自上个世纪始,科学领域经历了飞速发展的时期,百花齐放,百家争鸣的局面随处可见。那时,无数杰出的科学家如星辰般璀璨,他们的工作为人类知识宝库添砖加瓦。
特别值得一提的是,爱因斯坦的广义相对论将物理学推向了一个新的高度,而量子力学的飞速发展也为科学界带来了新的活力。
在量子力学的探索中,其特性的奇异之处成为了研究的焦点。根据哥本哈根的诠释,当两个量子系统相互作用后被分离,它们的量子态会叠加在一起,进入一种不确定的状态。换句话说,观察其中一个量子时,之前纠缠的另一个量子会展现出其独特的量子特性——它的位置便变得不可预测。
在1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森共同发表了一篇论文,并借此向他的好友薛定谔描绘了微观尺度与宏观尺度的统一。这一过程中,他以一桶不稳定的为例,描述了其与不的叠加状态。
薛定谔在回信中,不仅对这一概念进行了进一步的阐释,还提出了一个著名的思想实验——“薛定谔的猫”。这个实验将量子系统的叠加态扩展到了宏观大尺度领域。
薛定谔的实验思想是:将一只猫置于一个封闭的空间内,空间内含有放射性物质、容器和装有有毒气体的烧瓶。放射性物质的原子衰变具有50%的概率,因此猫的生死也处于一种叠加状态中。只有当空间被打开并观察时,波函数才会坍缩,猫的状态才会确定。
尽管薛定谔的实验思想引起了物理学界的广泛讨论和争议,但它为理解量子力学提供了新的视角。虽然没有人真正进行过这样的实验来确认猫的生死,但涉及类似原理的实验已经取得了很多进展。
例如,介观物体的态叠加等实验的进行,为进一步研究量子退相干、量子-经典界线等实验提供了可能。
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