×

Мы используем cookie-файлы, чтобы сделать работу LingQ лучше. Находясь на нашем сайте, вы соглашаетесь на наши правила обработки файлов «cookie».

image

TED-Ed 中文 TED IN CHINESE, 薛定谔的猫:量子力学的思想实验 - Chad Orzel

薛定谔 的 猫 :量子力学 的 思想 实验 - Chad Orzel

奥地利 物理学家 埃尔 ·文 薛定谔 是 量子力学 的 奠基人 之一,

但是 他 最为 大众 所知 的 却是 他 从未 做过 的 一项 试验:

一个 关于 猫 的 思想 试验 (即 薛定谔 的 猫)

他 假想 将 一只 猫 置于 一个 密闭 盒子 内,

里面 安放 了 一个 一 小时 内有 50%几率 杀死 猫 的 装置。

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

常识 告诉 我们 猫 不是 活 的 就是 死 的

但是 ,薛定谔 指出 ,根据 量子 物理

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

同时

只有 打开 了 盒子 ,我们 才能 知道 猫 是 生 还是 死

除 此 之前 ,猫 一直 处于 一种 混沌 可能性 的 状态 ,既生 又 死。

薛定谔 的 观点 听 起来 很 荒谬

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

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

如果 量子 物体 不能 同时 处于 双重 状态,

我们 现在 用来 观看 此 视频 的 电脑 就 不会 存在

量子 的 叠加 现象 是 自然 物质 波粒二象性 作用 的 结果

一个 物体 要 想 有 波长 ,就 必须 扩展 空间 范围

这 就 意味着 它 必须 同时 占据 许多 位置

限制 在 很小 空间 的 不 可能 太 明晰 物体 的 波长

所以 它 同时 存在 于 波长 内 的 许多 不同 地点

我们 在 日常生活 的 物品 中 看不到 这些 波

因为 波长 在 变短 的 同时 却 有 增长 的 趋势

而 因为 猫 相对而言 比较 大和重

如果 我们 取 一个 原子 并 放大 到 太阳系 大小

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

它小到 很 难 去 探测 ,所以 我们 从未 看到 猫 的 波动

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

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

远处 的 电子 会 像 物质 一样 马上 被 探测 出 在 哪个 位置

我们 大量 重复 此 实验

持续 追踪 所有 电子 的 轨迹

你 会 发现 它们 的 轨迹 表现 出 了 波 的 特征

条纹 区间 内 集聚 了 大量 电子

夹杂 在 没有 电子 的 区间 之中

遮挡住 一个 细微 裂缝 ,条纹 区间 就 不复存在

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

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

这种 状态 叠加 也 可 由 现代科学 解释

饶 原子核 旋转 的 电子 的 轨道 是 分散 的 似波 轨道

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

这 就是 化学键 的 形式

分子 中 的 电子 不是 在 原子 A或 B中 ,是 在 A和 B中

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

电子 并 不是 牢固地 绕 某个 原子 旋转,

却 在 空间 内绕 着 分子 旋转

这种 庞大 的 状态 叠加

表明 了 电子 是 如何 在 导体 ,绝缘体 和 半导体 间 运动 的

了解 电子 被 原子 共享 的 方式

使 我们 有 可能 精确 地 控制 半导体 材料 的 性能

比如说 ,硅

将 不同 的 半导体 以 正确 的 方式 组合

令 我们 可以 将 晶体管 制造 成 很小 的 规模

集成 大规模 集成电路 放在 电脑芯片 里

这些 芯片 和 扩散 的 电子 掌控 你们 正在 看此 视频 的 电脑

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

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

Learn languages from TV shows, movies, news, articles and more! Try LingQ for FREE

薛定谔 的 猫 :量子力学 的 思想 实验 - Chad Orzel Schrödinger|||cơ học lượng tử||||Chad|Chad Orzel |||quantum mechanics||thought|experiment|| Schrödingers Katze: ein Gedankenexperiment zur Quantenmechanik - Chad Orzel Schrödinger's Cat: A Thought Experiment in Quantum Mechanics - Chad Orzel El gato de Schrödinger: un experimento mental de mecánica cuántica - Chad Orzel シュレーディンガーの猫:量子力学の思考実験 - チャド・オルゼル Кот Шредингера: мысленный эксперимент в квантовой механике - Чад Орзел Кіт Шредінгера: уявний експеримент з квантової механіки - Чед Орзел Con mèo của Schrödinger: Thí nghiệm tư tưởng của cơ học lượng tử - Chad Orzel

奥地利 物理学家 埃尔 ·文 薛定谔 是 量子力学 的 奠基人 之一, Áo||Er||||cơ học lượng tử||người sáng lập| Austrian physicist Erwin Schrödinger is one of the founders of quantum mechanics, Nhà vật lý học người Áo Erwin Schrödinger là một trong những người sáng lập cơ học lượng tử, 奥地利物理学家埃尔·文薛定谔是量子力学的奠基人之一,

但是 他 最为 大众 所知 的 却是 他 从未 做过 的 一项 试验: ||nhất|công chúng|biết||chỉ|||||một|thí nghiệm but he's most famous for something he never actually did: nhưng điều mà ông được công chúng biết đến nhiều nhất lại là một thí nghiệm mà ông chưa bao giờ thực hiện: 但是他最为大众所知的却是他从未做过的一项试验:

一个 关于 猫 的 思想 试验 (即 薛定谔 的 猫) |||||thí nghiệm||Schrödinger||mèo a thought experiment involving a cat. Một thí nghiệm tư tưởng về mèo (tức là mèo Schrödinger) 一个关于猫的思想试验(即薛定谔的猫)

他 假想 将 一只 猫 置于 一个 密闭 盒子 内, |giả định||||đặt vào||khóa kín|hộp| He imagined taking a cat and placing it in a sealed box Ông giả định đặt một con mèo vào một hộp kín, 他假想将一只猫置于一个密闭盒子内,

里面 安放 了 一个 一 小时 内有 50%几率 杀死 猫 的 装置。 |đặt|||||trong|khả năng|giết|||thiết bị with a device that had a 50% chance of killing the cat in the next hour. Bên trong có một thiết bị có 50% khả năng giết chết mèo trong vòng một giờ. 里面安放了一个一小时内有50%几率杀死猫的装置。

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 |||||cuối cùng||||vấn đề||||sống|sống||| At the end of that hour, he asked, "What is the state of the cat?" Vào phút cuối cùng của một giờ đó, anh ấy đã đặt ra một câu hỏi, bây giờ mèo là sống hay đã chết. 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

常识 告诉 我们 猫 不是 活 的 就是 死 的 lẽ thường||||||||| Common sense suggests that the cat is either alive or dead, Thường thức nói với chúng ta rằng mèo hoặc là còn sống hoặc là đã chết. 常识告诉我们猫不是活的就是死的

但是 ,薛定谔 指出 ,根据 量子 物理 ||||lượng tử|vật lý but Schrödinger pointed out that according to quantum physics, Nhưng, Schrödinger chỉ ra rằng, theo vật lý lượng tử. 但是,薛定谔指出,根据量子物理

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 ||hộp|||một khoảnh khắc||cả||||||||||处于|sinh và tử||hỗn hợp|trạng thái at the instant before the box is opened, the cat is equal parts alive and dead, Trong khoảnh khắc trước khi mở hộp, con mèo vừa sống vừa chết, tức là con mèo ở trong trạng thái hỗn hợp giữa sống và chết. 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

同时 at the same time. Trong khi đó, 同时

只有 打开 了 盒子 ,我们 才能 知道 猫 是 生 还是 死 |||hộp|||||||| It's only when the box is opened that we see a single definite state. Chỉ khi nào mở hộp, chúng ta mới biết con mèo sống hay chết. 只有打开了盒子,我们才能知道猫是生还是死

除 此 之前 ,猫 一直 处于 一种 混沌 可能性 的 状态 ,既生 又 死。 |||||ở|||||trạng thái|既生|| Until then, the cat is a blur of probability, half one thing and half the other. Trước đó, mèo luôn ở trong một trạng thái khả năng hỗn độn,既生又死. 除此之前,猫一直处于一种混沌可能性的状态,既生又死。

薛定谔 的 观点 听 起来 很 荒谬 This seems absurd, which was Schrödinger's point. Quan điểm của Schrödinger nghe có vẻ rất phi lý. 薛定谔的观点听起来很荒谬

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 ||lượng tử||như vậy|||đến nỗi||||放弃 (1)||||||| He found quantum physics so philosophically disturbing, that he abandoned the theory he had helped make and turned to writing about biology. Ông nhận ra vật lý lượng tử khó hiểu đến mức ông đã từ bỏ việc xác minh lý thuyết này và chuyển sang nghiên cứu sinh học. 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

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 |Schrödinger||||||||vẫn||||thực ra||||| As absurd as it may seem, though, Schrödinger's cat is very real. In fact, it's essential. 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

如果 量子 物体 不能 同时 处于 双重 状态, |lượng tử|vật thể||cùng lúc||hai trạng thái| If it weren't possible for quantum objects to be in two states at once, Nếu các vật thể lượng tử không thể ở trong trạng thái kép đồng thời, 如果量子物体不能同时处于双重状态,

我们 现在 用来 观看 此 视频 的 电脑 就 不会 存在 |||xem||video||máy tính||| the computer you're using to watch this couldn't exist. Máy tính mà chúng ta đang sử dụng để xem video này sẽ không tồn tại. 我们现在用来观看此视频的电脑就不会存在

量子 的 叠加 现象 是 自然 物质 波粒二象性 作用 的 结果 lượng tử|||hiện tượng|||vật chất|tính chất sóng||| The quantum phenomenon of superposition is a consequence of the dual particle and wave nature of everything. Hiện tượng chồng chất lượng tử là kết quả của sự tác động của tính lưỡng tính sóng-hạt của vật chất tự nhiên. 量子的叠加现象是自然物质波粒二象性作用的结果

一个 物体 要 想 有 波长 ,就 必须 扩展 空间 范围 |||||bước sóng|||mở rộng|| In order for an object to have a wavelength, it must extend over some region of space, Một vật thể muốn có bước sóng, thì phải mở rộng phạm vi không gian. 一个物体要想有波长,就必须扩展空间范围

这 就 意味着 它 必须 同时 占据 许多 位置 ||có nghĩa là||phải||chiếm giữ||vị trí which means it occupies many positions at the same time. Điều này có nghĩa là nó phải chiếm một lúc nhiều vị trí. 这就意味着它必须同时占据许多位置

限制 在 很小 空间 的 不 可能 太 明晰 物体 的 波长 giới hạn||||||||rõ ràng|||bước sóng The wavelength of an object limited to a small region of space can't be perfectly defined, though. Một vật thể bị hạn chế trong không gian rất nhỏ sẽ không thể có bước sóng rõ ràng. 限制在很小空间的不可能太明晰物体的波长

所以 它 同时 存在 于 波长 内 的 许多 不同 地点 ||||||||||địa điểm So it exists in many different wavelengths at the same time. 所以它同时存在于波长内的许多不同地点

我们 在 日常生活 的 物品 中 看不到 这些 波 ||||vật phẩm|||những cái này|sóng We don't see these wave properties for everyday objects Chúng ta không thấy những sóng này trong các vật dụng hàng ngày. 我们在日常生活的物品中看不到这些波

因为 波长 在 变短 的 同时 却 有 增长 的 趋势 |bước sóng||ngắn lại|||||tăng trưởng||xu hướng because the wavelength decreases as the momentum increases. Bởi vì khi bước sóng ngày càng ngắn lại thì xu hướng lại có sự tăng lên. 因为波长在变短的同时却有增长的趋势

而 因为 猫 相对而言 比较 大和重 |||so với||to lớn And a cat is relatively big and heavy. Còn vì mèo tương đối lớn và nặng. 而因为猫相对而言比较大和重

如果 我们 取 一个 原子 并 放大 到 太阳系 大小 ||lấy||nguyên tử||phóng to||hệ mặt trời|kích thước If we took a single atom and blew it up to the size of the Solar System, Nếu chúng ta lấy một nguyên tử và phóng to nó đến kích thước của hệ mặt trời. 如果我们取一个原子并放大到太阳系大小

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 ||chạy||nhà vật lý|产生|||||||||| the wavelength of a cat running from a physicist would be as small as an atom within that Solar System. Vậy nên, con mèo chạy về phía nhà vật lý tạo ra bước sóng tương đương với một nguyên tử nhỏ trong hệ mặt trời. 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

它小到 很 难 去 探测 ,所以 我们 从未 看到 猫 的 波动 nó nhỏ đến||||phát hiện||||thấy|||sự dao động That's far too small to detect, so we'll never see wave behavior from a cat. Nó nhỏ đến mức rất khó để phát hiện, vì vậy chúng ta chưa bao giờ thấy sự dao động của con mèo. 它小到很难去探测,所以我们从未看到猫的波动

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 |||vật chất|||electron|||chỉ ra|bản chất sóng-hạt|||bằng chứng A tiny particle, like an electron, though, can show dramatic evidence of its dual nature. Nhưng, những vật chất rất nhỏ, chẳng hạn như một electron, lại có thể là bằng chứng cho sự tồn tại của tính hai mặt sóng - hạt. 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

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 |||||||về phía||||hẹp||| If we shoot electrons one at a time at a set of two narrow slits cut in a barrier, Nếu chúng ta cùng lúc bắn một điện tử vào một thiết bị có hai khe hẹp 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

远处 的 电子 会 像 物质 一样 马上 被 探测 出 在 哪个 位置 xa xa|||||vật chất||||||||vị trí each electron on the far side is detected at a single place at a specific instant, like a particle. Các điện tử ở xa sẽ nhanh chóng được phát hiện ở vị trí nào giống như vật chất 远处的电子会像物质一样马上被探测出在哪个位置

我们 大量 重复 此 实验 |lượng lớn|lặp lại||thí nghiệm But if you repeat this experiment many times, Chúng ta lặp lại thí nghiệm này rất nhiều lần 我们大量重复此实验

持续 追踪 所有 电子 的 轨迹 tiếp tục|||||đường đi keeping track of all the individual detections, Liên tục theo dõi tất cả đường đi của điện tử 持续追踪所有电子的轨迹

你 会 发现 它们 的 轨迹 表现 出 了 波 的 特征 |||||||||||đặc trưng you'll see them trace out a pattern that's characteristic of wave behavior: Bạn sẽ thấy đường đi của chúng biểu hiện đặc trưng của sóng 你会发现它们的轨迹表现出了波的特征

条纹 区间 内 集聚 了 大量 电子 dải vân|khoảng||tập trung||| a set of stripes - regions with many electrons Trong khoảng vạch kẻ, tập trung một lượng lớn điện tử 条纹区间内集聚了大量电子

夹杂 在 没有 电子 的 区间 之中 lẫn vào|||||| separated by regions where there are none at all. Lẫn vào giữa khu vực không có điện tử 夹杂在没有电子的区间之中

遮挡住 一个 细微 裂缝 ,条纹 区间 就 不复存在 che chắn|||||||không còn tồn tại Block one of the slits and the stripes go away. Che khuất một khe hở nhỏ, khu vực hai màu sẽ không còn tồn tại 遮挡住一个细微裂缝,条纹区间就不复存在

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 This shows that the pattern is a result of each electron going through both slits at the same time. Điều này cho thấy hình thức tập trung của điện tử là kết quả của việc điện tử có thể cùng lúc đi qua hai khe hở 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

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 |||选择|||||||||||| A single electron isn't choosing to go left or right but left and right simultaneously. Một electron không thể chọn qua khe nào, nhưng electron qua khe lại xảy ra đồng thời. 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

这种 状态 叠加 也 可 由 现代科学 解释 |trạng thái|||||khoa học hiện đại|giải thích This superposition of states also leads to modern technology. Trạng thái chồng chéo này cũng có thể được giải thích bởi khoa học hiện đại. 这种状态叠加也可由现代科学解释

饶 原子核 旋转 的 电子 的 轨道 是 分散 的 似波 轨道 |hạt nhân|||||||||sóng| An electron near the nucleus of an atom exists in a spread out, wave-like orbit. Quỹ đạo của electron xoay quanh hạt nhân là quỹ đạo phân tán giống như sóng. 饶原子核旋转的电子的轨道是分散的似波轨道

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 ||||||||orbital nguyên tử|||chia sẻ| Bring two atoms close together, and the electrons don't need to choose just one atom but are shared between them. Khi hai nguyên tử lại gần nhau, electron không cần phải chọn quỹ đạo nguyên tử, chỉ cần chia sẻ quỹ đạo. 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

这 就是 化学键 的 形式 ||liên kết hóa học||hình thức This is how some chemical bonds form. Đây chính là hình thức của liên kết hóa học. 这就是化学键的形式

分子 中 的 电子 不是 在 原子 A或 B中 ,是 在 A和 B中 phân tử|||||||A|B|||A và| An electron in a molecule isn't on just atom A or atom B, but A+ B. Electron trong phân tử không nằm trong nguyên tử A hoặc B, mà nằm trong cả A và B. 分子中的电子不是在原子A或B中,是在A和B中

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 ||thêm||||||||lan tỏa|đồng thời||||chia sẻ As you add more atoms, the electrons spread out more, shared between vast numbers of atoms at the same time. Nếu bạn thêm nhiều nguyên tử hơn, electron sẽ lan tỏa hơn và đồng thời được chia sẻ bởi nhiều nguyên tử. 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

电子 并 不是 牢固地 绕 某个 原子 旋转, |||vững chắc|||| The electrons in a solid aren't bound to a particular atom Electron không quay quanh một nguyên tử một cách chặt chẽ, 电子并不是牢固地绕某个原子旋转,

却 在 空间 内绕 着 分子 旋转 ||không gian|trong||| but shared among all of them, extending over a large range of space. nhưng quay xung quanh phân tử trong không gian. 却在空间内绕着分子旋转

这种 庞大 的 状态 叠加 This gigantic superposition of states Tình trạng khổng lồ này được chồng chất 这种庞大的状态叠加

表明 了 电子 是 如何 在 导体 ,绝缘体 和 半导体 间 运动 的 ||||||dẫn điện|vật liệu cách điện||bán dẫn||| determines the ways electrons move through the material, whether it's a conductor or an insulator or a semiconductor. Chỉ ra cách mà electron di chuyển giữa dẫn điện, cách điện và bán dẫn 表明了电子是如何在导体,绝缘体和半导体间运动的

了解 电子 被 原子 共享 的 方式 Understanding how electrons are shared among atoms Hiểu cách mà electron được chia sẻ bởi các nguyên tử 了解电子被原子共享的方式

使 我们 有 可能 精确 地 控制 半导体 材料 的 性能 |||||||bán dẫn|vật liệu||tính năng allows us to precisely control the properties of semiconductor materials, Giúp chúng tôi có khả năng kiểm soát chính xác hiệu suất của vật liệu bán dẫn 使我们有可能精确地控制半导体材料的性能

比如说 ,硅 |silic like silicon. Chẳng hạn như, silicon 比如说,硅

将 不同 的 半导体 以 正确 的 方式 组合 sẽ|||||||cách|kết hợp Combining different semiconductors in the right way Kết hợp các loại bán dẫn khác nhau theo cách chính xác 将不同的半导体以正确的方式组合

令 我们 可以 将 晶体管 制造 成 很小 的 规模 ||||transistor||||| allows us to make transistors on a tiny scale, Cho phép chúng ta sản xuất transistor ở quy mô rất nhỏ 令我们可以将晶体管制造成很小的规模

集成 大规模 集成电路 放在 电脑芯片 里 tích hợp||mạch tích hợp||chip máy tính| millions on a single computer chip. Tích hợp mạch tích hợp quy mô lớn vào chip máy tính 集成大规模集成电路放在电脑芯片里

这些 芯片 和 扩散 的 电子 掌控 你们 正在 看此 视频 的 电脑 |||||||||xem video này|video|| Those chips and their spread out electrons power the computer you're using to watch this video. Những con chip này cùng với điện tử phát tán kiểm soát máy tính mà các bạn đang xem video này 这些芯片和扩散的电子掌控你们正在看此视频的电脑

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 ||||||||||||về|Schrödinger||||video An old joke says that the Internet exists to allow the sharing of cat videos. Có một câu chuyện cười như thế, sự tồn tại của internet cho phép chúng ta chia sẻ các video về con mèo của Schrödinger. 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

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 |truy nguyên tìm nguồn||||||||Áo|||||hư cấu|| At a very deep level, though, the Internet owes its existance to an Austrian physicist and his imaginary cat. Tuy nhiên, nếu xem xét nguồn gốc, sự xuất hiện của internet thực sự phải được ghi nhận cho một nhà vật lý học người Áo và con mèo tưởng tượng đó. 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