薛丁格的貓​

Mercy Lo
Open Parachutes
Published in
Dec 15, 2020

” A physicist, who doesn’t particularly like cats, puts a cat in a box, along with a bomb that has a 50% chance of blowing up after the lid is closed. Until we reopen the lid, there is no way of knowing whether the bomb exploded or not, and thus, no way of knowing if the cat is alive or dead. “​

你有沒有聽過身邊的好朋友提過「薛丁格的貓」這個名詞呢?一個好像很常聽到,但是壓根兒不知道它在做什麼的詞,我最近在閱讀洪瀞教授的書,剛好讀到了這個理論,擇日不如撞日,就趁著今日好好的來跟Josh Samani與Chad Orzel一起來認識這隻傳說中的貓吧!​​

喜歡貓咪的人一聽到名字,物理課睡到一半都會爬起來,但查了一查才知道,原來這個學說是由一個可能不太喜歡貓咪的奧地利物理學家薛丁格所發想出來的!​

微觀世界中的運動軌跡​

當我們向上拋擲一顆球,因著平時對生活周遭的觀察,我們自然而然地會知道這顆球的運動軌跡,但是,如果把鏡頭縮小到原子的世界,一顆電子會怎麼在原子上運行呢?這個問題開啟了「量子力學」的序幕。​

存在與不存在​

為了說明量子可能的運行軌跡,薛丁格設想出一個情境,桌面上有一個盒子,盒子裡面有一隻貓以及一個會使貓咪致死的裝置,在未開蓋之前,我們都不知道這隻貓咪是否還活著或是已經死亡,這樣疊加結果的可能性,就是「薛丁格的貓」的由來。​​

原子的位置​

將鏡頭拉近到原子的世界,事實上電子運行在原子上的軌道不是特定的,電子可能出現在任何地方,除非我們刻意追蹤某一顆電子,才會知道它在哪個時間點曾經出現在哪個位置,就像我們不會知道貓咪此刻的狀態,除非我們打開箱子。​

共用電子​

一個分子中的電子並非單純由A原子或是B原子各自擁有,而是互相擁有,新加入的原子,會使得電子更加分散,並與原先的原子共同持有電子,這樣的疊加狀態,決定了原子構成物體的形式,可能是導體、絕緣體或是半導體,理解電子如何被共用,將更進一步協助半導體以正確的形式合成,進而製造出極小的電晶體,手機與電腦也才得以運作。​

仔細觀察,是找出貓咪位置所在的關鍵,看完之後,這才了解洪瀞教授想比喻的事情,世界上很多事情好像也處在存在與不存在的空間中,找到疊加狀態下的自己,就可能透過共用的性質,開發出比半導體更具有價值的自己。​

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Mercy Lo
Open Parachutes

essayist, journalist, & art enthusiast // Every child is an artist. The problem is how to remain an artist once we grow up.