¿Cuál es el verdadero significado del Gato de Schrödinger?
El movimiento de la materia en el mundo microscópico no puede ser descrito por la mecánica newtoniana. Después de que De Broglie dio el concepto de ondas materiales, Debye le dijo a Schrödinger: "Dado que es una onda, ¿cómo puede no haber una ecuación de onda?" Inesperadamente, Schrödinger dio la ecuación de onda unos meses después. Ésta es la famosa ecuación de Schrödinger. Esta ecuación puede describir bien el movimiento de las partículas en el mundo microscópico, y su estatus en la mecánica cuántica es comparable a la segunda ley de Newton en la mecánica clásica. Schrödinger también ganó el Premio Nobel de Física por esta ecuación.
La ecuación de Schrödinger no se derivó, sino que se reconstruyó. Aunque la ecuación de Schrödinger resuelve maravillosamente el movimiento de partículas microscópicas, todavía hay problemas fundamentales detrás de esta ecuación que atormentan a la comunidad física. Schrödinger dio una ecuación, pero no sabía lo que significaba. Más tarde, Born dio una explicación estadística. El cuadrado del módulo de función de onda representa la probabilidad de encontrar una partícula en un determinado lugar del espacio. La explicación de Born fue tan coherente con el experimento que ganó el Premio Nobel de Física.
Sin embargo, algunos físicos no están satisfechos con la explicación de Bonn. La frase de Einstein "No creo que Dios juegue a los dados" es su insatisfacción con las explicaciones probabilísticas. El propio Schrödinger no quedó satisfecho con la explicación de Bonn. Para refutar a Born, Schrödinger diseñó un experimento ideal llamado "el gato de Schrödinger" que todavía hoy desconcierta a la comunidad física.
El experimento es básicamente así. Se coloca un gato en una caja hermética y hermética. La caja también contiene un átomo radiactivo, un dispositivo de detección de partículas, una botella de sustancias altamente tóxicas y un martillo. Si una sustancia radiactiva se desintegra, un detector de partículas puede recoger las partículas emitidas por la desintegración y enviar una señal que le indica al martillo que rompa la botella que contiene la sustancia altamente tóxica, matando al gato. Mientras la partícula no se descomponga, el gato vivirá. En otras palabras, el estado del gato está determinado por si la partícula se desintegra. Los gatos tienen dos estados, vivos y muertos. Según el principio de superposición de estados de la mecánica cuántica, antes de que un físico mida el estado de un gato, éste se encuentra en una superposición de estados vivo y muerto. Sólo cuando se mide fuera de la caja el gato colapsará a un estado propio, y sólo se puede medir uno de los estados vivo y muerto. Esto va en contra del sentido común. Schrödinger utilizó el experimento del gato para conectar lo micro y lo macro, extendiendo el comportamiento cuántico al mundo macro.
A medida que avanzaba la discusión, algunas personas utilizaron el multiverso para explicar el gato de Schrödinger, mientras que otros compararon el gato de Schrödinger con la vacilación a la hora de enamorarse. El gato de Schrödinger también ganó un mercado mayor. Sin embargo, la gente sigue intentando experimentos con el gato de Schrödinger sin ver cómo detectar si existe un multiverso. La aleatoriedad de la mecánica cuántica no es determinismo, razón por la cual la gente sólo puede disfrutar de la sorpresa de la lucha y la lucha en vida.
El gato de Schrödinger es un experimento mental propuesto por el físico austriaco Erwin Schrödinger en 1935. A través de este experimento mental, Schrödinger señaló los problemas causados por la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica y la contradicción entre este problema y el sentido común físico.
El propio Schrödinger describió el experimento del gato de Schrödinger de esta manera:
Coloque un gato en un recipiente de hierro sellado e instale los siguientes instrumentos (tenga en cuenta que este instrumento no debe verse afectado directamente por el gato en el contenedor) Interferencia): Una cantidad muy pequeña de material radiactivo está incorporada en un contador Geiger. La probabilidad de que al menos un átomo de este material radiactivo se desintegre en una hora es del 50%, y la probabilidad de que no se desintegre también es del 50%; Si ocurre un evento de descomposición, el contador Geiger se descargará, activando un martillo a través del relé, que romperá el matraz que contiene cianuro de hidrógeno. Después de una hora, si no hay ningún evento de descomposición, el gato todavía está vivo; de lo contrario, el mecanismo de descomposición se activa y el cianuro de hidrógeno se volatiliza, provocando que el gato muera inmediatamente. La función de onda utilizada para describir todo el evento en realidad expresa el estado semicorregido del gato vivo y del gato muerto juntos.
El gato de Schrödinger es un experimento mental de física muy famoso. Su importancia también es muy importante. Ya sabes, en la historia del desarrollo de la mecánica cuántica, a muchos físicos les ha resultado difícil aceptar y adaptarse a la extrañeza de la mecánica cuántica. La posición y el momento de las partículas microscópicas no se pueden medir con precisión al mismo tiempo y las partículas pueden estar en diferentes estados al mismo tiempo. El entrelazamiento cuántico entre dos partículas muy alejadas puede propagarse instantáneamente. Ante estas conclusiones contrarias a la intuición, los físicos de la época adoptaron en general una actitud "pragmática".
En otras palabras, todo se basa en datos experimentales, tratando los fenómenos cuánticos como conclusiones existentes que sólo pueden aparecer en el mundo microscópico, forzando la aceptación, evitando o incluso negándose a pensar en la naturaleza material y la base teórica detrás de la física cuántica.
Después de la aparición del gato de Schrödinger, el extraño estado de superposición en la mecánica cuántica pasó accidentalmente del mundo microscópico al mundo macroscópico, ¡dejando al gato en una superposición de vida y muerte! Ese es el objetivo de este experimento mental: arrincona a los físicos y los obliga a pensar y mejorar problemas de la teoría cuántica.
Creo que la comprensión teórica que mucha gente tiene sobre el gato de Schrödinger proviene de la serie de televisión estadounidense “The Big Bang Theory”. En el programa, Penny le pregunta a Sheldon si quiere salir con Leonard, y Sheldon cita esta teoría en respuesta a su pregunta. Pero Penny claramente parecía confundida.
Esta teoría es un experimento sobre la teoría cuántica en condiciones ideales. El científico Schrödinger colocó un gato en una caja opaca y hermética. En la caja había un dispositivo ideal, que consistía en una botella de vidrio llena de gases tóxicos y un núcleo radiactivo. En una hora, existe un 50% de posibilidades de que el núcleo se desintegre. Una vez que se descomponga, se abrirá la botella de gas y el gato morirá. Pero si no abres la caja, no sabrás si el gato está vivo o muerto. Entonces, antes de abrir la caja, el gato puede estar vivo o muerto.
Me gustaría citar esta teoría de Sheldon. Supongo que le está diciendo a Penny que si no haces un esfuerzo por estar con Leonard, no sabes si encajan bien.
Pero ¿cuál es el significado real de esta teoría? Deberíamos empezar con Schrödinger y la mecánica cuántica.
E. Schrödinger (1887-1961) es un famoso físico austriaco y uno de los fundadores de la mecánica cuántica. Ganó el Premio Nobel de Física en 1933 por El gato de Schrödinger en 1938. A lo largo de los años, muchos físicos se han devanado los sesos intentando resolver esta paradoja. Sólo recientemente, gracias a una serie de ingeniosos experimentos, la cuestión ha salido a la luz. En julio de 2000, la revista "Nature" informó sobre los últimos resultados experimentales.
La mecánica cuántica es una teoría sobre partículas microscópicas como electrones y átomos. Las leyes microscópicas que revela son muy diferentes del mundo macroscópico que se ve en la vida diaria. El tamaño de un átomo es de 10 a 15 metros y el tamaño de un núcleo atómico es de 10 a 18 metros. Todo lo que vemos habitualmente, incluso las cosas más pequeñas (más cortas), no contiene miles. Pero miles de millones de átomos o moléculas.
El gato de Schrödinger es una hipótesis que describe el "estado de superposición" de la mecánica cuántica.
Superposición significa que una partícula puede estar en dos estados diferentes al mismo tiempo. En el mundo macroscópico esto es imposible. Por ejemplo, una persona no puede estar en casa y fuera al mismo tiempo. Pero en el mundo cuántico, un electrón podría estar en cualquier lugar de esta nube de electrones. Por ejemplo, dónde uno está en casa es incierto. Cuando lo miras, podría estar en cualquier lugar: sala de estar, cocina, comedor, dormitorio o estudio, antes de verlo, está en todas partes.
Esta ley es obviamente difícil de entender. Algunos científicos incluso se niegan a admitir la autenticidad de ciertas leyes, como el famoso científico Einstein. Por tanto, el experimento virtual de Schrödinger se parece más a la metáfora de "un gato en estado de vida y muerte al mismo tiempo" para explicar este estado de superposición. Es una descripción de un fenómeno, no una teoría o principio.
Esta teoría suena un poco a sofisma chino. Pero esta es una expresión macro. La mecánica cuántica habla de la física del mundo microscópico y los principios pueden ser completamente diferentes de los que conocemos.
Es importante señalar que en este experimento, cuando la caja está cerrada, puedo asumir que no se observa. Desde una perspectiva macro, la acción de unboxing puede ser sólo una acción de "echar un vistazo" y nada cambiará. Desde una perspectiva micro, medirlo equivale a intervenir en su estado desde fuera, y se cambia su estado.
A partir de esta teoría, podemos ver que el estado de cualquier cosa es incierto a menos que se observe. Por eso Sheldon le contó a Penny esta teoría. Einstein creía que la mecánica cuántica era simplemente una descripción razonable del comportamiento de los átomos y las partículas subatómicas. Esta es una teoría fenomenológica y no es la verdad última en sí misma.
El gato de Schrödinger es una metáfora para explicar los estados de superposición en la mecánica cuántica.
La mecánica cuántica es la ley que describe el mundo microscópico. El mundo microscópico es sorprendentemente pequeño. El tamaño de un átomo es de 10 a 15 metros y el tamaño de un núcleo atómico es de 10 a 18 metros.
Todo lo que vemos habitualmente, incluso las cosas más pequeñas (más cortas), no contiene miles. Pero miles de millones de átomos o moléculas.
Superposición significa que una partícula puede estar en dos estados diferentes al mismo tiempo. Obviamente, esto es imposible en nuestro mundo macroscópico. Por ejemplo, una canica está obviamente en el hoyo o fuera del hoyo. O aquí o allá. Es imposible estar aquí y allá al mismo tiempo. Pero en el mundo cuántico, la posición de un electrón alrededor del núcleo es una nube, y puede estar en cualquier lugar de esta nube de electrones.
Por supuesto, cuando miras este electrón, obviamente solo puede haber una observación a la vez. Eso no significa que antes solo tuviera esta ubicación. Porque para observar en este momento, debes usar una sonda para golpearlo, como fotones. Este fotón también transporta una cierta cantidad de energía, por lo que cuando lo observamos, en realidad ha cambiado sus propiedades.
Esta regla es obviamente difícil de entender. Por eso, cuando los científicos descubrieron por primera vez el mundo cuántico, también quedaron desconcertados por sus leyes. Algunos científicos incluso se niegan a admitir la realidad de determinadas leyes, como los famosos científicos Planck y Einstein. Entonces Schrödinger inventó la metáfora de "un gato en un estado de vida y muerte al mismo tiempo" para explicar este estado de superposición. Bueno, cuando la caja está cerrada, significa que aún no la hemos observado, en un estado intacto. Esto significa que está vivo y muerto (tenga en cuenta que es imposible estar vivo y muerto). La acción de desempacar, es decir, medir, equivale a intervenir en su estado desde el exterior. Su estado cambia, colapsando así en un estado, ya sea vivo o muerto.
La ciencia tiene una gran influencia en nuestro mundo, pero creo que no está tan directamente relacionada con nuestra actitud ante la vida. Todo el mundo utiliza los productos de la ciencia y la tecnología, pero todavía hay muchas personas que se niegan a reconocer la autenticidad de las leyes científicas y muchas personas que se niegan a reconocer el valor de la ciencia para la visión del mundo, el universo y la vida. . En particular, las leyes de la ciencia sólo existen y operan silenciosamente y no alteran directamente nuestras opiniones personales sobre el significado de la vida. Los científicos no quieren decir que todos tengan un mismo punto de vista o la misma forma de vida. El mundo es rico y colorido, y hay diversas visiones del mundo y de la vida. Comprender más sobre la ciencia puede ayudarnos a obtener una comprensión más profunda de la naturaleza del mundo, lo que sin duda es útil en la vida. Pero el mundo es muy complejo y diverso. Aprender ciencias no es la única manera, ni aprender ciencias es el único contenido de la vida. ¿Cuál es el significado de la vida? Lo principal es que cada uno tiene su propia opinión y la ciencia no dictamina nada al respecto.
Este es mi total entendimiento y apoyo a esta frase.
El gato de Schrödinger fue propuesto por primera vez por Schrödinger. Este es un experimento. El proceso es el siguiente: se coloca un gato en una caja cerrada y hermética. En la caja hay una botella de gas venenoso. Hay un martillo sobre el gas tóxico. Está fijado por algo y requiere la aceleración de partículas para liberarlo. Si esta cosa no puede sentir la aceleración de las partículas, no se aflojará. Si lo sientes, será al revés. Y resulta que hay un acelerador de partículas en la caja, que puede emitir partículas y el gato morirá. Si no, el gato sobrevivirá.
Schrödinger significa que no se sabe si el gato está vivo o muerto sin mirar la caja. Entonces este gato murió y volvió a la vida, lo cual suena ridículo, pero es cierto. Entonces el entrelazamiento cuántico es ridículo. En ese momento, Copenhague propuso un universo paralelo. Dijo: "En este caso, habría dos universos. Un gato cósmico está vivo y el otro gato cósmico está muerto. Y el resultado de lo que hagamos se dividirá en muchos universos, lo que conducirá a diferentes resultados, y estos universos. aumentará debido a las cosas "
Como ejemplo macro en la realidad, ¡sabrás lo increíble que es el gato de Schrödinger!
Te quedas en casa en el salón y hay un ordenador en el dormitorio. ¡Sabes que esa computadora debe estar ahí porque la has estado usando antes!
Pero según la interpretación de la teoría cuántica, es más probable que tu ordenador esté allí o no (como en la luna), la probabilidad es 50/50.
Quizás te preguntes: ¿Cómo pudo desaparecer cuando todavía estaba ahí?
La respuesta a la mecánica cuántica es: ¿Cómo saber dónde está la mesa sin mirar (no necesariamente con los ojos, incluido el seguimiento y la observación)?
Y cuando realmente miras la computadora para confirmar que realmente existe, la computadora colapsa desde el estado de superposición de "ser y nada", es decir, ¡colapsa al estado de "ser"!
Por supuesto, lo anterior son solo ejemplos de imágenes del mundo macroscópico, que pueden ayudarnos a comprender los misterios de la teoría cuántica.
El gato de Schrödinger está contando un experimento mental similar. En este experimento, el estado de existencia del gato es vivo y muerto, pero no vivo ni muerto, sino una superposición de "vida y muerte". Pero cuando observas si el gato está vivo o muerto, tu comportamiento de observación colapsa el resultado en vivo o muerto.
Esto ilustra los extraños fenómenos, la incertidumbre y el estado de superposición en el mundo cuántico. En el mundo microscópico, las partículas pueden aparecer en dos lugares al mismo tiempo. Por supuesto, este extraño fenómeno sólo ocurre en el mundo microscópico, ¡así que no significa que nuestras vidas no tengan sentido!
De hecho, el verdadero significado de la hipótesis del gato de Schrödinger es utilizar fenómenos reales que todos podemos aceptar pero que no podemos entender para explicar la ciencia cuántica que no podemos comprender ni comprender.
Bueno, en términos sencillos, esto es sólo una metáfora popular inventada para permitirnos a las personas retrasadas e ignorantes (a diferencia de los jugadores de alto poder como Schrödinger) entender a qué está jugando Schrödinger.
Por ejemplo, tu abuelo en el campo no sabe qué es una computadora, pero conoce un ábaco. Le dices a tu abuelo que una computadora equivale a muchos ábacos, pero que no está controlada por humanos, sino que está hecha de electricidad. Deja que tu abuelo entienda.
Este es el significado del gato de Schrödinger, que permite a las personas que no entienden nada de ciencia cuántica entender aproximadamente el significado de la ciencia cuántica, nada más. Los estados de superposición cuántica no se pueden explicar en absoluto. Utilice la teoría del horno de Einstein para explicar la teoría de la relatividad (Einstein dijo que yo no lo dije), Hua usó la teoría del barril para explicar las estadísticas, Hawking usó los agujeros negros para explicar la breve historia del tiempo y Newton usó manzanas para explicar la gravedad universal. .
No hay nada que podamos hacer. No entendemos la verdadera teoría. ¿Qué podemos hacer? Sólo podemos dar un ejemplo que creemos que podemos entender; de lo contrario, los humanos inferiores simplemente no podemos entender a qué están jugando los físicos de alto nivel.
Por último, me gustaría destacar que el gato de Schrödinger no tiene ningún significado físico. Sólo un simple ejemplo práctico del gran poder de la física para permitirnos a los pueblos primitivos conocer el significado de nuestro trabajo, ¡nada más!
¡Pequeño punto de vista de enciclopedia!
No sé si alguna vez has visto la película "La noche del cometa", que te quema el cerebro. Esta película explica perfectamente la teoría del gato de Schrödinger.
El gato de Schrödinger es un experimento mental propuesto por el famoso físico austriaco Schrödinger. Intenta explicar el principio de superposición cuántica en la escala micro desde la escala macro, y conecta hábilmente la forma de existencia de partículas u ondas después de la observación con el gato macroscópico, verificando así la forma de existencia de lo cuántico cuando se trata de observación. Con el desarrollo de la física cuántica, el gato de Schrödinger también se ha extendido a cuestiones físicas y controversias filosóficas como los universos paralelos.
Schrödinger realizó un experimento sencillo. Coloque un gato en una caja cerrada y sin ventanas con material radiactivo en su interior. Una vez que el material radiactivo se desintegra, un dispositivo hace que un martillo rompa la botella de veneno, matando al gato. En cambio, los gatos pueden sobrevivir a la descomposición antes de que ocurra. Schrödinger diseñó este horrible experimento para satirizar lo absurdo de la teoría cuántica. Según la explicación de los partidarios de la teoría cuántica, antes de abrir la caja y ver al gato, el gato está vivo o muerto, pero en un estado cuántico típico, es decir, un extraño estado de vida o no.
Volvamos a la Noche del Cometa. Esta es una película de suspenso minimalista. Cada giro se basa en la teoría física del gato de Schrödinger. ¿Es esta una película de terror real o una película de terror psicológico? Aunque contiene elementos violentos, la verdadera fuente de malestar es su perspectiva filosófica. La clave de esta visión es que los personajes saben que están en un espacio paralelo, pero no pueden juzgar racionalmente la confiabilidad de su identidad y si los personajes relacionados están relacionados. La película implica utilizar muchas veces al gato de Schrödinger para verificar la posibilidad de que exista un tiempo y un espacio paralelos.
Los amigos interesados en la teoría del gato de Schrödinger les recomiendan encarecidamente que lean "La noche del cometa". Se recomienda comprender el significado teórico del gato de Schrödinger antes de ver la película.
Gracias por leer. Amigos a quienes les guste, presten más atención y reenvíenlo para obtener ayuda.
La existencia es la información sensorial que las personas obtienen, que es el famoso dicho "Si no miras la luna, la luna realmente no existe".
En cuanto a la existencia, este concepto está en constante evolución y desarrollo. Todos los animales debieron sentir la existencia más temprana. Entonces las personas tienen la capacidad de pensar en "conceptos", y el concepto de existencia se convierte en "* * * conocimiento e información", incluidos tanto el conocimiento y la información inductivos como el conocimiento y la información abstractos, es decir, lo que el grupo de personas sabía en ese momento. tiempo La información se percibe entonces como existente. Por ejemplo, en la era religiosa, Dios será considerado como existencia, en la era filosófica, la "materia" será considerada como existencia real; desde la era científica temprana, los conceptos científicos se han considerado como existencia real; Pero con el desarrollo de la ciencia y el surgimiento de la teoría cuántica, esta definición de existencia entra en conflicto:
La existencia debería ser la identidad colectiva de la información inductiva además de la información abstracta. Es decir existencia, una es información inductiva y la otra es identificación grupal, ambas son indispensables.
Creo que, a pesar de este resumen, puede tener algo que ver con el principio antrópico.
El gato de Schrödinger es un experimento mental: un gato es encerrado en una cámara secreta con comida y veneno. Hay un martillo en la botella de veneno. El martillo está controlado por un interruptor electrónico, que está controlado por átomos radiactivos. Si el núcleo se desintegra, se liberarán partículas alfa, lo que activará el interruptor electrónico, el martillo caerá, la botella de veneno se romperá, el gas cianuro del interior se liberará y el gato morirá. La desintegración de un núcleo atómico es un evento aleatorio, y lo único que los físicos pueden saber con precisión es la vida media: el tiempo que tarda en ocurrir la mitad de la desintegración. Si la vida media de un elemento radiactivo es de un día, un día después el elemento tendrá la mitad menos, y otro día la mitad restante tendrá menos de la mitad. Los físicos no tienen forma de saber cuándo se descompuso, si por la mañana o por la tarde. Por supuesto, los físicos conocen la probabilidad de que se descomponga por la mañana o por la tarde, es decir, la probabilidad de que un gato muera por la mañana o por la tarde. Si no se abre la tapa de la habitación secreta, según nuestra experiencia en la vida diaria, podemos concluir que el gato está vivo o muerto. Estos son sus dos estados propios.
Si se utiliza la ecuación de Schrödinger para describir al gato de Schrödinger, sólo se puede decir que se encuentra en un estado de superposición de vida y muerte. Sólo quitando la tapa podremos saber con certeza si el gato está vivo o muerto. En este momento, la función de onda compuesta por gatos se reduce inmediatamente del estado de superposición a un estado propio. La teoría cuántica cree que si no abres la tapa y observas, nunca sabrás si el gato está vivo o muerto, y siempre estará en un estado de superposición medio muerto. Sin embargo, esto invierte el principio de incertidumbre de la microobservación. en un principio de macroincertidumbre. Las leyes objetivas no están sujetas a la voluntad humana. Para desviar, la vida y la muerte del gato desafían el pensamiento lógico.
En primer lugar, debe quedar claro que el gato de Schrödinger es un experimento mental que expresa propiedades microscópicas mediante la construcción de algo macroscópico.