신비한 양자 얽힘을 이해하려면 먼저 신비한 양자 현상을 이해해야 한다.
네가 어떤 업종을 연구하든 간에, 너는 아마 기묘한 양자 현상에 대해 들어본 적이 있을 것이다. 예측할 수 없는 원리, 설정악적묘 등 일상생활에서 믿어지지 않는 것처럼 보이는 것은 사실 미시적인 양자 세계에 존재한다.
이상하게 들리는 양자론을 천서로 여겨 멀리하는 사람들이 많다. 어떤 사람들은 감탄했습니다. "양자역학은 정말 대단해, 난 몰라, 어지러워!"
양자역학을 모르면 머리가 어지럽다. 이것은 매우 정상적인 반응이다. 노벨 물리학상을 수상한 위대한 물리학자 파인만의 명언을 들어보세요. 파인만은 이렇게 말했습니다. "아무도 양자역학을 이해하지 못한다고 자신 있게 말할 수 있을 것 같아요!" 양자 이론의 또 다른 창시자인 닐스 볼도 "만약 누군가가 양자 이론에 대해 혼란스럽지 않다면, 그는 그것을 이해하지 못한다" 고 말했다. " 。 "파인만과 볼이 모두 이렇게 말했으니, 나는 더욱 허풍을 떨지 않을 것이다.
그러므로 우리는 당분간 양자역학을' 이해' 할 것을 기대하지 말자. 이 문장 시리즈의 목적은 우리가 양자역학을 더 잘 이해할 수 있도록 하는 것이다. 양자역학은 신비롭지만 과학사에서 가장 정확하게 검증된 이론이기 때문이다. 그것은 100 여 년의 어려운 역사를 거쳐 인간의 지혜 여정의 최고 성과를 거두었다. 현대인으로서 양자역학에 대해 전혀' 이해' 하지 않는다면, 마치 인터넷에 접속하지 않고 메일을 쓰지 않은 것처럼 인생의 큰 아쉬움으로 간주 될 수 있습니다.
방금 양자현상을 언급했을 때, 우리는' 설정악적묘' 에 대해 얘기했는데, 우리의 토론은 이것으로 시작할 수 있다.
E. 슈뢰딩거 (1887- 196 1) 는 오스트리아의 저명한 물리학자이자 양자역학의 창시자 중 한 명이다. 1933 노벨 물리학상 수상. 양자역학에서 원자, 전자 및 기타 미시 입자의 움직임을 설명하는 슈뢰딩거 방정식은
그래서, 우선, 우리는' 중첩 상태' 가 무엇인지 알아야 합니다.
우리의 일상 경험에 따르면, 한 물체는 어느 시점에서 항상 고정된 상태에 있다. 예를 들어, 제 딸은 지금 거실에 있어요. 아니면 제 딸은 지금 거실에 없어요. 있든지 없든 두 가지 상태는 반드시 그 중 하나여야 한다. 하지만 미시양자세계에서는 상황이 달라졌다. 미시 입자가 소위' 겹쳐진 상태' 에 있을 수 있다는 것은 불확실하다. 예를 들어, 전자는 A 와 B, 즉 전자가 모두 A 가 아니라 A 에 있을 수 있습니다. 전자의 상태는' 현장' 과' 부재' 이며, 두 상태는 일정한 확률에 따라 겹쳐진다. 전자의 이런 혼합 상태를' 중첩 상태' 라고 한다.
똑똑한 독자는 이렇게 말할 것입니다. "제 딸은 지금 거실에 있거나 거실에 있지 않습니다. 한 번 보면 분명해진다. 전자가 A 안에 있거나 A 안에 있지 않은데, 네가 재보면 알 수 있지 않니? " 맞아요. 전자의 상태를 측정할 때 전자의 중첩 상태는 더 이상 존재하지 않지만 붕괴는 "A 중" 또는 "A 중" 입니다. 이것은 두 상태 중 하나입니다. 그러나 미시와 거시의 차이는 관찰하기 전에 있다. 딸은 거실에 없다. 관찰하기 전에 이미 사실이 되어' 보기' 나' 안 보기' 로 옮기지 않는다. 그러나 붕괴하기 전의 마이크로전자 상태는 정론도 없고, 측정할 때까지 무너진 것도 아니다. 이것이 미시 세계의 양자 중첩 상태의 경이로움입니다.
양자 현상은 신비로워 보이지만. 양자역학의 결론은 이미 다방면의 실험에 의해 확인되어 학계에서 받아들여지고 각 분야에 적용되었다. 양자물리학은 우리의 현대 일상생활에 큰 영향을 미친다. 이를 바탕으로 전자혁명과 광학혁명은 우리를 오늘날의 컴퓨터 정보시대로 이끌었다. 양자역학이 없으면 오늘날의 이른바' 하이테크' 산업은 없다고 할 수 있다.
양자역학의 기본 이론을 어떻게 해석하는가, 아니면 인견지이다. 이것은 또한 위대한 아인슈타인을 포함하여 그것의 창시자들을 깊이 괴롭히고 있다. 미시적 중첩 상태의 특징은 거시법칙과 너무 달라 슈뢰딩거 등 물리학자도 납득할 수 없다. 그래서 슈뢰딩거는 1935 에서' 양자역학의 현황' 이라는 제목의 논문을 발표했다. 논문의 5 절에서 슈뢰딩거는 미시적 불확실성을 거시적인 불확실성으로, 미시적 곤혹을 거시적인 역설로 바꿔 사람들의 주의를 끌기 위해' 설정악적묘' 의 이상적인 실험을 정리했다. 역시! 물리학자들은 줄곧 이 역설을 논쟁하고 있다.
다음은' 슈뢰딩거 고양이' 에 대한 실험적 묘사입니다.
고양이 한 마리를 폐쇄된 상자에 넣은 다음, 핵과 유독가스 시설이 있는 상자와 장치를 연결합니다. 이 원자핵이 50% 붕괴될 확률이 있다고 상상해보세요. 그것이 쇠퇴할 때, 그것은 독가스 시설을 트리거하고 고양이를 죽이는 입자를 방출한다. 양자역학의 원리에 따르면 이 원자핵은 관찰되지 않을 때 쇠퇴와 쇠퇴하지 않은 중첩 상태에 있기 때문에 불쌍한 고양이는 그에 따라' 죽음' 과' 라이브' 의 중첩 상태에 있어야 한다. 죽은 사람은 살아 있고, 죽은 사람은 살아 있고, 상태는 불확실하다. 누군가가 상자를 열어 관찰할 때까지.
실험 중의 고양이는 미시세계의 전자 (또는 원자) 와 비교할 수 있다. 양자 이론에서 전자는 고정 상태가 아닌 두 가지 상태 (0 과 1) 의 중첩 상태에 있을 수 있습니다. 만약 겹친 상태의 개념을 고양이에게 적용한다면, 즉 겹친 상태의 고양이는 반죽음이고 죽어서 다시 살아난다는 것이다.
양자 이론은 설정악적묘 (WHO) 가 뚜껑을 열지 않고 관찰하지 않으면' 죽음' 과' 라이브' 의 겹침이라고 생각한다. 이 고양이는 항상 동시에 죽거나 살아 있는 중첩 상태에 있을 것이다. 이것은 우리의 일상적인 경험과 심각하게 상충된다. 고양이 한 마리가 죽든지 살든지, 어떻게 죽지 않고 죽을 수 있겠는가? 이상하게 들리는 이 이상적인 물리 실험을 얕보지 마라. 그것은 물리학적으로도 중요한 의의가 있을 뿐만 아니라 철학적으로도 중요한 의의가 있다.
철학에 대해 말하자면, 똑똑한 독자들은 또 웃을 것이다. 고대 철학 사상에서는 이런 그럴듯하고 애매모호한 말이 많지 않기 때문이다. 이것이 변증법의 사상이 아닌가? 너 중에 내가 있고, 나 중에 네가 있고, 하나는 둘, 하나는 하나, 둘, 하나는 하나, 천인은 하나, 이런 식으로 하는 것뿐이다.
이것은 사실입니다. 그래서 누군가가 설정악적묘 비교를 하는 이유입니다. 남녀가 연애를 시작하기 전에 결과가 좋은지 나쁜지 알 수 없습니다. 이때 연애의 결과는 선과 악의 혼합으로 볼 수 있다. 결과를 알고 싶다면, 유일한 방법은 시도하는 것이지만, 시도하기만 하면 원래의 결과를 바꿀 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 템페스트, 희망명언)
인문적 관점에서 어떻게 해석하고 이해하든 간에, 사람들은 양자론이 좀 이상하게 들린다고 생각한다. 어떤 독자들은 이렇게 말할지도 모릅니다. "네가 나를 한참 끌었는데도, 나는 여전히 양자역학을 이해하지 못한다!"
다행히도, 방금 우리는 독자들에게 예방 주사를 맞았지, 그렇지 않니? 슈뢰딩거 자신을 포함한 양자 역학을 아는 사람은 아무도 없습니다! 슈뢰딩거의 의도는 코펜하겐 학파의 양자역학에 대한 확률 해석과 슈뢰딩거 방정식이 도입한' 파동 함수' 개념을' 슈뢰딩거 고양이' 실험의 터무니없는 결과로 비웃는 것이었지만, 사실상 이 가설적인 실험은 이미 슈뢰딩거를 자신의 기초 이론의 반대 편에 서게 했다. 물리학자들이 슈뢰딩거에 대해 우스꽝스럽게 이야기하는 것도 놀라운 일이 아닙니다.
지금까지 우리는 오랫동안 설정악적묘 실험의 경위를 설명했지만 슈뢰딩거의 여자친구는 언급하지 않았다. 그럼 빨리 이 가십을 보충하여 독자를 실망시키지 않도록 해라.
슈뢰딩거는 비범한 개인적 매력, 매력, 여자친구가 많을 것이다. 그렇지 않으면 어떻게 뉴욕의 극작가 매튜 윌스 (Matthew Wells) 가' 슈뢰딩거의 여자친구' 라는 연극을 쓰도록 영감을 줄 수 있을까?
다음은 이 무대극 200 1 2003 년 샌프란시스코와 뉴욕에서 공연할 때의 스틸과 포스터입니다.
슈뢰딩거의 여자친구는 사랑, 성, 양자물리학에 관한 색다른 로맨틱 코미디이다. 극작가 매튜 웰스 (Matthew Wells) 는 고등학교 수업 이외의 과학 교육을 받은 적이 없지만 물리학의 신비에 사로잡혀 있다. 그는 "나는 결코 수학에 관여하지 않을 것이다. 그러나 나는 그 뒤에 있는 개념, 비전, 비유가 이렇게 매혹적이라는 것을 알았다!" 라고 말했다. ""
무대 연극에는 "요동-입자의 이원성이 더 어렵습니까, 아니면 아내-연인의 이원성이 더 어렵습니까?" 라는 흥미로운 말이 있습니다. 슈뢰딩거는 많은 정부와 사생아가 있고 주변에도 많은 지기가 있다고 한다. 슈뢰딩거의 여자 친구는 설정악적묘 처럼 애매 하 고, 슈뢰딩거의 결혼 개념은 그의 물리학 이론 처럼 탁월 합니다. 어떤 사람들은 슈뢰딩거가' 다정다감한 씨앗' 스타일의 인물이라고 말한다. 비록 그는 많은 여주인이 있지만, 그는 진심으로 한 여자를 사랑하고 있다. 아마도 우리는 양자역학의 언어로 예를 들어, 슈뢰딩거의 감정과 성생활은 항상 많은 본태가 포함된 복잡한 중첩 상태에 처해 있다. 일정 기간 동안' 무너짐' 이 어떤 본태에 이르렀을 때 슈뢰딩거는 여자친구의 품에 쓰러졌다.
하지만 슈뢰딩거의 많은 여자친구 중 한 명은 이 연극의 여주인공이 된 특이한 미스터리한 여인이 있었다.
1925 년 크리스마스 전 슈뢰딩거는 여느 때처럼 아름답고 눈이 많은 알프스 산에 가서 휴가를 보냈지만 이번에는 아내 애니가 아니라 비엔나에서 온 신비로운 여자친구였다. 슈뢰딩거의 여자 친구는 신비로웠고, 80 여 년이 지난 오늘날까지 아무도 그녀의 신분을 확인하지 못했다. 그녀는 연구원들이 알고 있는 슈뢰딩거의 부인이 아니다. 어쨌든, 이 부부의 결혼식 기간 동안 신비한 소녀는 슈뢰딩거에게 큰 영감을 주었고, 그로 하여금 놀라울 정도로 창조성과 통찰력 있는 상태를 유지하게 했다. 따라서 물리학자들은 슈뢰딩거의 위대한 일이 그의 일생에서 열정적인 시기에 이루어졌다고 말한다. 슈뢰딩거 본인은 이 점을 부인하지 않는다. 그는 이 눈에 띄는 여성을 관찰함으로써 과학계를 괴롭히는 모순처럼 보이는 파동의 이중성의 관건을 찾았다고 생각한다. 과연, 다음 1 년 동안 슈뢰딩거는 6 편의 양자역학의 주요 논문을 연이어 발표하고 유명한 슈뢰딩거 방정식을 제시했다. 그래서 우리는 양자역학이 가져온 휘황찬란한 과학기술 성과를 즐기면서 이 신비한 소녀의 공헌에 감사해야 한다.
결론적으로,' 슈뢰딩거의 신비한 여자친구' 는 슈뢰딩거의 상상력과 영감을 불러일으켜 미시세계 입자 파동이 따르는 슈뢰딩거 방정식을 세웠다. 그런 다음 슈뢰딩거는 코펜하겐의 파동 함수에 대한 해석에 동의하지 않고' 설정악적묘' 의 사상 실험을 설계했다. 슈뢰딩거 자신의 말로, 그는 이' 마귀 같은 장치' 로 냄새를 맡고 싶어한다. 슈뢰딩거는 이렇게 말합니다. "파동 함수를 입자의 확률파로 해석하면 고양이 한 마리가 죽고 살아 있다는 터무니없는 결론을 내리게 됩니다. 그래서 확률파의 설법은 근거가 없다!
이 고양이는 정말 사람을 오싹하게 하고, 관련 논쟁은 지금까지 계속되었다. 심지어 오늘날의 위대한 물리학자 호킹도 분노하여 말했다. "나는 설정악적묘 소식을 듣자마자 총을 들고 달려가 총으로 죽이려 했다!"
거시세계에서는 죽은 고양이와 살아있는 고양이가 존재할 수 없지만, 많은 실험들이 미시세계에서 겹이 겹쳐진 상태의 존재를 확인시켜 준다. 결론적으로, 설정악적묘, 우리는 중첩 상태와 측정 시의 붕괴를 알고 있다.
겹쳐진 상태의 존재는 양자역학의 가장 큰 수수께끼로, 양자현상의 수수께끼의 근원이자 우리가 양자역학을 이해하는 관건이다.
-응? 1[π] 쇼도 대학? R? 클릭? 청청은 노래에 매료되었다
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