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长知识:薛定谔的猫是死的还是活的?(组图)

史上最著名的10个思想实验(四)

2018-04-23 19:36 桌面版 正體 0
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长知识:量子力学中薛定谔的猫是死的还是活的?
长知识:量子力学中薛定谔的猫是死的还是活的?(图片来源:Adobe Stock)

本文接续

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9、薛定谔的猫(Schrodinger’s Cat)

薛定谔的猫最早由物理学家薛定谔提出,是量子力学领域中的一个悖论。其内容是:一只猫、一些放射性元素和一瓶毒气一起被封闭在一个盒子里一个小时。在一个小时内,放射性元素衰变的机率为50%。如果衰变,那么一个连接在盖革计数器上的锤子就会被触发,并打碎瓶子,释放毒气,杀死猫。因为这件事会否发生的概率相等,薛定谔认为在盒子被打开前,盒子中的猫被认为是既死又活的。

薛定谔的猫
薛定谔的猫(图片来源:维基百科)

解读:

简而言之,这个实验的核心思想是因为事件发生时不存在观察者,盒子里的猫同时存在在其所有可能的状态中(既死又活)。薛定谔最早提出这个实验是在回复一篇讨论量子态叠加的文章时。薛定谔的猫同时也说明了量子力学的理论是多么令人无法理解,这个思想实验因其复杂性而启发了各种各样的解释。

后来,1957年,科学家休‧艾弗雷特(Hugh Everett)提出“多世界诠释”(many worlds interpretation),对量子力学又有不同的诠释。其中解释当有两个可能性时,这两个可能性都可以是事实,一个可能发生在历史而一个发生在未来的都是事实。宇宙的数量非常庞大,每一件可能发生的事都已经发生了,如果没有发生在这个宇宙,就是发生在另外的宇宙。这个理论解释,当薛定谔的箱子一被打开,观察者和这只(活或死的)猫都马上一分为二。在某个宇宙,观察者看到一只活猫,而在另一个宇宙,另一个观察者看到一只死猫─但是这两位观察者永远不会相遇或互相交流。

从那时候起,大家就对这个臆想实验不断争论,薛定谔的猫已变得世界知名,它是量子力学界最受欢迎的动物。

10、缸中的大脑(Brainina Vat)

没有比所谓的“缸中的大脑”假说更有影响力的思​​想实验了。
没有比所谓的“缸中的大脑”假说更有影响力的思​​想实验了。(图片来源:Adobe Stock)

没有比所谓的“缸中的大脑”假说更有影响力的思​​想实验了。这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。这个实验的内容是:想像有一个疯狂科学家把你的大脑从你的体内取出,放在某种生命维持液体中。大脑上插着电极,电极连到一台能产生图像和感官信号的电脑上。因为你获取的所有关于这个世界的信息都是通过你的大脑来处理的,这台电脑就有能力模拟你的日常体验。如果这确实可能的话,你要如何来证明你周围的世界是真实的,而不是由一台电脑产生的某种模拟环境?

看不见的就不相信吗?
看不见的就不相信吗?(图片来源:Adobe Stock)

解读:

如果你觉得这听起来很像《黑客帝国》,那么你说对了。这部电影以及其他一些科幻作品,都是在这个思想实验的影响下创作出来的。这个实验的核心思想是让人们质疑自身经历的本质,并思考作为一个人的真正意义是什么。这个实验的最初原型可以一直追溯至笛卡尔。在他的《Meditations on the First Philosophy》一书中,笛卡尔提出了能否证明他所有的感官体验都是他自己的,而不是由某个“邪恶的魔鬼”产生的这样的疑问。笛卡尔用他的经典名言“我思故我在”来回答这个问题。不幸的是,“缸中的大脑”实验更为复杂,因为连接着电极的大脑仍然可以思考。这个实验被广泛的讨论着,有许多对于此实验前提的反驳,但仍没有人能有力的回应其核心问题:你究竟如何才能知道什么是真实?

这个实验的核心思想是让人们质疑自身经历的本质,并思考作为一个人的真正意义是什么。
这个实验的核心思想是让人们质疑自身经历的本质,并思考作为一个人的真正意义是什么。(图片来源:Adobe Stock)

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