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从薛定谔的猫看量子力学起源2015-08-18 10:36:00　阅读 次 参与讨论()马上投稿

　　随着现代科学技术的不断提高，普通人所学到的知识相较百年以前也有了质的飞跃。例如相对论、激光器、核能发电之类的名词，早已被大众所认知。而薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887–1961)的猫因其“既是活着的又是死的”这样的特点，也常被用于调侃一个人做事飘忽不定，不知道何时会做出什么惊人之举，就像“薛定谔的猫一样神秘”。当然这一切都只是调侃，那么我们口中所说的薛定谔与他的猫到底发生了怎么样离奇的故事呢？这就要从大约100年前说起了。

　　从古至今的物理学，或者说在所有人的认识中，世界都应该是确定的。即使有许多我们不知道的，我们不能理解的，但是太阳东升西落，月亮阴晴圆缺这样的事实是每个人都能亲眼所见，毋庸置疑的。太阳即使不在天空中闪耀，它也一定在某处静静的等待黎明，月亮即使不能指引晚归的旅人，也终将会有拨云见月之时。这也可以说是物理存在的根基，在大自然中寻找着永恒不变的真理（truth）、常数（constant）、守恒律（conservation）、秩序（order）、对称（symmetry）。许多的物理学家秉承着这种崇高的信念，一步一步推动者物理学的发展，直到20世纪初。当时的物理学家认为物理已经被研究的极为透彻了，剩下的工作只是把我们已知的一些科学常数计算的更为精确罢了。

　　但是，科学的停滞不前就意味着灭亡，物理学也不可能有到达顶峰的那一刻。在当时一片欢欣喜悦的气氛中，也潜伏着危机，W.Thomson(Kelvin 爵士)就指出，经典物理学的上空实际上悬浮着两朵乌云：第一朵涉及到“以太（aether）”，第二朵涉及到热学中的比热。有着缺陷就说明还有改进的空间，但是另物理学家没有想到的是，这次革新，可以说是彻底的颠覆了所有人认识世界的方法。

　　我所说的这次革新，由黑体辐射能量分布规律而来，随着一大批优秀的物理学家如：狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac，1902－1984），普朗克（Max Planck，1858—1947），玻尔（Niels Henrik David Bohr，1885—1962)，玻恩（Max Born，1882—1970）爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955）的研究，量子力学被初步建立了起来。

　　在量子力学描绘下，我们的世界不再是连续的，位置不再是确定的，许多本没有冲突的事物产生了矛盾。所以由此薛定谔就提出来我们熟知的“猫悖论”：假设将一只猫放在一个封闭的盒子中，盒子中有个能杀死猫的装置，而这个装置的开与关又是随机的。那么此时从我们外部来观察的话，这只猫将变的既活着又死去了。这显然是违反我们的常识的，就像扔一枚硬币的结果不可能是既是正面又是反面一样。他用这样的假想实验来反驳量子力学的不确定性。同时，爱因斯坦也坚持反对用概率来诠释这个世界，他说了一句广为流传的名言

　　“I can’t believe that God plays dice.”

　　可是，事实永远胜于雄辩。在经历一系列的研究之后，如今，人们已经相继的在介观尺度和宏观尺度观察到了“薛定谔的猫”，这极其有力的证明了量子力学无限的潜力。

　　量子力学实际上是给我们提供了一个全新的认识世界的方法。光既是波又是粒子，一个电子既在这里又在那里。这个世界其实充满着未知性，而我们所闻所见只是这个世界无数可能性的一种。就像哲学中所言，没有什么是永恒的，有的只是永恒的变化。有史以来第一次，我们意识到了万物之间都有联系，世界在我们观察的时候，从无限的可能中挑选一个呈现在我们的面前，称为退相干（decoherence）。

　　物理学一直以来都以严谨著称，描述的事物也都是决定论性的。但是量子力学为我们打开了新世界的大门，让我们重新重视事物的无穷可能。

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