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薛定谔的猫：量子力学里的理想试验

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    奥地利物理学家埃尔·文薛定谔是量子力学的奠基人之一，
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    但是他最为大众所知的却是他从未做过的一项试验：
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    一个关于猫的思想试验（即薛定谔的猫）
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    他假想将一只猫置于一个密闭盒子内，
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    里面安放了一个一小时内有50%几率杀死猫的装置。
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    在那一小时的结尾，他提出一个问题，现在猫是活的还是死的
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    常识告诉我们猫不是活的就是死的
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    但是，薛定谔指出，根据量子物理
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    在打开盒子的前一瞬间，猫既是活的也是死的，即猫处于生与死的混合状态
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    同时
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    只有打开了盒子，我们才能知道猫是生还是死
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    除此之前，猫一直处于一种混沌可能性的状态，既生又死。
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    薛定谔的观点听起来很荒谬
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    他发觉量子物理如此难以理解以至于他本人都放弃验证此理论并转而研究生物
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    虽然薛定谔的猫看上去很荒谬，但是，它却是很真实的，实际上，也是很基础的
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    如果量子物体不能同时处于双重状态，
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    我们现在用来观看此视频的电脑就不会存在
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    量子的叠加现象是自然物质波粒二象性作用的结果
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    一个物体要想有波长，就必须扩展空间范围
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    这就意味着它必须同时占据许多位置
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    限制在很小空间的不可能太明晰物体的波长
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    所以它同时存在于波长内的许多不同地点
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    我们在日常生活的物品中看不到这些波
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    因为波长在变短的同时却有增长的趋势
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    而因为猫相对而言比较大和重
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    如果我们取一个原子并放大到太阳系大小
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    那么猫奔向物理学家产生的波长就相当于太阳系里的一个小原子
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    它小到很难去探测，所以我们从未看到猫的波动
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    但是，很小的物质，比如说一个电子却是能表明波粒二象性存在的证据
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    如果我们一次把一个电子射向一个有两个狭窄裂缝的装置
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    远处的电子会像物质一样马上被探测出在哪个位置
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    我们大量重复此实验
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    持续追踪所有电子的轨迹
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    你会发现它们的轨迹表现出了波的特征
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    条纹区间内集聚了大量电子
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    夹杂在没有电子的区间之中
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    遮挡住一个细微裂缝，条纹区间就不复存在
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    这表明电子的集聚形式是电子同时有两个裂缝可穿过的作用结果
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    一个电子无法选择通过哪个裂缝，但是，通过裂缝的电子却是同时发生的
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    这种状态叠加也可由现代科学解释
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    饶原子核旋转的电子的轨道是分散的似波轨道
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    使两个原子靠近，电子不需要选择原子轨道，只需要共享轨道
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    这就是化学键的形式
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    分子中的电子不是在原子A或B中，是在A和B中
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    如果你添加更多的原子，电子会更加扩散，同时被大量原子共享
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    电子并不是牢固地绕某个原子旋转，
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    却在空间内绕着分子旋转
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    这种庞大的状态叠加
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    表明了电子是如何在导体，绝缘体和半导体间运动的
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    了解电子被原子共享的方式
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    使我们有可能精确地控制半导体材料的性能
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    比如说，硅
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    将不同的半导体以正确的方式组合
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    令我们可以将晶体管制造成很小的规模
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    集成大规模集成电路放在电脑芯片里
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    这些芯片和扩散的电子掌控你们正在看此视频的电脑
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    有这么一个老笑话，互联网的存在使我们可以分享关于薛定谔的猫的视频
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    但是，溯本求源，互联网的出现却要归功于一位奥地利物理学家和那只虚构的猫
Title:
薛定谔的猫：量子力学里的理想试验
Speaker:
Chad Orzel
Description:

课程全程地址 ：http://ed.ted.com/lessons/schrodinger-s-cat-a-thought-experiment-in-quantum-mechanics-chad-orzel
奥地利物理学家埃尔文薛定谔，量子力学的奠基人之一，提出了著名的疑论：如果将猫放入一小时内有百分之五十几率杀死猫的机器的密闭盒子内，一小时后，猫将处于一个什么样的状态？Chad Orzes剖析了这一理想试验
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:38

Chinese, Simplified subtitles

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