@ 2016.01.23 , 20:00
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忘掉薛定谔的猫吧,新的量子难题是两洞三鸽

几十年前,奥地利物理学家薛定谔提出一个著名思想实验,试图利用猫从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理问题,巧妙地把微观物质在人的意识参与观测的情况下是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。但现在出现了一个新的量子难题:我们能将三只鸽子放到两个鸽子洞里,使得每两只鸽子不处于同一个洞里吗?

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研究人员们对这个问题的具体描述如下,你先做好头痛的准备:

如果你将三只鸽子放到两个洞里,那么至少有两只鸽子最后会处于同一个洞中。这是人们使用自然计数时遵循的基本原则。然而现在我们发现在量子力学中这一点不成立!我们发现当三个量子微粒被放到两个盒子里面的时候,不会出现两个量子微粒处于同一个盒子的实例。

该研究被发表在美国国家科学院院刊上,科学家们通过一系列令人费解的复杂量子计算,向人们展示他们有可能将大量微粒放入两个盒子里,并使得任意两个微粒最终不会出现在同一个盒子中的情况出现。

没错,这让我们很混乱,似乎研究人员对此也感到有些混乱。Jeff Tollasken是研究人员之一,他表示:

现在让我们阐述这一研究给科学界带来的全面影响还为时过早……但我们觉得毕竟我们研究的是如此基本的概念,因此总会有人觉得它们很重要。

也许我们能期待这一新发现能够促使现代人思考量子行为更加离奇的部分,比如鬼魅般的超距作用(鬼魅般的超距作用,是爱因斯坦在描述相互纠缠的量子微粒时所用术语。相隔遥远距离的两个粒子,会出现关联性,影响其中一端时,另一个粒子也会发生反应,这引起了爱因斯坦的疑问)。至于其中的具体原理,还是让我们拭目以待吧。

#薛定谔的猫

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。

本文译自 Gizmodo,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 28+1

  1. 3045882

    想邪恶点

  2. 3045891

    新的问题是,如果你把三只鸽子放到两只薛定谔的猫的嘴里。

  3. 3045892

    祝早日观测到共价鸽键

  4. 季默
    @2 years ago
    3045894

    两魏三皮

  5. 十六夜
    @2 years ago
    3045901

    @季默: 看到不懂的句子读一下,火车就进站了

  6. Mr正经人
    @2 years ago
    3045903

    嗯,盒子副本

  7. 鸡蛋
    @2 years ago
    3045904

    这个问题貌似可以汉化成“两抽屉放三苹果”吧?

  8. 3045906

    不一样 波的叠加态,邪恶的那啥可不行
    例子不恰当

  9. asdfas
    @2 years ago
    3045910

    肯定有人会说两女一杯

  10. 我先不杀你
    @2 years ago
    3045911

    鸽绿二象性

  11. 3045913

    正确答案:鸽子窝是两室一厅。

  12. 中野乌龙茶
    @2 years ago
    3045940

    三鸽两洞不行,三男两女肯定够了

  13. 老蛋
    @2 years ago
    3045942

    鸽子一家三口住在两居室房子里,每只鸽子都有自己的独立房间。

  14. ziseyinzi
    @2 years ago
    3045946

    薛定谔的猫是宏观层面的量子力学现象,这个真的能在宏观层面实现吗

  15. 坑爹呢
    @2 years ago
    3045957

    知道研究者的问题么?太小看洞的容纳能力了!

  16. 3045979

    你的两盒三箱并没有让哥感到意外

  17. 面神钦点先吃
    @2 years ago
    3045995

    @ziseyinzi: 不是在做那个薛定谔的细菌实验么?

  18. 3046038

    智子在捣鬼!

  19. 有点
    @2 years ago
    3046050

    真的有点 lianyexc.win

  20. 天塌入虚怀
    @2 years ago
    3046303

    问题不应该是,当你知道某两个鹅在不同的窝时,观测的行为已经影响到观测对象了么

    等等,我有点乱。。。

  21. 布瑞斯
    @2 years ago
    3046314

    这一定是魔法

  22. Romannov
    @2 years ago
    3046386

    两洞三鸟,每个鸟一个洞,这并不是什么问题。——苍井空

  23. 二猫
    @2 years ago
    3046854

    你们看这图片有个对称线诶。

  24. 3047301

    古有二桃杀三士 今有两洞藏三鸽

  25. 你在逗我吗
    @2 years ago
    3047824

    如果宇宙是个盒子那这个理论就不成立

  26. cotv001
    @2 years ago
    3049803

    【两洞N鸽皆可放 】,问题是:必须修正当代西方自然科学束缚下的人类全部知识体系,包括【时空观——本来是简单的维度问题,即参照系的问题;却搞得如此复杂,其根本在于基础的错误与缺失】,中国上古先民早就解决了这些问题。

  27. 东方九木
    @2 years ago
    3050464

    两丁三洞

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