薛定谔猫悖论..,.ppt

关于量子力学的几个佯谬
0310281 巩建晓
0310282 侯立婷
--主要内容--
薛定谔猫悖论
EPR悖论
贝尔不等式
一. 薛定谔猫悖论
1935年,由薛定谔提出的一个理想实验:
一只猫关在一个钢盒内,盒中有下述极残忍的装置(必须保证此装置不受猫的直接干扰):在盖革计数器中有一小块辐射物质,它非常小,或许在1 小时内只有一个原子衰变。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变,计数管便放电,并通过继电器释放一锤,击碎一个小的氢氰酸瓶。如果人们使这整个系统自己存在1 个小时, 那么人们会说,如果在期间没有原子衰变,这猫就是活的。而第一次原子衰变必定会毒杀了猫。
根据量子力学,盒内整个系统处于两种态的叠加
|u>=|e>Ä |死猫>+|g>Ä |活猫>
之中,其中第一分量意味着死猫与原子嬗变态|e>的关联;第二分量意味着活猫与原子稳态|g>的关联(如图1)。这样的关联状态就是所谓的量子纠缠态。
图1:作为量子纠缠态的“薛定愕猫”
薛定谔认为,如果“哥本哈根解释”关于量子力学测量的讨论是正确的,则对由满足量子力学的微观粒子组成的宏观物体也应是有效的. 由此推论,如果一只“宏观的猫”处在死态和活态的相干叠加上,猫的死活不再是一种独立于观察者主体的客观存在,而是依赖于观察者测量.
显然,这是有背常理的:直到某人窥视盒内看个究竟以前,不幸的猫继续处于一种悬而未决的死活状态之中。理论上讲, 猫自己还是知自己道是活还是死的。但根据量子测量假说,处在这种怪态上,猫的生死是打开盒子前的“客观存在”,而决定于打开盒子后的“观察”。看上去这个推论是不合理的,因而称之为“薛定谔猫佯谬”
哥本哈根学派的几率诠释
以玻尔为代表的哥本哈根学派的解释:
放射性原子的衰变可以用波函数来描述。当用波函数描述放射性元素“衰变”或“没有衰变”这两种不同状态的组合时,我们称之为“波的迭加态”。
在没有打开箱子时,放射性原子进入了衰变与不衰变的迭加态,这时猫就成了一只处于迭加态的猫,即一只又死又活、半死半活的猫。只有当实验者打开箱子的时候,迭加态突然结束(用数学术语说就是“坍缩”),我们才能知道猫的确定态:死,或者活。
这就是说,打开箱子,那只猫究竟是死是活,取决于出现的量子跃迁。但从另一方面说,猫的生或死,在很大程度上将是打开箱子的结果。
现在设想有一个人同时也在箱子里,猫的生死他是知道的,那么,它是否会得出与盒外的观察者一样的结论呢?
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