向日葵154191771

薛定諤的貓是科學史上最著名的思想實驗，圍繞它的爭論直到現在也沒有結束。這是一個把量子力學應用到宏觀世界時出現的神奇悖論。

疊加態

我們知道：量子的世界非常神奇，在量子的世界裡，確定性被概率取代了，無論是粒子的位置、能量還是速度，都處於一種不確定的狀態之中。

例如：氫原子是由原子核和核外的一個電子組成的，電子會圍繞原子核高速運動。最初波爾在解釋氫原子時，認為氫原子的電子存在不同的軌道。但是他發現這種理論只對氫原子有效，稍微複雜一點的原子都無法解釋。後來人們終於發現：電子並不存在確定的軌道，他的空間位置是隨機的，於是人們畫出了電子雲，表示氫原子中的電子出現在各個不同位置的概率。

在德布羅意提出物質波的概念之後，波恩通過概率說解釋了物質波和波函數的含義：波函數表示量子系統中某個事件的概率。

比如波函數ψ(r,t)表示一個隨著位置r和時間t演化的波函數，那麼|ψ(r,t)|的平方就表示在位置r和時刻t找到粒子的概率。波爾等人認為這種觀點是正確的，人們把這種對於波函數和量子力學基本問題的解釋稱為哥本哈根詮釋。

更為神奇的是：因為量子系統的概率詮釋，我們在沒有進行觀測時，不能確定一個例子的位置和速度等信息，因此量子系統就處於一種疊加態。例如粒子既可能在A處，也可能在B處，它就處於A和B兩處的疊加態；一個原子核可能衰變也可能沒有衰變，它就出於衰變和未衰變的疊加態。

我們要知道這個粒子到底處於A還是處於B，或者要知道一個原子核到底衰變了沒有，就需要進行觀測。我們可能發現粒子在A處，也可能發現粒子在B處，我們稱為疊加態坍塌成了本徵態。似乎，我們的觀測是會影響結果的，因為在觀測之前， 粒子究竟在哪裡是不確定的，而觀測之後，粒子立刻選擇了A位置或B位置，這個過程就是在我們觀測的一瞬間發生的。而且從此之後，粒子的狀態就確定了。

這種觀點與宏觀世界是相違背的。比如我們到酒吧裡去喝酒，服務員為我們倒了一杯酒，可能是啤酒，也可能是葡萄酒，我們可以通過品嚐知道這杯酒是什麼，然而，就算我們不去品嚐，我們也知道這杯酒一定要麼是啤酒要麼是葡萄酒，雖然我們不知道這杯酒是什麼，但是服務員知道。就算服務員也不知道，我們何時品嚐，或者誰來品嚐，這杯酒的測量結果都不會有不同。因此宏觀世界不是處於疊加態，而是處於一個個本徵態的。

但是量子世界裡的酒卻不是這樣。這杯酒處於啤酒和葡萄酒的疊加態，既有可能是啤酒，也有可能是葡萄酒。現在不光世界上任何一個人都不知道這杯酒是什麼，而且在不同的時刻，不同的人來品嚐這杯酒，結果都可能不同。

薛定諤的貓

由於量子力學中有太多與常識相違背的結論，所以許多人對量子力學產生了懷疑。許多人認為量子力學是一個不完備的理論，它只是一個更深刻的物理結論的某一個側面。這其中就包含著量子力學的許多創立者，如愛因斯坦說“上帝不擲骰子”，薛定諤也提出了薛定諤的貓。

奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤是量子力學的奠基人之一。他在1926年提出了薛定諤方程，用以描述量子態的波函數隨著時間的演化，並獲得諾貝爾獎。

但是，他卻認為量子力學並不是一個完備的理論。尤其是：在宏觀世界中會有許多與量子力學相違背的事實。他為了把這個事實描述的更加清晰，就提出了薛定諤的貓這個最讓物理學家們頭疼的思想實驗。

把一隻貓關在一個封閉的鐵容器裡面，並放入少量的放射性物質。這些物質在一小時內有50%的概率發生衰變，還有50%的概率不發生衰變。如果物質發生了衰變，旁邊的探測器會探測到，這樣會通過一個裝置啟動一個榔頭。榔頭會打碎一個裝有有毒物質的瓶子。瓶子裡的有毒物質擴散到容器裡，就會把貓毒死。如果物質沒有衰變，那麼有毒物質不會擴散，貓就活得好好的。

由於量子系統處於疊加態，因此在人們沒有打開盒子看的時候，這些放射性物質處於衰變和沒有衰變的疊加態之中，這就使得這隻貓處於一種既活又死的疊加態之中。只有打開盒子進行觀測，在這一瞬間疊加態會瞬間坍塌成本徵態，這隻貓就從一個既死又活的狀態立刻變為活的或者死的貓。

有人可能會認為：不打開盒子也沒關係，我們可以在盒子上安裝一個玻璃看著這隻貓啊。要知道：任何的觀測行為都會影響實驗。比如安裝玻璃我們能夠看到內部，這是因為有光射入了盒子再反射出來，這些光子就會影響量子系統，所以不能完成實驗。貓要處於真正的疊加態之中，必須排除任何外界的干擾，因此人們也無法觀測。

這隻貓的出現讓物理學家們抓狂了。人們差一點就相信了量子力學和哥本哈根詮釋，但這個美好的願望被一隻貓打擊的粉碎。

薛定諤通過這個實驗向世界闡述：量子力學只是某個更深刻物理原理的側面。

“有人認為量子力學是一幅雲霧的照片，但它其實可能是一張搖晃或失焦的圖片。”

平行世界

那麼，薛定諤的貓究竟該如何解釋呢？現在的科學界對此還沒有統一的觀點。有些科學家甚至提出了許多神奇的理論來解釋它。

1957年，科學家休·艾弗雷特提出了著名的“多世界詮釋”。他認為：在進行薛定諤的貓的實驗時，箱子裡原本就有兩個世界。這兩個世界在箱子外的情況完全相同，只是一個世界裡箱子裡有個死貓，而另一個世界裡箱子裡有一隻活貓，只不過這兩個世界是糾纏在一起的。當我們打開箱子進行觀測時，這兩個世界就會發生分離，從此之後各自變為一個新的世界，而且彼此毫無影響。

這種想法多麼的神奇！科幻作者們為此欣喜若狂，一大批科幻小說和電影都通過這個理論演繹平行世界的精彩故事，比如《彗星來的那一夜》就是部不錯的電影。

可是這種想法又如此不可思議，讓大部分科學家不願承認它。薛定諤的貓至今仍是一個無法完全理解的怪物。

量子力學究竟是不是完備理論？人們對它還存在很多爭論。著名的物理學家、諾貝爾獎獲得者、最幽默的物理學家費曼曾經說過：“我想我可以有把握地講，沒有人懂量子力學！”

李永樂老師

就在1925年底到1926年初，薛定諤在愛因斯坦關於單原子理想氣體的量子理論和德布羅意的物質波假說的啟發下，從經典力學和幾何光學間的類比，提出了對應於波動光學的波動力學方程（薛定諤方程），奠定了波動力學的基礎。

薛定諤不僅建立起波動力學的完整框架，系統地回答了當時已知的實驗現象，而且證明了波動力學與海森伯矩陣力學在數學上是等價的，震驚了整個物理學界。並由此與狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac,1902-1984)同獲1933年諾貝爾物理學獎。

薛定諤方程

1927年，薛定諤接替馬克斯·普朗克(Max Planck，德國著名的物理學家和量子力學的重要創始人)，擔任柏林大學物理系主任，併成為普魯士科學院院士。

薛定諤不認同當時以波爾為首的哥本哈根學派對量子理論中的二元解釋以及統計解釋，1935年，他提出了一個實驗——薛定諤的貓，試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性。

薛定諤的貓

"薛定諤的貓"是被作為質疑量子力學的極端例子提出來的，但圍繞著它的一系列量子力學基本問題的研究，都具有深刻意義。

一方面，它為我們提供了從量子力學過渡到經典力學的範例，使人們充分領略到退相干過程的基本物理含義，並尋求比量子力學更基本的底層理論;

另一方面，由於人們能夠在特殊的條件下，製備出各種各樣薛定諤貓態，使得量子力學適用的領域，從微觀直接延伸到宏觀，其進一步應用有可能發現新的、更宜於實際實現的量子信息載體。

薛定諤的貓衍生出更深刻的問題——關於原子、分子所構成的生物與微觀粒子遵從的量子力學規律之間的關係，於是的作為物理學家的薛定諤“不安分”地從物理學闖入生物學。

1944年 ，薛定諤寫了《生命是什麼》一書，試圖用熱力學、量子力學和化學理論來

這本書使許多青年物理學家開始注意生命科學中提出的問題，引導人們用物理學、化學方法去研究生命的本性，使薛定諤成為蓬勃發展的分子生物學的先驅。

此外，薛定諤對哲學有濃厚的興趣，也寫過不少書，被當代著名物理學家西蒙尼認為

曾先後寫作了《科學與人文主義》、《大自然與希臘人》、《科學理論與人》、《心與物》、《我的世界觀》和死後出版的《自然規律是什麼》等哲學論著和文集。

薛定諤的研究初衷其實是恢復微觀現象的經典解釋，結果不小心為革命性的量子力學作出了基礎性的貢獻。

而薛定諤本人也坦承他的科學工作，很多都不是他個人獨創的。但他總能敏銳地從前人的理論中發現創新的觀點，經過自己的思考和突破，從而構成第一流的理論：

波動力學來自德布洛意

《生命是什麼》來自玻爾和德爾布呂克

“薛定諤的貓”來自愛因斯坦

受當時政局動盪和納粹迫害的影響，薛定諤一生輾轉過多個地方。最終於1956年，薛定諤返回維也納大學物理研究所。

1961年1月4日，薛定諤在奧地利的阿爾卑巴赫山村病逝，他的墓碑上刻著薛定諤方程。

如今，量子力學成為理論物理學和高科技的基礎，但如何解釋和理解量子力學的成果，至今依然是學術界的熱門話題。

愛因斯坦認為“薛定諤的貓”最好地揭示了量子力學的通用解釋的悖謬性

“薛定諤的貓”是個有關貓既是死的又是活的著名思想實驗，它描述了量子力學的真相：在量子系統中，一個原子或者光子可以同時以多種狀態的組合形式存在，而這些不同的狀態可能對應不同的甚至是矛盾的結果。

實驗是這樣的：在一個封閉的盒子裡裝有一隻貓和一個與放射性物質相連的釋放裝置。在一段時間之後，放射性物質有可能發生原子衰變，通過繼電器觸發釋放裝置，放出毒氣，也有可能不發生衰變。因此依據常識，這隻貓可能是死的，也可能是活的。你要打開盒子才知道。

而依據量子力學中通用的解釋，波包塌縮依賴於觀察，在觀察之前，這隻貓應處於不死不活的迭加態，這顯然有悖於人們的常識，從而凸顯出這種解釋的困境。

如果覺得有點懵，超模君給大家找到一個通俗的比喻：

在《生活大爆炸》中，謝耳朵也用薛定諤貓的原理向Penny解釋了她和Leonard擦出火花的結果。

超級數學建模

我一直覺得，在不涉及數學的情況下解釋清楚前沿物理學中的問題是不可能的。經典物理學有可能做得到，因為經典物理學設計的時間和空間尺度與我們的生活經驗相符，因此可以通過類比與想象去理解經典物理學中的一些結論，例如牛頓三定律。但是當觀察的空間和時間尺度發生巨大的變化，如相對論考慮的尺度很大，量子力學考慮的尺度很小時，很多物理學的結論發生了變化，與日常經驗不再相符，因此無法用傳統的類比的方法讓人來理解這些結論，只會讓人覺得匪夷所思。

這就造成了一個尷尬的處境，那就是傳統的方法在前沿物理學的科普中很容易走偏，因為結論實在太過離奇，以至於催生了無數的打著科學旗號的偽科學。但這些結論通過數學則是可以得到解釋的，但絕大多數讀者卻沒有足夠的數學背景來理解。

對“薛定諤的貓”的科普就是一個典型的例子。薛定諤是一位著名的科學家，他提出“薛定諤的貓”這一概念，不是為了闡釋量子力學中的疊加態，反而是為了嘲諷量子力學的這種結論。量子力學認為，微觀粒子的性質在不觀察的情況下是不確定的，觀察行為會引起其狀態的變化。於是薛定諤提出，假如將一隻貓放在盒子中，盒子裡有放射性元素，有50%的概率衰變，放射出射線殺死貓；也有50%的概率不衰變，那麼貓就是活著的。按照量子力學對微觀粒子疊加態的解釋，那麼貓豈不是會處於既死又活的狀態？實際上，貓作為宏觀物體，會有其他足夠多的信息讓其狀態坍縮，不可能只受控於微觀粒子的衰變，因此這只是個思想實驗，現實中無法實現。但這個實驗太過形象，以至於大家開始用“薛定諤的貓”來形容量子力學中的“疊加態”的概念。

微觀粒子的疊加態已經可以通過實驗證實，但是宏觀物體卻不可能像微觀粒子那樣出現“薛定諤的貓”狀態，有些人設想的“這個世界閉上眼就不存在，睜開眼才存在”更是無稽之談。

我的意見就是，若是真的對這些東西感興趣，就認真的去學好數學，研究正式教材。僅為談資無視限制條件地推廣微觀世界的結論，會淪為“偽科學”之列。

看風景的蝸牛君

薛定諤的貓誕生於1935年，這是薛定諤提出的荒謬的思想實驗。

薛定諤為了反對玻爾等提出的量子力學哥本哈根詮釋，設計出了這個半死不活的貓來嘲諷，這個無法完成的思想實驗，把微觀的不確定擴展到宏觀的不確定，給玻爾等人帶來極大的困擾。

當時以玻爾為首的哥本哈根學派提出觀測對微觀粒子的影響，例如著名的電子雙縫實驗，當施加觀測時，波函數的疊加態會突然坍縮成一個結果，電子的波動性消失，只會顯示出粒子性。

這種波函數坍縮解釋，是薛定諤無法接受的

薛定諤是這樣構思這個思想實驗的：

假想把一隻貓關在一個密閉的盒子裡，裡面同時放上毒氣瓶和放射性元素，放射性元素如果衰變，就可以觸發毒氣瓶的電子開關，毒死小貓。由於反射性元素的衰變是不確定的，導致我們在實驗期間，不確定裡面元素是否衰變，這樣放射性元素處在衰變和非衰變的疊加態，導致裡面假想的小貓也處在生死的疊加態，從元素衰變的微觀不確定轉移到荒謬的宏觀不確定。直到打開盒子的一瞬間，疊加態才會消失，確定貓的生死。

當然這個實驗是假想和荒謬的，用意是對玻爾哥本哈根詮釋的諷刺

玻爾等認為討論宏觀物體是沒有意義的，根據他們的理論，如果不進行觀察，確實無法知道貓的生死，這個貓在觀察前只能是半死不活的疊加態。

莫名走紅的薛定諤的貓

當然薛定諤的貓這個思想實驗，無法實際進行，也無法實驗驗證。有意思的是，這個荒謬的想法，卻莫名的走紅了，引起了量子物理之外很多人的討論。面對這個薛定諤近似無賴的碰瓷，把微觀粒子推廣到宏觀物體的偷換概念，玻爾等只能無奈的解釋：按我們的理論，那個貓在未打開盒子時，只能是有死有活，在觀測的一瞬間，小貓的生死狀態才會坍縮成一個具體的生或死。

薛定諤的貓引發的平行宇宙相關解釋，

貓在盒子裡有生死各一半的概率，當打開盒子的瞬間，貓隨著微觀粒子的概率分佈，進入到兩個平行世界，在一個世界裡，小貓悲慘的死去，在另一個世界小貓依然健康的活著。但是，這兩個世界是完全獨立的，一個世界無法感知另一個世界所發生的。

這種平行宇宙理論，當然也只是理論上的假想，無法通過實驗驗證真偽。

量子實驗室，專注科學問題，歡迎評論和關注。

量子實驗室

科學界一直流傳著兩大神獸：薛定諤的貓和巴甫洛夫的狗。作為最知名的喵星人，今天包大人就來科普一下什麼是薛定諤的貓。

薛定諤的貓最開始被提出來，並不是用來解釋量子力學的，而是用來質疑量子力學的可笑的。最原始的版本是薛大帥哥不接受波爾，海森堡等人提出來的關於量子力學的哥本哈根解釋（即量子力學本質上是不確定的，是一種概率論），所以他提出了一個這樣的思想實驗：一隻貓被封在一個毒氣室裡，毒氣室裡的毒氣瓶上有一個錘子，錘子由一個電子開關控制，而電子開關由放射性原子控制，這個原子的半衰期是一個小時。如果原子核衰變，則放出阿爾法粒子，觸動電子開關，錘子落下，砸碎毒氣瓶，毒氣瓶釋放毒氣，貓就被毒死了。問題來了，在一個小時之內，這個貓到底是活的呢還是死的呢？

薛定諤的貓的關鍵之處在於原子的衰變是隨機事件，我們能知道的只是半衰期——衰變總數一半原子所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一個小時，那麼一個小時之後，該元素就少了一半，再隔一小時，就少了剩下的一半。我們卻無法知道，原子在什麼時候衰變，是十分鐘的時候，還是半個小時的時候，這個是完全的隨機事件。

可是根據我們在日常生活中的經驗，一隻貓生或者死，這是它確定的兩種狀態。可是在薛定諤構造的這個思想實驗裡，薛定諤之貓是處於一種既生又死的不確定狀態—因為只有我們打開毒氣室的大門才知道這隻貓確定的生死。

這個思想實驗聽上去其實還是有點不夠直接，其實我更喜歡我自己構造的薛定諤的貓2.0版本：包大人的貓。這個場景跟薛定諤的貓是一致的，唯一的差別在於我們把開門的把手和毒氣瓶上的錘子也連接起來--一旦轉動把手開門，錘子就會錘碎毒氣瓶，貓就會被毒死了。引入這個設定讓我們更清楚的瞭解一件事情：觀察不僅僅是得出貓是生是死的結論，觀察直接決定了貓的生死。

以上。

包大人玩科學

看我名字就知道了，這個問題我不回答就說不過去了。薛定諤的貓是量子力學領域中薛定諤所提出的一個思想實驗。實驗是這樣的：在一個密閉的空間中有一隻貓和一盒放射性物質，放射性物質連接著電錘，錘子底下放的是有毒的藥瓶。這個時候有50%的概率放射性物質會衰變釋放α粒子，然後激活電錘使得電錘砸中有毒的瓶子，瓶子裡釋放的有毒氣體就會將這隻貓毒死，有50%的概率放射性物質不會衰敗，貓不會被毒死。也就是說這隻貓有50%的概率生，有50%的概率是死，在經典力學中這隻貓的生死狀況是已經確定的，只是我們不知道而已。而在量子力學領域中，這隻貓的生死的客觀事實是不確定的，是處於一種生死的疊加狀態，除非進行觀測，要不然貓的生死的客觀事實都是不確定的，這就是薛定諤的貓的主要意思。但是很多人往往

第一：薛定諤的貓是宏觀世界的，而量子力學所描述的領域是微觀世界，這種量子態疊加態的現象只存在於微觀世界中，宏觀世界並不存在，用宏觀世界中的貓來做比喻只是為了讓人更好的理解，並且量子力學也沒有支持唯心主義，就算是在微觀世界中也遵循客觀的科學規律。

第二：薛定諤的貓剛開始被提出來其實並不是為了解釋量子力學，而是薛定諤用來諷刺量子力學的，臆想挫敗量子力學的一個思想實驗，但最後卻發展成了量子力學的一個經典實驗，這隻黑色的貓不僅是一種嘲諷，更是對當時社會環境的一種影射。

科學薛定諤的貓

關於薛定諤的貓是怎麼回事，可以參考下其它的回答，我要講的是怎麼真正去理解薛定諤的貓這一非常深刻的“臆想實驗”，之所以稱臆想，是因為它在歷史上從未執行過，但卻不妨礙它豐厚的內涵和人們對它的不斷闡釋。

早期簡單有趣的三個實驗

要理解這個實驗，我們先來看三個早期的量子力學實驗，簡單而有趣。

1、子彈實驗

一把機關槍四處均勻掃射。只開1門時在後障上接收的子彈分佈如P1，只開2門時在後障接收的子彈分佈如P2，1、2門同時打開時，可以想見，二者互不干擾，分佈應該是P1+P2。這樣一個經典力學的實驗無需贅言。

2、水波實驗

換成水波，情況就不同了。1、2門同時打開時，從兩個門出來的波會互相干擾，在吸收避上形成極大極小相間的干涉條紋。描述它的數學語言略去不講，波的本質就是相干疊加。

3、電子實驗

終於，我們製造了一把電子槍（其實就是一根用電流加熱的鎢絲），可以向外發射能量相同的電子。重複前面兩個實驗，會得到什麼結果呢？

結論是和水波完全一樣！

我們可以減慢電子槍的速度，讓它一次只發射一個電子，在檢測器可以一個一個檢測到，但最終仍會出現上述圖案。

電子以顆粒的形式到達，像粒子一樣，這些顆粒到達的概率分佈則像波的強度分佈。我們當然不禁好奇電子究竟是如何運動的，為什麼有時像子彈，有時又像波。於是科學家又在小孔的附近加上了照明的探測器以觀測電子的運動行為。可怕的事情發生了！後障上出現了跟子彈一樣的圖案！當我們不看電子時，又變成了水波干涉圖案！

事實上光子會影響電子的運動方式，而我們永遠不知道，我們不看電子時，它們究竟做了哪些神奇的事情。

科學家發現我們不可能既觀察電子如何通過兩個孔，同時不擾動分佈圖案。於是海森堡提出了著名的不確定性原理，量子力學的全部理論都取決於不確定性原理的正確性。

量子態疊加

由於電子錶現出了水波的性質，物理學家們提出了量子態疊加原理。任何一個粒子都出於許多種量子態的複合狀態，一旦你去測量它，你會以確定的概率得到其中一種狀態。正是由於量子態具有疊加性，電子才會表現出水波那樣相互干涉的性質。

態疊加的本質是說明，量子力學中物理量是處於混沌狀態的，當你不觀察時，它們處於疊加狀態，能同時做兩件以上事情。一旦我們進行觀察，就迫使它們做出選擇，變得合乎常理。在量子力學裡，這叫做量子（疊加態）坍縮。（見下圖，測量前後）

薛定諤的貓

有了對電子波的研究和態疊加原理，我們就可以理解薛定諤的貓到底是說什麼了。在一個我們未曾去觀測的事件中，它是態疊加的，上圖就是薛定諤方程語言描述的兩種狀態的疊加：貓死或貓活。

而一旦我們去觀測，態就坍縮了！

這就是薛定諤的貓這個思想實驗想要說明的量子力學原理，同時也是關於世界本質的認識。

超能網

要理解「薛定諤的貓」，其實需要掌握一些量子力學的基本常識，這需要挺多的言辭解釋和物理學知識的，挺麻煩，所以我們換一個角度來理解。

「薛定諤的貓」概念中最關鍵的一個詞就是「非生非死」。

• 一般我們會說非死即生、九死一生或者生死難料，這些成語背後的意思都是說，這隻貓要麼是活的要麼是死的，只不過我們還不知道。強調的是事實已經發生了，只是你作為觀察者還沒有得知這個事實。
  

• 但非生非死是一個什麼樣的狀態呢，就是在你觀察之前，這個事情根本都沒有發生。這隻貓既是活的，又是死的，只有在你觀察的同時，才確定下來它的生死狀態。
  
  

一句話來區分的話：

• 現實中我們通常的理解是「僅僅是你沒有觀察到，並不是事實沒發生」。
  

• 而量子力學裡的狀態是「如果你不去觀察的話，事實就永遠不會發生」。

說了半天等於沒說，怎麼去理解呢？

我們可以把它假想成一種人與人之間的曖昧關係。

比如如果你是一個小夥子，那你就假想你和一個姑娘在曖昧，如果你是一個姑娘，那你不妨假想和一個小夥子在曖昧，當然小夥子也可以和小夥子搞曖昧，姑娘也可以和姑娘搞曖昧，無所謂，總之是人類社會中一種比朋友更親密卻沒有明確成為戀人的關係。

處於曖昧關係中的兩個人，感情狀態就非常像量子態，也就是薛定諤的貓，非生非死。

怎麼講呢，你並不知道對方到底是喜歡你還是不喜歡你，甚至連對方自己也不知道他到底喜歡還是不喜歡你。

• 說喜歡你吧，沒有那麼喜歡，沒有到主動表白和你確定關係的程度。

• 說不喜歡你吧，又還挺喜歡跟你在一塊兒的，喜歡跟你搞曖昧。

所以你們雙方，觀察者和被觀察者，都不知道被觀察的這個關係到底是情侶關係，還是朋友關係，它處在一個模糊的、隨時可以轉化的、同時存有多種可能的量子態中。

當你主動表白或者當對方主動提出的時候，你們的關係要麼確立為親密關係，要麼退回到朋友關係或者撕破臉皮形同陌路，都有可能，這就是量子態在觀察中發生了坍縮。

從不確定的混沌狀態，從無限多種可能的狀態，坍塌到了一種確定的、具體的、可以被觀察到的狀態，

薛定諤的貓在你打開那個籠子的一瞬間，生死就確定了，但只要你不把籠子打開，這隻貓就永遠在你心裡邊曖昧。

• 不是說他要麼喜歡我，要麼不喜歡我，不是非生即死。

• 而是他既喜歡我又不喜歡我，是非生非死。

科學家種太陽

要說史上最著名的那隻貓，那一定是薛定諤的貓了。

薛定諤的貓是薛定諤提出的一個思想實驗，巧妙的把微觀粒子的狀態與宏觀世界的貓的生死聯繫到了一起，試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題，以此求證觀測介入時量子的存在形式。

在瞭解薛定諤的貓之前，我們需要先知道什麼是疊加態。

在宏觀世界，根據我們的日常生活經驗，一個物體在一個確定的時間，一定處於一個確定的位置。例如在白天的某一刻，你是在公司裡工作，在晚上的某個時間，你是在家裡休息，宏觀世界的物質狀態是確定的。

而在微觀世界裡，情況卻有所不同。例如一個氫原子外部有一個電子，按照經典物理的理解，電子會圍著原子核做軌道運動，就像行星圍繞著太陽一樣，然而事實卻是電子的軌跡和方向並不確定，我們甚至不知道電子在原子核外的確切位置。電子在在核外的位置通常用電子雲來表示，我們描述電子的位置時，只能夠說電子某一刻在某一位置的幾率是多大，不能確切的說電子在某一位置，電子有幾率在所有的位置出現，只是出現在不同位置的幾率大小不同罷了。因此，在某一確定的時刻，我們可以說電子同時出現在所有的位置，如果每一個位置對應一個狀態，那麼電子同時處在不同位置組合狀態,\n 叫做‘疊加態’，這是微觀世界的奇妙特點。

薛定諤的貓是什麼

哥本哈根學派認為一個量子系統，在被外界觀測或干擾之後，會由疊加態坍縮為某一種可能的確定狀態，如果不被幹擾，系統會一直處於疊加狀態。薛定諤為了反駁這一觀點，提出了薛定諤的貓這個思想實驗。

在實驗中，一個密閉的箱子裡有一粒放射性粒子，粒子的衰變與否是隨機的，根據哥本哈根學派的解釋，在不被觀測的情況下，粒子是處於即衰變又沒有衰變的疊加態的。在箱子裡放入一隻貓和一件裝置，用粒子作為開關，通過這件特殊的裝置來控制毒氣的釋放，如果粒子衰變了，會觸發開關，釋放毒氣，殺死箱子裡的貓，如果粒子沒有衰變，則不會觸發開關，不會釋放毒氣，貓也不會被殺死。在箱子密閉，沒有被外界觀測和干擾的情況下，粒子是處於疊加態的，既衰變又沒有衰變，因此，開關既被觸發又沒有被觸發，毒氣既釋放有沒有被釋放，而貓，就處於既死了又活著的狀態。

薛定諤通過這個巧妙的設計，強行把微觀世界與宏觀世界聯繫到了一塊，從而得出了一個看起來十分荒謬的結果。

出於實用主義考慮，長久以來，物理學家們還是採用了哥本哈根學派的理論。哥本哈根學派認為，在打開箱子的一瞬間，貓的疊加態坍縮，變為確定態，貓要麼死了，要麼活著，二者是隨機的。然而這種解釋存在一個很大的問題：沒有一個公式可以描述這種坍縮，它違反了薛定諤方程。

也難怪薛定諤這麼的耿耿於懷了。

物理大觀

“薛定諤貓”

又稱：薛定諤的貓 Schrödinger's Cat

　　對於斯蒂芬·霍金來說，作為牛頓在劍橋盧卡遜教席的繼承人、愛因斯坦之後的物理學界盟主，如果物理學上還有什麼事件讓他煩惱的話，那一定是薛定諤的貓。“——誰敢跟我提起薛定諤那隻該死的貓，我就去拿槍！”

（這裡我想多說一句，其實愛因斯坦當時是真正與哥本哈根學派對立不和的，1927著名的索爾維會議大辯論即是如此發生，薛定諤和愛因斯坦可算同黨。斯蒂芬霍金不太可能對薛定諤持如此憎惡的態度）

　　薛定諤貓是關於量子理論的一個思想實驗。

實驗內容：

　　這隻貓十分可憐，它被封在一個密室裡，密室裡有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子，錘子由一個電子開關控制，電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出α粒子，觸動電子開關，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出裡面的氰化物氣體，貓必死無疑。這個殘忍的裝置由薛定諤所設計，所以此貓便叫做薛定諤的貓。

薛定諤在１９３５年發表了一篇論文薛定諤的倒黴貓，題為《量子力學的現狀》，在論文的第５節，薛定諤描述了那個常被視為惡夢的貓實驗：哥本哈根派說，沒有測量之前，一個粒子的狀態模糊不清，處於各種可能性的混合疊加。比如一個放射性原子，它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察，它便處於衰變／不衰變的疊加狀態中，只有確實地測量了，它才會隨機的選擇一種狀態而出現。

原子核的衰變是隨機事件，物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一天，則過一天，該元素就少了一半，再過一天，就少了剩下的一半。但是，物理學家卻無法知道，它在什麼時候衰變，上午，還是下午。當然，物理學家知道它在上午或下午衰變的幾率——也就是此貓在上午或者下午死亡的幾率。

　　如果我們不揭開密室的蓋子，根據我們在日常生活中的經驗，可以認定，此貓或者死，或者活。這是她的兩種本徵態。但是，如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓，則只能說，她處於一種活與不活的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間，才能確切地知道此貓是死是活。此時，貓的波函數由疊加態立即收縮到某一個本徵態。

　　量子理論認為：如果沒有揭開蓋子，進行觀察，我們永遠也不知道此貓是死是活，她將永遠到處於半死不活的疊加態。這與我們的日常經驗嚴重相違，要麼死，要麼活，怎麼可能不死不活，半死半活？

　　薛定諤挖苦說：按照量子力學的解釋，箱中之貓處於“死－活疊加態”——既死了又活著！要等到打開箱子看貓一眼才決定其生死。（請注意！不是發現而是決定，僅僅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所說：“是死，還是活，這可真是一個問題。”只有當你打開盒子的時候，迭加態突然結束（在數學術語就是“坍縮（collapse）”），哈姆雷特王子的猶豫才終於結束。

（薛定諤正是想用如此違背經典世界物理學和因果律法則的結果來否定哥本哈根學派提出的量子疊加態。）

好了，如果看完上面部分你仍然有疑問，那麼我對幾個基本的概念稍做解釋：

1、經典世界，即我們所認識的看得見，摸得著的宏觀世界。到目前為止，經典世界的物理法則仍然被古老的牛頓力學所統治。

2、量子態/量子波函數：基本粒子具有波粒二像性和測不準性質，這是從經典力學的角度去看的，因為經典力學的理論體系裡面只有純波或純粒。量子世界並不準確的將粒子定義為波或者粒，而是建立一個描述該粒子狀態的函數，這個函數包含的所有解即是該粒子可能被觀測到的所有狀態。（也作：“本徵解”）

3、波函數坍縮：量子力學認為，波函數在人類對其進行測量的時候將產生不可逆的坍縮，這時候該粒子無法保持純函數態的存在而必須坍縮到一個該函數的本徵解上，該位置即是我們所觀察到的粒子狀態。這也正是量子力學對“測不準原理”的解釋。

4、波函數疊加：未觀測前，波函數的所有解處於疊加狀態，粒子可以在任意解上以該函數的幾率表現出現，也就是說，它既在這裡，又在那裡，也可以說它哪裡都不在，它只存在於一個函數方程裡；只有該函數坍縮後才會出現在具體的位置上。

關鍵字: 薛定諤 量子 神奇