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叠加态,或称叠加状态(superposition state),是指一个量子系统的几个量子态归一化线性组合后得到的状态。

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简单理解编辑

如果我们把一只猫关进一个密闭的盒子,用枪对盒子射击,这支枪的扳机是由原子衰变扣动的,那么我们便无法知道这只猫究竟是死还是活,因为原子的是否衰变是一个随机事件。在量子力学中,我们便把这只猫所处的状态称为死与活的叠加状态[1]

物理意义编辑

当我们进行单个电子双缝干涉实验时,两条狭缝上都留下了这个电子干涉过的条纹。一旦我们用专门的仪器观察电子进行,干涉条纹便消失了。对此的解释是这样的:当我们不进行观察时,电子具有波动性,因此能弥散开来,留下条纹;一旦我们展开观察,就有一个光子撞击了这个电子,这个电子便具有了确定的位置,呈现出粒子性,直线传播而无法干涉这两条狭缝。在不观察时,由于电子没有确定的位置,电子便是在各种位置的叠加状态,而人的观察使得这个电子退出了叠加状态[2]

量子力学认为微观事物的运动和状态均是不确定的,如果将其推广到宏观世界上来,那么,即将掷出的骰子、犹豫不决的人、风暴的移动方向等各种不确定的事物均可以被认为是处在多种状态的叠加状态。在平行宇宙理论中,一个处在叠加状态的物质可以分裂,不同的状态发生在不同的宇宙之中。

参见编辑

参考资料编辑

  1. ^ 《薛定谔的猫——神奇的量子世界》
  2. ^ 《上帝掷骰子吗——量子物理史话》