薛定谔方程与他的猫的来历(薛定谔方程灵感)

2025-02-17 16:39:04阅读量:16 字体:

薛定谔方程和薛定谔的猫的来历来源于方程灵感。埃尔温·薛定谔是一位伟大的物理学家,同时又是量子力学的奠基人之一。他在研究中发现粒子有波动性后,得到灵感提出了一个波动方程,用方程描述亚原子粒子的运动,也被人们称之为薛定谔方程,利用方程解释了很多天文学家已经观测到的量子现象,并将这个方程引入到量子波是概率波的一种解释。

薛定谔方程与他的猫的来历(薛定谔方程灵感)

薛定谔为了能构建出一个波动方程,利用普通力学中物体能量和动量之间的关系,又带入到了德布罗意的粒子动量,以及波长和普朗克常量关系的一种数学法则,最终得出了波动方程,而薛定谔又将这个最新得出来的方程,印到了氢原子上。最终得出来的结果和检测结果相同。

方程的准确性得到验证之后,薛定谔又将这个新的方程,应用到了量子理论中的其他问题上,和最终的实验结果完全吻合,但薛定谔觉得这个新的方程,仍然是缺少了一些特定的东西。并且新的方程就连薛定谔本人,也不能完全理解其中的含义,而方程中其中一个波函数,就好比一个非常抽象的量,如果根据具体的物理参数,或者是能量推导出来,那这个波函数在方程中又代表了什么。


1926年德国物理学家马克斯.波恩,解答出了薛定谔的这个疑问,波函数在方程中究竟代表的是什么,要取决于电子粒子的位置。1927年针对波函数又有了新的解释-哥本哈根解释,但是很多物理学家却对这种解释存在质疑,认为这种理论在测量之前量子处于很多可能的状态。

而薛定谔本人对于哥本哈根解释也有着不同的见解,提出了一个新的思想,决定实验薛定谔的猫去证明哥本哈根解释并不合理,薛定谔假设一个黑箱子关着一只猫,而这只箱子里面又配备了一瓶毒药。假设毒药瓶子和放射源相连,这个箱子关闭的时候,放射源如果衰变释放出了辐射粒子,那么箱子中的锤子就会将毒药瓶敲碎释放出毒药。这只猫就会在箱子里面死掉。


如果假设不成立,箱子里的猫就会依然活着,因为放射性衰变是一个量子过程,因此在打箱子之前,放射源的状态决定于它的概率波函数,如果根据哥本哈根解释,放射源是处于衰变状态和不衰变状态之间,那么这只箱子里的猫就会处于一种既死又活的状态。

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