关于量子叠加态的不解

Question

我是菜鸟级,有疑惑请高手释疑.本人一直不解量子里的叠加态,怎么可能一个粒子既在这里又在那里呢无法想象,并且由此产生的薛定谔猫更是感奇怪.我一直认为在精确的时刻t,一个粒子虽然不知道会在哪里,出现在哪里完全是概率的,也不管去不去测量它更不管去测量它会不会影响它,但是它就一定存在在这个宇宙空间上,也就是说该粒子的粒子性表现出的粒子中心必定在空间里具有一个精确的位置.于是我的意思就是,在连续的时间里,该粒子中心的变化连线应该是连续的确定的,虽然我们不知道该连线的具体特征甚至说该连线在数学上表现出的函数是完全不确定的即使甚至是每一任何周期的时间内是不一样的唯一的,但是只要时间的走向是单一的又何来叠加呢?除非时间是不是单一走向的或者不连续又或者空间是不连续的,但是至今没有这些说法啊.我想我的这一想法应该是错的,请高手指教.
我还模糊觉得粒子的概率性已经包括了粒子的叠加性,只是强调叠加态似乎是在给粒子的无律性规律化点,但是明显让人感觉糊涂无法想象.到底是哪个具体实验直接要求粒子具有叠加态的,想了解多点也想矫正自己的理解,希望高手指教!

Answer 1

量子包括微观粒子都有波粒二象性，这是量子力学的基本假定，不然量子力学也就不成立了。

你把电子想象成一个波，就容易理解叠加态了。薛定谔猫处于2个概率波的叠加态。薛定谔把猫的死和活2个不确定的状态量子化来考虑，抽象成了概率量子，也就是概率波。波的叠加更容易理解吧。

你是对量子的波粒二象性感到无法理解。严格来说，是无法理解粒子为什么会有波的性质。如果你理解了这个，那么叠加态也就容易理解了。

有很多实验是不能用电子的粒子性来说明的。例如杨氏双缝干涉试验中，把光源换成电子束，仍然会出现干涉条纹。又比如电子的隧穿现象，是电子在遇到一个势垒高度高于电子能量的势垒时，仍然有几率越过势垒的现象。这个实验是无法用电子的粒子性来解释的，只能用波动性来解释。这就说明电子是有波动性的。

Answer 2

第一，不用管薛定谔的那只小猫，那个对你学或理解量子力学没有帮助。
第二，你的意思我勉强懂了。你是说粒子总该在某时刻存在于某位置，只是我们不知道而已。但问题就出来了，你说粒子存在与于某位置，但我们无论什么方法也不可能知道这个位置，那么这个位置还存在么？
或者说我们还要认为这个位置存在么？我们认为这个位置存在对解释这个世界有什么帮助？
比如，我说上帝存在，只是无法证明而已。但物理上，我们不考虑上帝是否存在这个问题，因为它没有意义。（这里面包含了一条很重要的物理思想，你自己体会体会）

第三，任何一种好的理论（注意，我没说正确的理论），都必须1.解释一部分的已知现象2.正确预言部分未知试验。当然，这里“部分”越大，该理论适用范围也越广。只看你的理解，是没什么错的，但用你的理解无法解释其它问题（杨氏双缝干涉试验，电子的隧穿现象）。

第四，如果你还是无法理解，可以看看这两个实验或现象（杨氏双缝干涉试验，电子的隧穿现象），你就会发现，你的理解根本无法解释这些现象。至于如何正确理解，你得自己悟，物理，就是要悟的。
最后，不用管薛定谔的那只小猫。

Answer 3

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Answer 4

就像楼上说的，你首先要理解粒子具有波动性。
在微观领域的粒子只能用概率来描述，而实验证实（比如干涉实验），这种概率性可以用波的规律来描述，也就是概率波。你学过高中有关波的知识就会知道，多列波是可以叠加的。所以概率波也满足波的规律的话，它就也可以叠加了。更关键的是，这种叠加效果是完全可以被实验证实的。
所以你不必要死劲去想叠加态或者波动性的图像，实际上概率波本身就是不可想象的，应为它不像机械波或者电磁波一样，要么是一种运动形式要么是一种能量物质。概率波是粒子概率性的一种描述方法，与其说它是一种物理图像，还不如说它是一种数学工具。

Answer 5

楼上都成哲学啦，不过物理思想就是如此。