽灵”非局部)的现实,由测量的干扰引起,就像一个实际的变化发生在你面前,或者;

你把“我们衡量的不是什么有”方法,该基金持有的薛定谔方程(实际上我们作为量子观察家叠加的观察到屏幕上,光粒子在各种各样的地点)但经验我们总是仅仅发生在“发现自己”只是其中的一个独特的,每当我们看到可能的路径。用这种方法,实际上没有任何东西崩溃。

薛定谔和爱因斯坦至少不喜欢物理坍缩是由观测引起的,他们试图嘲笑它通过展示我们可以把它发展到极端,通过让物理坍缩变得比单个粒子大得多。

薛定谔通过一个思维实验做到了这一点在衰变的原子核之间有直接的因果关系它处于"已经衰变了"和"没有衰变了"的叠加状态而探测器则处于"没有测量它衰变了"和"已经测量它衰变了"的叠加状态。这个探测器在经过测量后会衰变,然后释放氰化物气体杀死一只猫,所有这些都被藏在一个封闭的盒子里:

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但是,根据当时许多物理学家的说法,所有这些仍然会处于“死猫”和“活猫”的叠加状态,直到我们打开盒子的那一刻,它造成了巨大的物理坍塌。

就像这个点不会出现在光学屏幕上的任何特定位置,直到我们看到它的那一刻。

爱因斯坦曾说过一句名言:“月球就在那里,而没有人去看吗?”
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