通缉：死而复生小小书 XXshu

在量子力学的早期，物理学家们努力地理解了一系列接连发生的实验和理论发现。牢固确立的假设（例如绝对时间或确定性本身）受到了强烈挑战，并且试图使旧物理学与现代发展相协调是不可能的。出现了各种解释和问题，并为物理学中最著名的猫的出现奠定了基础。

薛定ding的猫这是欧文·薛定er（ErwinSchrödinger）于1935年设计的思想实验，旨在解决采用量子力学的一种解释方法所遇到的问题。要谈论薛定ding的猫本身，我们需要了解什么是波浪函数，它们如何塌陷以及哥本哈根的解释是什么。

第一件事第一

量子力学中的基本对象是称为波函数的东西，用希腊字母denoted表示。顾名思义，它是一个类似波浪的函数，例如正弦和余弦-但是它将复数值而不是实数作为输入。我们通过求解Schrödinger方程来找到系统的波动函数，该方程说明波动函数如何随时间变化。

由于波动函数是一个复杂的函数，我们需要找到一种以实数形式从中提取信息的方法，因此我们可以在实验室中进行测量。我们正在寻找的数量是波动函数的绝对值的平方 |Ψ|²，它是一个实数，并且被Max Born解释为给定了我们在给定时间在某个点上找到粒子的可能性 。：

您可能会想“好吧，那又怎样？”。好吧，事实是，即使我们求解了薛定ding方程，所有波动函数都可以告诉我们，对于不同的位置，在这些位置上找到粒子的情况会发生或多或少的变化。这意味着无法从一开始就精确确定粒子的位置。正如我们将看到的那样，当我们尝试在小领域中衡量事物时，这种不确定性会引起一些问题。

假设在所有这些可能性中，我们确实测量了粒子的位置，并发现它位于蓝点附近。很好，但这引出了一个问题：“ 在进行测量之前，粒子在哪里？ ” 。

我们可以通过以下三种流派来概括地回答这个问题：

实际位置 ：在测量之前，粒子在蓝点处。

如果这是真的，那么量子力学就不会提供完整的理论，因为波动函数无法告诉我们这一点。需要一些其他信息。

正统（或哥本哈根解释）位置 ：在测量之前，粒子没有确定的位置。

测量的行为迫使它采取一个确定的位置（蓝点），但是我们不敢问如何以及为什么不敢问。

不可知论立场 ：拒绝回答。

在进行实验之前，我们无法对粒子说些什么，因为知道我们是否正确的唯一方法是自己进行实验。

这些是推理的主要路线，每条路线各有优缺点。但是测量和不确定性的问题会更进一步……

除了薛定ding方程外，波动函数还可以随着时间变化。假设您测量粒子的位置并发现它在蓝点附近。然后，在对同一粒子进行第一次测量之后立即进行第二次测量。可以合理预期您会在同一位置找到粒子，对吗？实际上，该粒子将在此处找到。

但是，这意味着如果我们现在绘制波动函数图，它将看起来像是一个围绕蓝点的尖峰，这意味着粒子没有机会出现在其他任何地方。 这就是波动函数的崩溃。 对哥本哈根的解释来说，好像进行测量的行为改变了波函数，只给出尽可能靠近蓝点的位置。我们可以像这样可视化此过程：

重要的是要知道，崩溃之后，系统的演化又由薛定er方程描述。但是就坍塌而言 ，哥本哈根的解释表明，在进行测量之前，粒子没有明确的位置值。

Schrödinger看到了这种解释的一个问题，并以思想实验的形式解决了这个问题，可以将其解释如下：在一个封闭的盒子里考虑容纳活猫的两个小孔。如果一个原子从上方的孔中抛出，它会触发一个打开氰化物小瓶并杀死猫的装置。如果原子穿过下孔，则什么也不会发生。

现在，如果我们打开盒子，哥本哈根的解释是说，我们强迫猫处于死亡或活着的任何一个州。此外，如果我们问“在刚打开盒子之前猫是什么状态？”哥本哈根的回答是，在打开盒子之前猫没有确定的状态。

当我们写下猫的wave函数时，我们必须考虑其所有可能的状态，即：活着的和死去的。现在，由于Schrödinger方程是线性的，因此我们可以将状态加在一起，结果是有效状态。因此，由“活猫+死猫”状态组成的系统因此是有效的系统，其中每个状态的概率都不为零！这就是人们说猫既活又死的意思。

幸运的是（或没有）这还不是故事的结局。这三种解释都有其支持者，但约翰·贝尔在1964年证明了一个定理，这几乎排除了不可知论的选择。

尽管最常讲授哥本哈根式的解释，但还有其他一些关于量子力学的解释。他们试图理解波函数崩溃的过程是如何发生的或是否发生的 。您可以在此处阅读有关它们的更多信息。

另外，近年来，人们努力摆脱量子力学的“怪异”，并根据简单的物理原理对其进行了重建。其中一种尝试称为量子贝叶斯主义，它利用了量子力学中的概率起源于我们认为与之相关的合理值，而不是事件的相对频率的观点。因此辩论仍在继续。

我们最终将在量子力学的解释问题上达成共识吗？有人认为这个问题已经解决。有人说，您甚至可以消除整个解释问题，并安全地处理量子力学。无论如何，至少现在您已经了解了世界上最著名的猫背后的一些历史。