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薛定谔的猫实验,为什么很少有人做“薛定谔的猫”这个实验?

admin admin 发表于2024-02-20 11:49:45 浏览16 评论0

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薛定谔的猫是什么意思?

薛定谔的猫(Schr_dinger'sCat)是关于量子理论的一个思想实验。尽管量子论的诞生已经过了一个世纪,其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。量子理论曾经引起的困惑直到21世纪仍困惑着人们。正如玻尔的名言:“谁要是第一次听到量子理论时没有发火,那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。薛定谔尝试着用一个思想实验来检验量子理论隐含的不确定之处。设想在一个封闭的匣子里,有一只活猫及一瓶毒药。当衰变发生时,药瓶被打破,猫将被毒死。按照常识,猫可能死了也可能还活着。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,是上午还是下午。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。如果人们不揭开密室的盖子,根据日常生活中的经验,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。人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,人们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于半死不活的状态,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。
你知道薛定谔猫是什么意思吗?中国科学家讲述这个猫的神奇之处
“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。
这个理论实验的内容是,把一只猫放进一个封闭的不透明盒子,在这个封闭的盒子里,薛定谔放进了一个放射性原子,一个可以检测原子衰变的装置,和一个毒气释放装置。
这个原子在一个小时内有几率发生衰变,如果发生衰变就会被检测装置所检测到,进而激活毒气释放装置,施放毒气杀死猫。
扩展资料:
“薛定谔的猫”实验目的:
“薛定谔的猫”这个实验的目的,是要反驳哥本哈根学派,关于量子系统的叠加态会因由和外部世界的相互作用,或被外部世界测量时而变成一种固定态的理论,参照实验来说,即猫是在被外部世界所观察之后,它的生死才处于一种固定态。
但按照客观来说,这个猫,不管你外部观察与否,它的生死早就固定了。这就反驳了哥本哈根学派对量子系统的叠加态的理论,到达了实验目的。

薛定谔的猫是什么意思?

“薛定谔的猫”实则是指薛定谔在1935年做的一个理想实验,但后来“薛定谔的猫”被我们用来指处于两种状态的叠加态的事物。而“薛定谔的猫”会这么火,是因为撒贝宁曾在《明星大侦探》这档综艺中给人们科普过这个词,而人们觉得“薛定谔的猫”很有意思,就开始让这个词融入我们的平常生活中了。
薛定谔的这个理想实验是指将一只猫关在装有一个有少量(以原子为单位计算)的放射物镭和装有氰化物的瓶子密闭容器里,从而研究这只猫的生存状态的一个实验。镭作为放射物它具有衰变性,而它的衰变存在几率。如果镭发生衰变,就会释放出中子触发机关,打碎装有氰化物的瓶子,这样一来猫就会死;但如果镭不衰变释放出中子,装有氰化物的瓶子就不会碎,猫就能活。
镭衰变的概率是50%,因此猫活着的概率是50%,而它死掉的概率也是50%。在打开这个盒子之前,猫的存活状态是生与死的叠加态。它既可能还活着,也可能是死了。因此我们现在经常用“薛定谔的猫”来形容处于叠加态的、不确定的事物,比如后来衍生出的“薛定谔的处女”这个梗。
“薛定谔的处女”是说一个房间里有一男一女,开门后这个女的有50%的可能是处女,也有50%的可能不是处女。此时,这个女的就处于处女与非处女的叠加态这种不确定的状态。
而这些梗在生活中其实就是一些很简单的例子,比如你爸妈出门前叫你洗碗。在他们回来的时候,你既可能洗了碗,也可能没洗碗,此时你就处于洗碗和没洗碗的叠加态。因此,“薛定谔的猫”现在常用来形容不确定的事物。
薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”.
但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果 .
该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后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。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议.
上面这段资料中说到了“不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果?”.
薛定谔的猫(英文名称:Schr?dinger’s Cat)是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schr?dinger, 1887年8月12日~1961年1月4日)提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果 [1] 。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后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。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
薛定谔的猫指的是在这个密闭的空间当中,无法确定猫是死的还是活的,必须要打开才知道。所以在不确定猫是死是活的情况下,猫既可能是活的,也可能是死的。
这个就是不确定定律呀,没有打开之前,谁也不知道到底是死的还是活的呀
薛定谔的猫(Schr_dinger'sCat)是关于量子理论的一个思想实验。尽管量子论的诞生已经过了一个世纪,其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。量子理论曾经引起的困惑直到21世纪仍困惑着人们。正如玻尔的名言:“谁要是第一次听到量子理论时没有发火,那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。薛定谔尝试着用一个思想实验来检验量子理论隐含的不确定之处。设想在一个封闭的匣子里,有一只活猫及一瓶毒药。当衰变发生时,药瓶被打破,猫将被毒死。按照常识,猫可能死了也可能还活着。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,是上午还是下午。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。如果人们不揭开密室的盖子,根据日常生活中的经验,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。人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,人们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于半死不活的状态,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。

谁能解释下薛定谔的猫的思维实验

这个思维实验突出地说明了量子力学中观察(测量)行为的不可思议的含义。在这里,观察(测量)者成为了物理实在的关键要素,精神(意识)可以支配物质,这似乎与整个科学精神相矛盾,因为科学是一项不带个人色彩的客观事业。
在一个完全密封的容器里,有一只猫,还有一个人类观察者位于其中。该猫的生死被描述为一个控制释放毒剂的量子系统。
日前在商情报上见悉一文,给了薛定谔猫这样一个定义——“真相只对相信它的人显露真相。”对此提法我是颇不以为然的。按此说演绎即猫的死活是固定的,而人在打开盒子前未知。我们不妨架设猫当前状态为死的,那认为猫死的人即是相信真相的,而认为猫活的则是不相信真相的。也就是说真实客观存在,而人主观判断并相信其为真实或者非真实。好,那我们将此定义回代入薛定谔猫中,即是猫的状态在打开盒子前确定,而打开盒子的那一瞬间并不对该状态产生影响。也就是说可能性是已经确定的,即猫非生则死,概率为1而非50%。
然而我们知道,在盒子打开之前,猫的生死是无从判断的,也就是说处于一种非生非死的状态。假定有很多的盒子很多的猫,那在大数条件下我们可以认为猫的生死概率各占50%。而猫的生死最终确定在于打开盒子的那一瞬间,而非确定好了而我们不知道。换句话说既是猫生死的确定性原本不存在,存在的只是可能性,一旦盒子打开,那只猫非死即活,另一种可能性立刻就消失了。这也正说明了所谓“薛定谔猫试验的不可逆原理”。或者我们套用量子物理的定义——“波函数是多种本征态叠加的混合体,一旦波函数坍缩,就只剩下唯一的一种本征态,剩下的都将不复存在。”或者我们可以通俗的理解为,下象棋,对手可能跳马,可能捅卒,在对手落子前我们可以考虑所有可能,虽然最终仅仅会遇到其中一种。而在对手落子之前,我们不能说他必定捅卒或者跳马,只能说各占50%的可能,我们可以期盼或者认为是其中一种,但是结果不因我们的主观意思而转移。当对手落子的一刻即是盒子打开的一刻,生死立判!
昨日,一学经济的大牛如是解释这一命题,大意摘录如下:
猫在盒子里时不是处于一种不死不活的状态,而是对我们而言死活的状态不存在。换言之,即是因为我们无从判断死活,自信息量为零,则无推论猫死活的条件(或曰需求)。简言之即不存在故不需要知道。将此结论带入经济现象即表现为:做项目时,客户的某些需求本不存在,等交成果时才出现。没有具体的需求,没法详细做;但是做不出来一个样子,客户就没有一个参照系来提出具体的要求,以此螺旋发展。我们可以把猫看做产品,本来客户不知产品好坏,无从判断猫的生死,等产品出来了,有了结论,再提要求,然后猫进入另一个盒子,开始另一个‘薛定谔猫’实验。
细想之下,似乎也有道理。本来嘛,经典力学在相对论面前不过是谬误,世间本就没有绝对的真理,芥子须弥概莫如是。
更简单的解释是,你处在一个三维世界,但是平行世界的你也存在,因为平行世界重合于三维世界,所以无法分开。也许有无数个你在同一个地方在做同一件事,或者他/她(另一个自己)在做不同的事情。但是你不能把他/她找出来,因为重合,两者表现形式一模一样。
薛定谔的猫的叠加态如果用阴阳规律来说明要好懂些,薛定谔的猫的叠加态就是量子也显物质的阴阳一体的特性。薛定谔的猫是同时有生有死的,对量子现象外的猫不实用,可在量子上的确存在又生又死的猫,为什么?是因量子有双重性,量子的双重性是合阴阳规律的,量子虽微小可它也合阴阳特性。阴阳的部分规律是阴里有阳、阳里有阴,阴能生阳、阳能生阴,阴是阳、阳是阴,薛定谔的猫的量子叠加态意在说明量子中含有阴阳不可完全分开的特性,微小的量子负载信息强,它虽微了可里边也有阴阳,表露阴阳特性更明显。
量子力学的创始人之一的薛定谔在1935年做了一个思维实验,设想在一个与外界完全隔绝的容器中放一只活猫。容器中有一个盛有毒药的密封玻璃瓶,瓶的上面安装着一台仪器,它可以被诸如放射性原子衰变等量子事件触发,从而使一把锤子下落,打碎玻璃瓶,毒药散发出来,将猫毒死。如果没有原子衰变等量子事件发生,则猫将继续活着。按照人们的一般常识来猜测,猫非死即活。按照量子力学理论,却是活猫和死猫两种状态并存,即死活两种状态叠加在一起,是一只又死又活的猫!直到有人从容器处进行观察(测量)时,才能断定猫是或者还是死着了。这个思维实验突出说明了量子力学中观察(测量)行为的不可思议的含义。在这里,观察(测量)者成为了物理实在的关键要素,精神(意识)可以支配物质。
退相干理论认为,量子体系永远不能完全与周围的大环境隔绝,因此薛定谔方程不仅仅应该应用与量子体系,还应该应用于与之相关的量子环境。在现实生活中,量子态的“相干性”――量子叠加态不同部分之间脆弱的相位关系――将很快与体系外部的世界相互作用。Wojciech Zurek是“退相干”理论最著名的提倡者之一。他说量子相干性“漏出”到环境中。
爱因斯坦关于月亮的疑问,也可以用类似的退相干理论来“解释”。月亮不是一个什么作用都没有的系统,不仅仅月亮上的每个分子都与相邻的分子有持续的相互作用,月亮表面也受到各种粒子和辐射持续不断的轰击,这些粒子与辐射绝大部分是来自太阳。与月亮有关的任何薛定谔猫态的相干性很快就被这些持续不断的相互作用毁了。根据这个理论我们可以很安心的认为月亮毕竟总是在那里,即使我们没有看着它。从太阳来的光子的轰击,足够形成一次次测量,并且摧毁任何量子相干性。

薛定谔的猫是哪个学科中的理想实验

薛定谔的猫是量子力学中的理想实验。
薛定谔的猫是量子力学中的理想实验。“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。
影响及意义:
量子力学作为20世纪最有突破的科学成就之一,也是最具争议的科学之一。“薛定谔的猫”很好地阐述了这一现状。人们不能接受量子力学是因为它的不确定性。对于传统的物理学来说,只要找到了事物之间相关的联系,就能在每时每刻确定,事物之间相关的物理数据。

薛定谔的猫是一个有趣的理想实验,常在网络上被人们玩梗,那么实验的内容究竟是什么?

是薛定谔吧一个猫放到一个密室里面,此时的猫属于既死又活的状态
实验室学另二把,一只猫放在一个箱子里面,然后里面的猫是处于既死又活的状态。
实验内容:这只猫十分可怜,她(假设这是一只雌性的猫,以引起更多怜悯)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α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,雌猫必死无疑.这个残忍的装置由薛定谔所设计,所以此猫便叫做薛定谔的猫.
就是把东西放在一个地方这个,这个物体的状态会不断变换不停
薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后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。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后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。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
表达式:P(死)+P(生)=1【P(死)=P(生)】提出者:薛定谔,提出时间:1935年,应用学科:量子物理学基本概念:“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;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子。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。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。
方程:▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0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。
影响及意义:量子力学作为20世纪最有突破的科学成就之一,也是最具争议的科学之一。“薛定谔的猫”很好的阐述了这一现状。人们不能接受量子力学是因为它的不确定性。对于传统的物理学来说,只要找到了事物之间相关的联系,就能在每时每刻确定,事物之间相关的物理数据,比如说,物体运行距离等于物体的速度乘以物体运行的时间,只要知道物体的速度,你每时每刻都能计算出物体运行了多远,然而海森堡提出的量子不确定性原理使得你无法预知一个微观粒子未来的状态。正如爱因斯坦所说的:上帝不玩骰子,但是量子力学让我们不得不相信,上帝似乎是玩骰子的。

薛定谔的猫是什么梗?

薛定谔的猫是指著名的薛定谔的猫思想实验,该实验是由奥地利量子物理学家薛定谔在1935年所提出的。
该实验中,薛定谔以一只猫为例,将它放进一个密闭的箱子里,同时在箱子中放置了一个放射性物质,该物质有可能发生衰变。如果发生衰变,就会释放出一个粒子,导致一个探测器被触发,从而释放出一瓶氰化物,导致猫死亡。在这个过程中,由于放射性物质的衰变是随机的,因此在箱子没被打开之前,我们无法知道猫是否死亡。
根据量子力学的原理,猫在被观测之前,既可能处于死亡状态,也可能处于存活状态,直到箱子被打开,才能确定猫的状态。换言之,猫的状态是处于叠加态的,既有可能是死亡的,也有可能是存活的。
薛定谔的猫思想实验旨在说明量子力学中的测量问题和叠加态的概念。该实验因其生动形象的描述而被广泛引用和讨论,成为了一个哲学和科学上的经典难题。
薛定谔的猫(Schrodinger's cat)是一个著名的思想实验,最初由奥地利物理学家艾尔温·薛定谔在1935年提出,用于探讨量子力学的基本原理。这个思想实验描述了一个封闭的盒子,里面有一只猫和一个装有致命毒药的封闭容器。根据量子力学的原理,当盒子被封闭时,猫既处于死亡状态,又处于活着的状态,直到盒子被打开,观察者才能确定猫的状态。这个思想实验被广泛用于探讨量子力学的一些基本原理,例如不确定性原理和量子纠缠等。在日常生活中,“薛定谔的猫”也常用于形容某种不确定性的状态。

薛定谔的猫的恐怖之处 薛定谔为什么会提出猫的实验

薛定谔在世界上量子理论风行时期,提出了一个非常恐怖的理论,当时世界上已经证明量子既有波动性,又有粒子性。而这时候薛定谔却提出了一个关于猫的假想实验,就是把一个猫放在一个密闭的容器里面,再通过量子衰变的原理,触发毒气开关,看这个猫是否被毒气杀死,这个理论当时轰动了整个科学界,认为这是世界上最恐怖的实验。
一、薛定谔为什么会提出猫的实验
薛定谔是世界上最著名的物理学家之一,他的师父是伟大的科学家爱因斯坦。爱因斯坦一生为物理学和科学做出了无数杰出的贡献,爱因斯坦一直奉行着决定论,作为爱因斯坦坚决的拥护者薛定谔,他也认为决定论是世界上物理学唯一行的通的理论。
而此时波尔又提出了粒子的叠加状态,这是著名的概率论,认为量子会有50%的可能性呈现波动性又有50%的可能性呈现粒子性。很明显,波尔理论的提出挑战了,当时爱因斯坦的权威,薛定谔为了反对波尔的量子叠加状态概率论,从而假想了一个关于猫的实验,如果说真的存在量子叠加时的中间状态,那么这只猫应该表现出又死又活的样子。很明显,这不符合客观实际,因此,这个实验和波尔的波粒二象性理论形成很长时间的争执。
二、薛定谔的猫是否能够否决波粒二象性
众所周知,量子物理和宏观物理以及天体物理都有着本质的区别,玻尔所提出的是量子物理的波粒二象性。世间所有的物体都是由微小的颗粒组建而成,微小的颗粒具有其本身的特性,这是在微观物理中所展现出来的特殊性质。但是一旦从微观物理上升到宏观物理,那么很多微观物理特性都不能表现,薛定谔提出的猫的实验就是宏观物理,然而,波尔所提出的波粒二象性是微观物理,两者互不侵犯。

为什么很少有人做“薛定谔的猫”这个实验?

这个思维实验过程如下:在一个密闭盒子中有这样几个物品,一只猫、一瓶密封毒药、一个锤子、一个电子开关、还有一个放射性元素(可衰变)。
因为薛定谔的猫这个实验很难。
因为这个试验太残忍了,很少有人能接受。
这个实验做起来会很麻烦
因为这样对猫是很残酷的。
“薛定谔的猫”是物理学界的四大神兽之一,这是一个思维实验,当初薛定谔就没有打算抓一只猫来实验,而是在大脑中想想就好了。这个思维实验过程如下:在一个密闭盒子中有这样几个物品,一只猫、一瓶密封毒药、一个锤子、一个电子开关、还有一个放射性元素(可衰变)。
这个实验的关键点在于大家知道放射性元素的衰变周期但是不知道具体什么时间衰变,当其衰变后会释放阿尔法粒子,这个时候电子开关被触动控制锤子打碎毒药瓶,最终猫死去。
抛开其他因素单单从科学角度审视薛定谔的猫的话就会发现它其实“有点赖皮”,历史上薛定谔的猫来自于量子力学先驱之一的薛定谔,不过爱因斯坦也起到了一些作用,爱因斯坦和薛定谔在当时是反对玻尔等人的量子力学观点的,为了“刁难”对手薛定谔和爱因斯坦便想出来让微观量子变化影响宏观实验的“薛定谔的猫”薛定谔的猫是一个彻头彻尾的思想实验,也就是说它无法在现实中真正实现,因为量子变化是影响不了宏观世界的,就好比一个人穿墙一样,从量子力学的角度来看他是可以穿过去的,不过几率小到忽略不计。
不过,后来科学家们终究没有找到什么隐变量,而且所有关于量子理想的预言也都是正确的。于是乎,玻尔、海森堡和波恩等人的哥本哈根派量子力学释义,被广泛接受,成为正统。

薛定谔的猫是个什么实验?有什么意义?说的简单易懂一点

薛定谔猫是关于量子理论的一个理想实验.
   实验内容:这只猫十分可怜,她(假设这是一只雌性的猫,以引起更多怜悯)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α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,雌猫必死无疑.这个残忍的装置由薛定谔所设计,所以此猫便叫做薛定谔的猫.
  薛定谔的倒霉猫薛定谔猫提出 原文:薛定谔在1935年发表了一篇论文,题为《量子力学的现状》,在论文的第5节,薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验:哥本哈根派说,没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加.比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的.只要没有观察,它便处于衰变/不衰变的叠加状态中,只有确实地测量了,它才会随机的选择一种状态而出现.那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态.现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置,每当原子衰变而放出一个中子,它就激发一连串连锁反应,最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶,而同时在箱子里的还有一只可怜的猫.事情很明显:如果原子衰变了,那么毒气瓶就被打破,猫就被毒死.要是原子没有衰变,那么猫就好好地活着.
   自然的推论:当它们都被锁在箱子里时,因为我们没有观察,所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态.因为原子的状态不确定,所以猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子察看,事情才最终定论:要么猫躺在箱子里死掉了,要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫.问题是,当我们没有打开箱子之前,这只猫处在什么状态?似乎唯一的可能就是,它和我们的原子一样处在叠加态,这只猫当时陷于一种死/活的混合.
  一只猫同时又是死的又是活的?它处在不死不活的叠加态?这未免和常识太过冲突,同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论.如果打开箱子出来一只活猫,那么要是它能说话,它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受?恐怕不太可能.换言之,薛定谔猫概念的提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论,即平行宇宙之说.
[编辑本段]薛定谔猫疑惑
  尽管量子论的诞生已经过了一个世纪,其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪.但是量子理论曾经引起的困惑至今仍困惑着人们.正如玻尔的名言:“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑,那他一定没听懂.”薛定谔的猫就是诸多量子困惑中有代表性的一个.
  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.但是,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——也就是雌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,雌猫或者死,或者活.这是她的两种本征态.但是,如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,她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,才能确切地知道雌猫是死是活.此时,猫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,我们永远也不知道雌猫是死是活,她将永远到处于半死不活的叠加态.这与我们的日常经验严重相违,要么死,要么活,怎么可能不死不活,半死半活?
  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!)正像哈姆雷特王子所说:“是死,还是活,这可真是一个问题.”只有当你打开盒子的时候,迭加态突然结束(在数学术语就是“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是:只出现一个结果,这与我们观测到的结果相符合.
  但是有一个大的问题:它要求波函数突然坍缩.但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实用主义的考虑,还是接受了哥本哈根的诠释.付出的代价是:违反了薛定谔方程.这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了.