如果你有喜欢科幻电影的朋友，你可能听说过“薛定谔的猫”这个词。一只在电影中出现又消失的神秘猫，徘徊在生与死、真与假之间。它既是真又是假，是活是死。没有人知道它的确切状态。它指出了量子力学核心的一个神秘特征：叠加态。 （薛定谔的猫想象）那么这只猫到底意味着什么，它能体现“量子力学，困难时期优柔寡断”的真谛呢？它如何突破现实的界限，将我们看到的一切变成掷骰子的概率事件？其实，这背后只是一个量子微观世界的隐喻，但这个隐喻很容易理解，解释了量子力学从理论争议到世界变化的全部脉络。 （想象鳄鱼薛定谔的）猫的诞生：来自物理学家关于薛定谔的“宇宙论争论”猫，我们得从物理学史上著名的“学术之争”说起。 20世纪20年代和1930年代，以玻尔和海森堡为代表的哥本哈根学派提出了著名的观察者效应。也就是说，在观察微观粒子之前，它同时存在于所有可能的状态（即叠加态），并且观察行为本身导致粒子“选择”特定状态。这个过程称为“波函数塌缩”。 （想象观察者效应）没想到，这个愿景引起了薛定谔的不满。为了反驳这种“违背常识”的理论，薛定谔设计了一个思想实验。这个想法是将猫锁在一个装有少量放射性物质和毒气装置的密封容器中。放射性物质有 50% 的几率在一小时内分解。当它腐烂时，会释放出有毒气体，并激活一种机制来毒害猫。只要不腐烂，猫就安全。 （薛定谔开始咆哮）根据哥本哈根学派的理论，放射性物质可以同时处于两种状态：衰变和非衰变，所以猫可以处于生状态和死状态重叠的状态，所谓的猫可以死但还活着，或者猫可以活着但已经死了。不得不说，这个想法实在是太可笑了，以至于施罗丁加尔试图借此对哥本哈根学派发起猛烈攻击。 （哥本哈根学派代表玻尔）然而，事态的发展完全出乎了薛定谔的预料。后来的实验不断证明，微观世界的规律与宏观世界的规律有很大不同。电子的双缝干涉实验清楚地表明，电子在不被观察到的情况下会同时穿过两个缝（演示波特性）。当观测装置安装完毕后，电子“乖乖”地选择狭缝通过通过（表示粒子的属性）。这意味着观察者主动参与量子系统的演化，而不是被动地接收信息。 （在量子层面上理解事情是很难的。） 就像你买彩票时，在你中奖之前，你有两个想法：“如果我赢了，我就会富有”和“如果我没有赢，我别无选择，只能继续工作”。彩票“观看行为”会立即让你处于某种状态。当然，我们通常不喜欢这种特殊情况。 （是否中彩票有点重叠。） 猫的生死之谜：量子世界的“概率游戏”。当然，很多人看到这里都会有以下的想法。如果你没有看到这只猫，它到底是活着还是死了？这里需要澄清一个重要的假设。薛定谔的猫并不代表宏观世界的真实场景；其实这只是一个比喻。这是因为在 mac 中宏观世界，由于许多粒子的相互作用（环境退相干），叠加状态会立即消失，猫的生死应该是确定的。然而，在微观世界中，叠加态是粒子的基本属性。 （量子力学）举个常见的例子，就像你抛一枚硬币，和别人打赌是正面还是反面，在你扔出硬币的那一刻你无法确定最终的结果。电子就像“量子硬币”。不观察时，冷侧牙和后牙同时重叠。只有被观察到，它才会立即塌陷成“头”或“尾”。这听起来很玄学，对吧？但事实上，当前的量子计算机和量子通信早已证明形而上学背后有科学。量子计算机你需要知道的是，利用以下性质实现超高计算能力是可能的：量子位同时处于“0+1”的叠加状态，可以在一次操作中处理多种可能性。 （量子计算机）回到猫的生死问题，答案是相当明确的。在量子力学的框架内，“猫的生死”是一个预观测概率问题。就像抛硬币一样，在硬币落地之前你无法确定硬币是正面还是反面，但这并不意味着硬币同时是正面和反面。概率不确定性不等于概率不确定性。状态重叠。但只要你留心观察，问题总会显现出来。 （薛定谔的猫）从理论到现实：这只猫是如何改变世界的？当然，这种观察不仅仅是一种假设，而是现代社会的现实。就像上面提到的量子计算机一样，经典计算机的比特是0或1，量子比特的叠加使得它们能够处理大量的数据。同时处理 ts 数据。谷歌的 Platus Tree 量子计算机曾经在 200 秒内完成了传统超级计算机需要 10,000 年才能完成的计算任务。其核心原理是薛定谔的猫所揭示的叠加逻辑。 （“白金”量子计算机）还有量子通信。利用量子叠加和互锁的特性，我们将实现绝对安全的“一次性pad”通信。中国实验墨子量子科学卫星利用量子纠缠原理，使地面接收站之间的通信无法被破解。这是一种“观察时量子态发生变化”的做法，窃听会留下痕迹。它还可以用于治疗疾病和拯救生命。医院常用的磁共振成像（MRI）本质上是利用氢原子核的量子自旋特性。通过施加磁场，原子核被放置在特定的超极中在位置状态下，观察塌陷过程，并形成图像，使医生能够识别受伤的位置。 （量子卫星想象）超越科学：猫引发的哲学思想此外，这些实际应用并不是最有趣的。最有趣的是，量子科学是严肃的哲学思想。 1940年，物理学家惠勒提出了宇宙中只有一个电子的绝妙想法。 ：微观世界没有绝对的过去、现在和未来。通过向前和向后的时间旅行，电子可以不断地出现在时间和空间的不同点，最终在宏观尺度上呈现出无限数量电子的错觉。 （宇宙中只有一个电子吗？）而人类的观察行为会影响电子的状态，从而塑造我们所看到的世界。 “观察创造现实”的观念影响了诸如“观察创造现实”之类的哲学概念。有人甚至大胆推测，我们感知到的现实的每一刻都可能是高维生命设计的程序，而“薛定谔的猫”只是这场伟大游戏的一个小注脚。当观察发生时，程序按照预先制定的规则执行，将不确定的叠加状态转化为确定的现实状态。（一切都源于观察者效应）概率的背后蕴藏着无限的科学可能性。原问题：薛定谔的猫是生是死？因为如今，当我们用手机扫码支付（基于量子加密技术）或使用核磁共振检查我们的身体（基于量子自旋原理）时，我们实际上面对的是这只“数量小猫”，它不再是物理学家的辩论工具，而是推动世界前进的“隐藏引擎”。点改变未来。参考文献1.中国科学院《时间循环、意识传递、平行世界……这些科幻场景真的存在吗？》 2.新华网《‘薛定谔的猫’：从荒谬的思想实验到量子计算基准》
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