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一个量子力学思维实验

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学号：16340004
数据科学与计算机学院

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目录
[TOC]
1.前言
2.What is Schrödinger’s Cat？
3.理想实验
4.薛定谔方程
5.研究意义
6.最后的最后

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前言

1.当你打开这篇博客时，证明午时将至之时，我终究在了博客作业水与不水的艰难抉择败给了瞌睡，败给了懒惰…虽然在这时间点之前我都在写另一篇博客，然而因为之前懒散没预先做博客，费了不少时间但进度君血条依旧满满…看看目录下的[TOC]..我还是没搞懂[TOC]为什么不会自动生成目录,难道是不支持的原因吗…。于是乎用html代码解决了…..用点查到的在“欢迎使用 Cmd Markdown编辑阅读器”上找不到的代码算长长见识，熟悉下操作吧。废话少说..毕竟明天还有高数课..

2.虽然这标题看得很高大上，但实际上我就是想发发“薛定谔的猫”这个理想实验。小编偶然发现还有公式，偷笑.jpg。

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What is Schrödinger’s Cat？

 “薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加1的著名思想实验，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象：观测。微观物质有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微观物质以波的叠加混沌态存在；一旦人的意识参与到观测行为中，它们立刻选择成为粒子（意识在实验中扮演着什么角色？意识的参与是怎么作用到实验中的量子的？是什么性质的作用？是一种力吗？是什么过程？不知道…）。实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
　　根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者观测时，物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。

这里的首行缩进一段用的是代码“&#8195 ;”(请忽略分号前的空格)，另一段的首行缩进两个汉字符则是输入全角的两次空格

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理想实验

　　薛定谔的猫是关于量子理论的一个理想实验。
　　一只猫被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。物理学家却无法知道，它在什么时候衰变，上午，还是下午。当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。这是它的两种本征态。如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。此时，猫构成的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道猫是死是活，它将永远处于半死不活的叠加态，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。
　　薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子（引用自苏格拉底的名言）所说：“生存还是死亡，这是一个问题。”只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束（在数学术语就是“波函数坍缩（collapse）”），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。哥本哈根的几率诠释的优点：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩，可物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于或许实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。付出的代价：违反了薛定谔方程。这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。

我依旧不知道为什么脚注不能用2….（捂脸…）

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薛定谔方程

　　埃尔温·薛定谔在20世纪20年代中期创立了现在被称为量子力学分支中的一个方程。后来被称之为薛定谔
现六光子薛定谔猫态方程：

▽2ψ（x，y，z）+（8π2m/h2）[E−U（x，y，z）]ψ（x，y，z）=0

　　量子理论是20世纪科学的重大进展之一，由于量子力学对传统观念所带来的巨大冲击，连“量子”的提出者在内的科学家都想尽各种办法拒绝它，或做出各种调和性的解释。事实上，薛定谔就被量子力学的结果弄得心神不安，他不喜欢波粒二象性的二元解释以及波的统计解释，试图建立一个只用波来解释的理论。

这就是传说中的公式啦(,,• ₃ •,,)

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研究意义

　　科学家称，“薛定谔猫”态不仅具有理论研究意义，也有实际应用的潜力。比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。

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最后的最后

　　没想到做完之后就是午时以后了呢…大学最晚睡就今天了…程序员熬夜是玩命的…虽然内容是水的….还是谢谢观看_(:зゝ∠)对”猫的薛定谔”实验有兴趣的小伙伴可以看看下面的链接。想想再过几个小时就能起来上课了，内心真（lei）是（liu）激（man）动（mian）呢。
　　

参考文献：薛定谔的猫百度百科。
小编到最后才发现，在cmd markdown上编辑用不了TOC和脚注，在CSDN-markdown编译器可以。最后知道真相的我眼泪掉下来_(:зゝ∠)……..

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1. 利用光子复制“薛定谔的猫”。
   [^2]:后来发现是编译器的问题。 ↩
2. 利用光子复制“薛定谔的猫”。
   [^2]:后来发现是编译器的问题。 ↩