关于物理学四大神兽的一些科普

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厉害！！！！

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大概这篇要结束了，这次登场的是宇宙第一宝可梦知名度最广的神兽，薛定谔的猫。
出于数学基础，就不给大家介绍太深了，只是定性地介绍一下（实际上我也不会 ）。
首先是光的波粒二象性，从光学发展之初就一直有波动说和粒子说两种主流说法，早期是粒子说占上风，直到菲涅尔的出现，通过波动说完美解释干涉衍射现象。这段我一笔带过了。大概到爱因斯坦时期，关于光电效应的实验（实验内容大致是光找到金属上金属会有电子逸出形成电流），截止电压（也就是阻止电子逸出的电压）与光强无关，且存在频率阈值，与光的波动理论存在了矛盾。为了解释以上现象，爱因斯坦提出了波粒二象性，即光束相互作用时的能流并不是连续分布的，而是集中在一些称之为光子的粒子上。光子的能量与频率成正比。波粒二象性可以很好地解释光电效应，光电子只和单个光子发生相互作用因此与总的光强无关，从而截止电压也只和频率相关。同理电子逸出的最低功也就是阈值频率的存在也是因为光的粒子性。
之后是物质波。大致在康普顿实验（通过光子和电子的相互作用说明光的粒子性）之后，光子与实物粒子的界限越来越模糊。而德布罗意大胆提出实物粒子也存在波动性，与任何实物粒子相联系的都存在一列波，这个波关系到粒子的状态。
在物质波的假说提出后，大概到1970年代，有人利用电子做了干涉实验（思想实验的时间要更早），发现在电子通过足够小的狭缝时，确实存在类似光的波动现象，即探测器上出现了干涉条纹，验证了电子的波动性。于是证明了物质波的现实性，并且与波动光学中为解决问题而准备的概念复振幅类似，在量子力学中建立了一种叫概率幅的概念（复指形式），概率幅的平方即为粒子某种状态的概率。概率幅亦称波函数。
以上内容基本是量子力学里的哥本哈根学派内容，下面轮到主角——薛定谔的猫出场了。
根据以上内容，粒子在某时间的状态是存在概率的，乍一看可能并无问题，即某个时刻这个粒子有多少概率是怎么样，还有多少概率可能怎么样。薛定谔设想：在一个小房间里关了一只猫，一个氢氰酸小瓶，一个放射性原子，以及盖革计数器和传动装置。放射性原子的半衰期为T，那么在经过T之后原子有1/2的概率是衰变了的，另1/2概率没有衰变。也就是说，T之后原子的波函数处于衰变前后两种状态的叠加，似乎没有问题。然而若原子衰变，衰变之后引起的射线经装置放大后打碎瓶子，释放的氢氰酸挥发会毒死猫。也就是猫和这个放射性原子处于一种量子纠缠的状态。放射性原子的衰变与未衰变对应猫的生与死，既然原子处于一种叠加态，猫也处于一种生与死的叠加态，在观测导致波函数坍缩以前，这个猫既不是活的也不是死的。然而根据往常的宏观看法来看，猫要么是活的，要么是死的，只是人不知道而已。（注意这里的叠加态并不只是描述猫生的概率或者死的概率，而是一种切实的叠加状态，即猫的实体处于一种既生又死的状态，感觉常有人误解为只是一种事件发生的概率）。哥本哈根学派的观点和宏观的看法发生了冲突，并且由于量子学说一直未有实际完整的理论支持，薛猫也是迄今为止唯一幸存的神兽，还没有被解决的佯谬。简单地说，量子力学的内容，你知道他是什么，但你不知道是为什么。（参考资料《新概念物理•量子力学》）
总结的话：这个帖子更到这里大概也结束了，为了通俗易懂尽量避免了数学上的内容（实际上是懒得markdown并且自己也一知半解）。虽然我已经极力使这个帖子的门槛降到了大概高中（芝诺龟的时间速度概念、拉普拉斯的碰撞、麦克斯韦以及薛定谔的定性分析），看的人仍是寥寥无几，前两者留的思考题也没有人做过。可能这些内容还是不能激起大众的兴趣吧。如果前文有未能理解的部分可以直接在贴内提问，我尽我所能解答，另外有其他想了解的知识（我会的话）也可以在下面提出来，我看看以后有没有机会开贴科普。
最后，谢谢大家！

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挖到一个远古神奇宝可梦帖子

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