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薛定諤方程與他的貓的來歷(薛定諤方程靈感)

薛定諤方程和薛定諤的貓的來歷來源于方程靈感。埃爾溫·薛定諤是一位偉大的物理學(xué)家,同時(shí)又是量子力學(xué)的奠基人之一。他在研究中發(fā)現(xiàn)粒子有波動(dòng)性后,得到靈感提出了一個(gè)波動(dòng)方程,用方程描述亞原子粒子的運(yùn)動(dòng),也被人們稱之為薛定諤方程,利用方程解釋了很多天文學(xué)家已經(jīng)觀測(cè)到的量子現(xiàn)象,并將這個(gè)方程引入到量子波是概率波的一種解釋。

薛定諤為了能構(gòu)建出一個(gè)波動(dòng)方程,利用普通力學(xué)中物體能量和動(dòng)量之間的關(guān)系,又帶入到了德布羅意的粒子動(dòng)量,以及波長(zhǎng)和普朗克常量關(guān)系的一種數(shù)學(xué)法則,最終得出了波動(dòng)方程,而薛定諤又將這個(gè)最新得出來的方程,印到了氫原子上。最終得出來的結(jié)果和檢測(cè)結(jié)果相同。

方程的準(zhǔn)確性得到驗(yàn)證之后,薛定諤又將這個(gè)新的方程,應(yīng)用到了量子理論中的其他問題上,和最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全吻合,但薛定諤覺得這個(gè)新的方程,仍然是缺少了一些特定的東西。并且新的方程就連薛定諤本人,也不能完全理解其中的含義,而方程中其中一個(gè)波函數(shù),就好比一個(gè)非常抽象的量,如果根據(jù)具體的物理參數(shù),或者是能量推導(dǎo)出來,那這個(gè)波函數(shù)在方程中又代表了什么。

1926年德國(guó)物理學(xué)家馬克斯.波恩,解答出了薛定諤的這個(gè)疑問,波函數(shù)在方程中究竟代表的是什么,要取決于電子粒子的位置。1927年針對(duì)波函數(shù)又有了新的解釋-哥本哈根解釋,但是很多物理學(xué)家卻對(duì)這種解釋存在質(zhì)疑,認(rèn)為這種理論在測(cè)量之前量子處于很多可能的狀態(tài)。

而薛定諤本人對(duì)于哥本哈根解釋也有著不同的見解,提出了一個(gè)新的思想,決定實(shí)驗(yàn)薛定諤的貓去證明哥本哈根解釋并不合理,薛定諤假設(shè)一個(gè)黑箱子關(guān)著一只貓,而這只箱子里面又配備了一瓶毒藥。假設(shè)毒藥瓶子和放射源相連,這個(gè)箱子關(guān)閉的時(shí)候,放射源如果衰變釋放出了輻射粒子,那么箱子中的錘子就會(huì)將毒藥瓶敲碎釋放出毒藥。這只貓就會(huì)在箱子里面死掉。

如果假設(shè)不成立,箱子里的貓就會(huì)依然活著,因?yàn)榉派湫运プ兪且粋(gè)量子過程,因此在打箱子之前,放射源的狀態(tài)決定于它的概率波函數(shù),如果根據(jù)哥本哈根解釋,放射源是處于衰變狀態(tài)和不衰變狀態(tài)之間,那么這只箱子里的貓就會(huì)處于一種既死又活的狀態(tài)。

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