潘雅静

一个不可能的实验

“薛定谔的猫”是一个许多人耳熟能详的故事，有些人甚至能够将它完整地背下来。

然而真正能够了解这个故事及其背景的人却并不多，如果你真的希望谁复制这个实验，去抓只猫来试一试的话，那就说明你真的不懂它。

薛定谔并没有打算做这个实验，他甚至不认为这个实验能够成功，因为他阐述的是一个悖论，用了当时科学家们最拿手的思想实验的方式。在薛定谔的猫身上，有强烈的不满，我们甚至能感觉到些许讽刺。

（薛定谔的猫）

量子力学流派的对撞

埃尔温·薛定谔是一个伟大的物理学家、概率量子力学——波动力学的创始人，是现代量子力学的主要奠基人之一。薛定谔因他的薛定谔方程获得诺贝尔物理学奖。

薛定谔是一个实在论者，他提出过两条基本原则：一是自然的可理解性原则，二是客观化原则。薛定谔在他的科学研究中也始终坚持这两条原则。正因为如此，它造成了薛定谔与玻尔为首的量子力学哥本哈根学派之间的激烈碰撞。

（哥本哈根学派：玻尔、海森堡与泡利）

我们先来简单介绍一下哥本哈根学派，它是玻尔、海森堡和波恩为首在哥本哈根所创立的学派，代表人物还有大名鼎鼎的泡利、狄拉克等科学家。他们是量子力学理论最后的赢家，因此哥本哈根学派的量子力学观点后来被冠以“正统解释”的帽子（据说是因为反对者都先死了）。但是在一开始，波尔和海森堡的“不确定性原理”还是引发了一大波反对声的。

其中最激烈的两个反对者就是薛定谔和爱因斯坦。薛定谔拎出了猫，而爱因斯坦更是搬出了“上帝”。

（爱因斯坦与薛定谔）

提到薛定谔，就不能不提著名的薛定谔方程，尽管这世上没几个人能看懂，我还是觉得将这几个高大上的方程式贴出来是件很有面子的事情：

（薛定谔方程组）

1926年，薛定谔通过二阶线性偏微分方程组确立了量子波动力学，也一举奠定了自己在量子力学中领导者之一的地位。

薛定谔与玻尔的“对决”

同年9月，玻尔邀请薛定谔去哥本哈根讲学，这本来是件愉快的事，但薛定谔却并不快乐，他从下了火车就开始跟玻尔“吵架”，一直吵到玻尔家里，住在玻尔的家里他俩天天吵，每天从早上起床就开始吵，一直吵到深夜。

本来是去做客的，这两个科学家为啥吵起来了呢？为了学术。前面说了薛定谔创立了量子波动力学，他坚定地认为量子力学具有波函数的性质，它应该是连续的。但玻尔却认为量子存在非连续性的跃迁，并且由于“隐变量”的关系，这种跃迁是不可测量的，在你测量它之前永远不知道到底是个什么状态，而一旦你开始测量，它就崩溃了。这一点显然是在挑战波函数的连续性，对于持经典力学观点的薛定谔无论如何也难以接受的。

（玻尔和他的妻子）

就这样吵了几天之后，薛定谔病倒在玻尔家里，玻尔的妻子一边给他端水递药，玻尔还在一旁不停地解释，试图说服薛定谔。你说他这是去讲学呢，还是去洗脑？

当薛定谔回到家后，也许是出于对玻尔老婆照顾的感激，他不再激烈反对“不确定性原理”，但对于哥本哈根派的隐变量解释却始终持批判态度。薛定谔与爱因斯坦联合起来共同对抗玻尔和海森堡的哥本哈根学派，直到炮制出“薛定谔的猫”。

（被玻尔“聊倒”的薛定谔）

“薛定谔的猫”实验中，假设了两个要素：一是由核衰变释放粒子控制的电子开关和毒药，另一个是不知死活的猫。薛定谔希望利用这个思想实验中的不确定条件暗讽哥本哈根学派“隐变量”的不确定性，从而指出这是一个悖论。因为实验中的猫除了“死”与“活”两种状态外，还有一个“不死不活”的状态，因为你永远不能确定它的死活。而量子现象恰恰会处于某种混沌的状态，你不能预测它，这让薛定谔这样的科学家很恼火。

（薛定谔和他的猫）

爱因斯坦也一样，那个“上帝不会掷色子”就是爱因斯坦面对量子现象不确定性问题时的错愕与愤怒。他听懂了量子理论，但不能接受这种解释。爱因斯坦喜欢薛定谔方程及波函数的确定性，他至死都不认可还有“不死也不活状态”的猫。

思想实验

最后说一说思想实验。与今天的物理学家们严重依赖价值数百亿美元的强子对撞机不同，十九、二十世纪的科学家们大量采用的是思想实验，他们在头脑中构筑起思想机器、用精密的逻辑和思维来驱动微观粒子、用美妙的数学来计算、用简洁优美的公式来告诉人们结论。当爱因斯坦还是瑞士伯尔尼专利局的小职员时，他根本没有条件去测量天体，但他却通过思想实验创立狭义相对论与广义相对论。同样的，薛定谔也用他精确的方程组创立了量子力学的半壁江山。

（那个时代的科学巨匠们）

对于科学，科学家们一直在不停地探索，而我们这些吃瓜群众要做的，不仅是认可他们的工作，还应该学会以科学的态度去看待科学。即便是质疑，你也应提出自己的观点，将它拿出来讨论，就像薛定谔做的那样。

质疑决不是没头没脑地来一句：“你这是胡扯！”然后拍屁股走人。

当然，你需要有知识。

老粥科普

不是有技术难度，而是这个实验根本没办法做。

把一只猫关到盒子里，内部设置一个由物质衰变触发的毒药装置，在一个周期内，衰变物质有二分之一的几率衰变，如果衰变，就会触发装置，毒药释放毒死这只猫，如果没有衰变，那这只猫就会活下来。那么在盒子关上之后，猫究竟是死是活？这就是薛定谔的猫实验。

薛定谔认为，在盒子没有打开之前，这只猫的生死无法确定，所以说它既没有"死"也没有"活"，而是处于生和死的叠加态，但当盒子打开的一瞬间，这种叠加态就塌缩成一种状态，要么死，要么活。怎么样？有没有感觉很绕？

薛定谔的猫，究其本质，不在这个实验，而是为了通过这样一个假说来说明微观世界的一种叠加的状态，注意是微观，而一只猫很显然是宏观的，所以这个实验即便做了也没什么意义。此外，如果我们不观察内部，我们无法确定猫的状态，但如果我们观察了内部，不管以何种方式获得内部真实情况，那只猫的生死都会瞬间塌缩到一个状态，那这个实验又有什么意义呢？

所以薛定谔的猫这个实验注定只能成为一个人类认识微观世界的宏观桥梁，这个实验根本没有办法做，不管过去现在还是将来，都没办法通过这个实验获得理想的结果。毕竟这个实验根本不符合现有规律，我们根本无法观察。

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张家小智儿

实话说，我刚开始连薛定锷的猫这个实验是什么都不知道。最后我查了一下资料，才知道这个实验的原理，薛定鄂的猫被称为物理界的四大神兽之一，可想其难度也是非常高的，这个实验是一个思维实验，当初薛定鄂制定这个实验的时候，打算拿一只猫做实验体。所以这个实验被称为薛定鄂的猫。

实验的大概过程是，在一个密闭的盒子里放上几个物品，一只猫，一瓶毒药，一个敲击物，一个电子开关，还有一些放射性物质，这个实验的主要目的是为了证明元素衰变后会产生阿尔法粒子，触碰开关，打碎毒药，最后猫死去，但是大家都应该知道微观量子的变化是很难改变这个宏观世界的，对吧。所以说这个实验的成功率是很低的，也可以说是几乎不可能，这个实验彻头彻尾就是一个思想实验，只能在理论上可行。

我个人认为这个实验应该是能完成的，只是难度比较大，我讲的这些只是最基础的原理而已，再往后更深层次的理解，我是肯定不会的，但是我认为微观粒子应该也是能改变这个宏观世界的，只是改变的量很小，小到你观测不到。大部分人都无法成功，是因为理解不了，再加上观测不到，所以也就少有人做了。

诸葛半仙儿

物理学界里，一个最神秘的躲猫猫游戏——薛定谔的猫，是量子力学中最出名的一个思想实验。本质上来说，它连思想实验都算不上，更像发源于古希腊时期的一种诡辩论，所以也就没人会去做这样一个实验。

为什么科学家会无聊到去提出这么一个连实验都算不上的诡辩论？

回答这个问题，或多或少都需要了解一点关于量子力学的发展史。

量子的概念最早源于普朗克。1900年，为了解释黑体辐射，普朗克发现了我们这个宇宙最小的能量——6.62607015×10^（-34） J·s。世界上所有的能量都是以这个最小能量的整数倍来传递的，而这一份一份的能量就是量子。

1905年，爱因斯坦把量子的概念运用于光电效应的解释，提出光量子即光子概念。1916年，爱因斯坦正式确定了光子的波粒二象性。1924年，德布罗意在其博士论文中，将实物粒子与光子进行惊人类比，提出了实物粒子也具有波粒二象性。

“万物即波”的概念提出引起了学界震动。实实在在的物质怎么会具有波动性？

薛定谔从德布罗意的“物质波”得到了启示，开始思考：如果物质真有自己的波动性，那是不是也有描述其性质的波动方程？于是，1926年量子力学第一个最著名的波动方程——薛定谔方程——横空出世。虽然薛定谔创造了这个方程，但对其求解的物理意义并不清晰。

后来，量子力学的另一个奠基人玻恩，对薛定谔方程做出了一个颠覆认知的概率解释——薛定谔方程的解是描述实物粒子出现的概率。这里说的概率与我们日常说的几率是完全不同的概念，前者是物理学界从未引入的不确定性，后者只是一种统计学。

就仅凭这一解释，玻恩就获得了1954年的诺贝尔物理学奖，最后被并入量子力学正统的“哥本哈根解释”。

哥本哈根解释

1、玻恩的波函数概率解释：波函数计算的是一种概率波，其解代表在某个位置找到某个粒子的概率，观察测量也只能预测得到某一结果的概率，而不能预测一定会得到什么结果。

2、海森堡的不确定原理：有一些成对物理量存在共轭关系，它们无法同时被精准测出，一个越确定另一个必定越不确定。比如速度与位置、时间与能量……

3、玻尔的互补原理：一些物理对象存在看似矛盾的多重属性，原则上不可能用同一种方法同时看见其多种属性，不同的属性只能以不同的方法进行观察。

4、玻尔的对应原理：从微观尺度上的量子规则中推导出来的结论，不能违反宏观上的观察结果，且在宏观尺度上经典物理学规则依然有效。也就是说，随着量子数量的增加，量子体系的运动趋向经典力学体系，量子物理定律和方程可以转化为经典物理定律及方程。

5、叠加态原理：如果A和B是某个粒子的两种状态，那么A+B就是这个粒子的第三种状态，并同时具有A\\B的特征。

6、波函数坍缩：在对微观粒子的两次测量之间，除了概率波函数以外，量子力学宣称微观粒子不存在，只存在各种可能的状态。只有进行观察或测量后，微观粒子的“可能”状态才能坍缩为实际的“确定”状态。

“哥本哈根解释”源于以尼尔斯·玻尔为首的哥本哈根学派，它把世界的客观实在建立在了巨大的不确定性之上，因此称为一种“概率论”，而薛定谔属于以爱因斯坦为首的传统“决定论”。

“哥本哈根解释”被认为是量子力学的正统解释，主要还是在相对靠谱的基础上打破了经典的决定论认知。这是对世界认识上的一个突破，但它的缺陷在于如“大杂烩”一般的描述，让人感觉并没有抓住量子力学的核心，而物理学一向喜欢掷地有声的简洁描述。因此，爱因斯坦认为哥本哈根学派的量子描述并不完备。

薛定谔猫的逻辑漏洞

为了表达对“概率论”的不满，薛定谔将爱因斯坦还不成熟的“不确定炸弹”的思想实验（即在一个封闭的盒子里，一个以元素衰变引爆的炸弹，可能爆炸了也可能没爆炸），发展成为了一个更高阶的生物版本——薛定谔的猫。

这猫简直太出名了，就不具体描述了。

“薛定谔的猫”主要是为了抨击哥本哈根学派对“

就如上面叠加原理所说，叠加态是一种非A非B，又同时具有A\\B特征的第三种状态，而又有什么能比“生死叠加”更具故事性。

但实际上“薛定谔猫”思想实验是存在漏洞的。

首先，生物的“生死”概念已经上升到宏观层面，是无法以微观量子法则来判定的。这种强制关联其实与“玻尔的对应原则”矛盾；

其次，“波函数坍缩”所描述的观察，并不是指靠人眼观测，一切宏观物质的介入都可以认为是已观测，比如薛定谔猫盒子中判定元素是否衰变的毒气装置。

这些漏洞，物理学家们当然都知道，但不妨碍他们开这种高逼格的玩笑。薛定谔的猫将微观世界与宏观世界在人们意识中联系了起来，让普通人也能感受到量子法则的反常，同时也引起了大众的兴趣，这对当时刚刚兴起的量子力学来说，不可谓不是一项大师级的量子科普案例。就像20世纪天文学家珀西瓦尔·洛瓦尔的火星观——即便后来认定的错误的，激发了那个年代最狂热的宇宙探索热潮，以及《星球大战》等一批科幻大片的横空出世。

总结

要做薛定谔猫的实验，要克服的不是技术难度，而是对世界理解的全新认知。

它的本质并不是一个实验，更像是物理学家之间的理念论道，内行看门道，外行看热闹罢了。对薛定谔个人来说，只是表达了他对概率论的不满；而对量子力学来说，这是一个大师级的经典科普传播案例。

最后，要检验量子力学的“叠加态”最好的实验并不是薛定谔猫，而是偏振光实验。即将自然光通过偏振片时，可分解为两个相互垂直的振动分量。单个光子在没通过偏振片时是无法确认其偏振方向的，或者说它存于所有偏振方向的叠加态。这是已确定了的关于光子的事实。

这里观察光子的是偏振片，而不是人的主观意识。虽然你也可以以人的主观意识来理解，而这正是大多数人产生争论的焦点之一。

其实量子的鬼魅属性并不是人类意识的产物，但关于量子描述的语言确实是人类意识的产物。我们无法经验到那个微观世界，也只能用比喻或者类比的方式来描述，即使物理学家也不例外，不过他们交流的方式大多是数学公式而已。

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想法捕手

我来个最通俗易懂的回答，看官一看便知。

薛定谔的猫，为什么没办法做，最大的原因使不能观测，一旦你打开盒子看了，那么纠缠状态会瞬间坍塌决定猫的生死。

要理解这半生不死的纠缠状态，你要先理解什么是双缝实验，有兴趣的可以头条搜一搜，有一部动画讲解特别容易懂。那么接下来我来举个例子说明为啥这实验没法做。

假设现在有一双鞋，两只分别放在南北极。当我们去南极观察，是左脚，那么不用去北极也知道北极那只一定是右脚。同理，我们去北极一看，左脚，那么不用去南极也知道那边一定是右脚。。那么在我们还没有观察的时候，是不是不管是南极还是北极的鞋都有两种状态，不是左脚就是右脚，都是1/2的几率。这种状态就叫叠加态，一旦我们观测了，叠加态就会瞬间坍塌确定了两边的结果。

在薛定谔的猫中，猫与放射物的关系就相当于南北极的那双鞋，猫的生死决定了放射物是否衰变，反之同理。那么如果证明放射物处于叠加态，那么这个猫就应该是在生与死之间徘徊的那只半生不死的猫。

这个思想实验本来就是薛定谔的经典物理学派提出来调侃哥本哈根学派的。大致意思就是“你们这群骗子，搞不出来就搞不出来，给我搞个这也不确定，那也不确定，还堂而皇之的给起个名字叫啥叠加态。行啊，你不是要我承认叠加态嘛，你给我去吧这猫找来，找的来我就承认。”其结果就是那只不死不活的猫就像是像恶梦一样让物理学家们至今不得安宁。随着量子物理学的发展，薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。

简单来说一句话，薛定谔的猫，为什么没法实验。因为它违反了人类的正常思维逻辑，在宏观世界中是不可能发生的事，所以没办法实验。

懒猫强

为什么少有人做“薛定谔的猫”这个实验，是有技术难度吗？

首先说明一下，“薛定谔的猫”不是真正的实验，因此没有证明任何东西。薛定谔的猫甚至不属于任何科学理论，薛定谔的猫只是薛定谔用来说明某些人如何误解量子理论的教学工具。

薛定谔用猫构造了他的假想实验，以证明对量子理论的简单误解会导致荒谬的结果，与现实世界不符。不幸的是，当今许多科学普及者都接受了薛定谔猫的荒诞说法，并认为这是世界真正的运作方式。

图注:“薛定谔的猫”实验原理图

提出“薛定谔的猫”的历史背景

在量子理论中，量子粒子的状态可以以叠加的形式存在，并且在与其他粒子相互作用时会塌陷为单个状态。量子理论是在1930年左右发展起来的，一些科学家从科学领域转移到了哲学领域，并指出当有意识的观察者观察量子粒子时，量子粒子就会从叠加态坍塌到一个状态。薛定谔发现这个概念是荒谬的，并设计了他的思想实验，以使这种荒谬的说法变得更加的明显。

“薛定谔的猫”讲的是什么

在薛定谔的假想实验中，将一只猫放在装有少量放射性物质的盒子里。当放射性物质发生衰变时，它会触发一个控制开关，这将导致盒子里的毒药被释放，从而杀死盒子里的猫。然而，放射性物质的衰变受量子力学定律支配，这意味着原子以“即将衰变”和“不会衰变”的叠加态存在。

图注:波函数

如果放射性物质发生衰变，那么它将释放毒药并杀死猫。如果没有，那么这只猫还活着。 因为我们不知道猫是活着还是死了，所以猫被认为是以既活着又死了的状态同时存在着，直到有人打开箱子，看到猫的状态是什么。有人就很好奇，怎么会存在既活着又已经死了的猫呢？薛定谔正是通过这种荒谬的结论来告诉一些人是如何误解量子理论的，因为世界上不可能存在既死了又活着的猫。

“薛定谔的猫”的荒谬之处

爱因斯坦也对观察者会影响量子状态的说法提出了自己的疑问，并对薛定谔的巧妙构想表示祝贺，他说： “在这种放射性物质+控制开关+毒药+猫的系统中，如果存在着同时活着和死亡的猫。那么仅当物理学家在某个确定的时间打开盒子时，猫的状态才被确定吗？如果猫死了，那猫是什么时候死的呢？难道是打开的一瞬间吗？”。

图注:证明量子存在叠加态的双缝干涉实验

从那时起，已经有足够的证据表明波函数的坍塌并不是仅由有意识的观察者驱动的。实际上，量子粒子进行的每一次相互作用都会破坏其状态。仔细的分析表明，“薛定谔的猫”实验将在宏观世界中发挥如下作用：一旦放射性原子与控制开关相互作用，它就会从未衰变和衰变的叠加状态塌陷到一个确定的状态。如果放射性物质发生了衰变，那么绝对会触发控制开关，并且肯定会杀死猫。如果放射性物质没有衰变，那么绝对不会触发控制开关，并且猫肯定还活着，但是这两种情况不可能同时发生。

图注:实验中的猫只可能存在一种状态

总而言之，量子坍塌不仅是由有意识的观察者驱动的，“薛定谔的猫”仅仅是一种教学工具，旨在通过将观察者驱动的概念简化为荒谬来使这一事实更加明显。不幸的是，当今的许多科普作家继续传播这样的一种误解，即量子状态是由有意识的观察者确定的，希望这篇文章能够让大家今后对“薛定谔的猫”有一个正确的认识。

我是科普子期君，期待你的评论、转发哦！

科普子期君

霍金说过，谁要是跟我提薛定谔的猫，我就去拿枪！题主还想做个实验，本猫的枪呢？

既然题主这么好学，在我找到枪之前，我先说一段关于这只物理世界最著名猫的前世今生吧。

薛定谔的猫的前世

量子力学的奠基人之一，本来是大名鼎鼎的爱因斯坦，1905年的光量子概念以及相对论一出，物理界自“两朵乌云”后的愁云惨雾本来大有机会烟消云散；斜刺里却杀出了以不确定（海森堡的不确定性原理）、大概吧（波恩的概率解释）、都凑合（玻尔的“互补原理”）形成量子力学核心解释。把科学的区域性以及绝对性打得粉碎。曾将宇宙万物过去未来都算出精确结果的物理学界，突然连个电子的精确位置都算不下去了！简直斯文扫地。

爱因斯坦和薛定谔实在看不下去，决定下场死磕。爱因斯坦掷出了上帝的骰子，而薛定谔则放出了这只扰动科学界的猫。

爱因斯坦这茬我们略过，今天我们专注于薛定谔的猫。

薛定谔的猫长啥样

这是个老话题了，先上图：

我再给同学复习一次：现在有一个小盒子装有放射性源，设其半衰期为一个小时，即一小时后有一半概率放射出一个粒子，根据量子力学叠加原理，一小时后空间将处于有一个粒子（记为|1⟩），和没粒子（记为|0⟩）的叠加态|ψ⟩=12√(|0⟩+|1⟩)。盒子连接着一个机关，机关控制一个装有致命毒气的瓶子。

如果有粒子，盒子的机关会被打开，铁锤将落下，打破装有毒气的瓶子，毒气会将密封于笼子里的猫毒死，如果小盒子未放出粒子，则一切如常，猫将活下来。那么，一个小时后，这只猫究竟是活的还是死的？

按照哥本哈根的量子态叠加原理解释，在我们观察之前，猫处于半死不活的叠加态；这便是困扰物理学界超过80年的魔兽—— “薛定谔的猫”。

插句题外话，薛定谔可不是动物学家，人家的薛定谔方程在物理界是排前十的伟大，就是他的死对头量子派，也是给予极度认可的，照料上个图，大家瞻仰瞻仰：

薛定谔的猫今生

此猫一入尘世之间，世人皆惊愕莫名！现实生活中，猫要么死，要么活，从来没听说过生死不明状态的猫存在。其实，同学们不要被薛定谔迷住眼睛，猫不是重点，死和活两种确定的状态才是。

这里的关键词是可以区分的死或活两种状态，可以是猫，也可以是任何其他客观事物，推而广之，微观世界量子尺度的叠加态，能否直接引申到宏观世界中，和客观事物发生直接的作用，并且被观测记录到，这个才是薛定谔的猫实验的本质。

简单的表述——人们能否制作宏观可区分的量子态！

如何进行薛定谔的猫实验？

回答这个问题，其实就是回答题主的疑问，如何制作一个宏观可区分的量子态的实验。

按照目前的科学技术发展水平，中国的大牛们还是有办法的。

根据郭光灿院士的说法，《量子光学》中的相干态|α⟩，是最接近于经典的量子态。理想的激光就是相干态，而且当其平均光子数很大时，相干态的量子效应便可忽略不计，可被视为经典电磁波。根据这个原理，采用相位差为π的两个相干态的叠加可以作为模拟“薛定谔的猫”的方案。

这类方案已被实验所验证，最先是在原子尺度上制备出“薛定谔的猫”，其后在宏观尺度上也取得了成功。

结语

人造的薛定谔的猫，其实就是人造的量子系统，往深了说，这就是量子计算机原理的基础。

如果在这方面，可以取得突破的话，未来世界，将会发生有一次重大的革命！

薛定谔的猫，原来

猫先生内涵科普

“薛定谔的猫”诞生于爱因斯坦学派对哥本哈根学派的量子力学中的“叠加态”进行的一次攻击，是奥地利物理学家薛定谔在1935年提出的一种思想实验。

在上世纪初，量子力学还处于初期的发展阶段，被分为了两大派，

而另一方是以波尔为首支持的海森堡测不准原理，他们则认为微观世界与宏观世界是不一样上，微观世界是存在不确定性的，于是这两派便开始了世纪之战。

于是薛定谔提出“薛定谔的猫”这个实验来反驳量子力学哥本哈根学派的理论。

其内容就是在一个封闭的盒子里放一只猫，和一个装满毒气的装置，装置开启的机会概率有50%，如果要开启的话，那么装置内的毒气就会散发出来毒死这只盒子里的猫，反之，则猫不死，这个装置是个“随机”的，其原理就是放射性元素的半衰期是具有不可预测性的。

装置的机关由一个放射性原子所控制的，如果这个放射性原子裂变就会触发机关。

这个实验说明了全宇宙内的任何事物都具有无法观察和计算到的随机性，根据随机数的结果发现有50%的概率将毒气释放。

这个时候谁都不知道盒子里的猫，是活还是死。如果要用薛定谔方程来描述这个盒子里的猫，那就是在一定的前提条件下，在盒子封闭起来的时候，猫是处于一种死或者活的叠加态，只有在揭开盖子的时候才能知道猫到底是死还是是活。

量子理论认为，不揭开盖进行观察的话，是永远也不知道猫是死是活，这只猫将永远处于半死不活的叠加态，这更加说明了微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律是不会以人的意志转移的，猫又活又死这就违背了我们平时的逻辑思维。

开头我们也说了这是一个思想实验，只是用来反驳哥本哈根学派的一个思想理论，并不属于科学范围的，所以自然是少有人去做这个实验的。

再说，这个实验违背了我们平时的逻辑思维，不管如何也只是一种头脑风暴。

星球上的科学

“薛定谔的猫”只是一个思想实验，所谓思想实验，其实大多都是做不到的实验。

薛定谔的猫

薛定谔的猫其实是薛定谔用来反驳量子力学哥本哈根学派的一个思想实验。他的目的并不是想要真的去做这么一个实验，也没有办法作者实验。事实上，他想阐述的是一个悖论。

这个思想实验大概的过程是这样的，把一直猫管制啊一个封闭的铁容器里，然后装备一个内置了极少量放射性物质的盖革计数器，在一个小时内，放射性物质至少有一个原子会发生衰变的概率是50%。如果发生了衰变，盖革计数管就会放电，通过继电器启动一个榔头，这个榔头会打破装有氰化氢（剧毒）的烧瓶，这样猫就会死亡。

把一只猫关在一个封闭的铁容器里面，并且装置以下仪器（注意必须确保这仪器不被容器中的猫直接干扰）：在一台盖革计数器内置入极少量放射性物质，在一小时内，这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%，它没有任何原子衰变的概率也同样为50%；假若衰变事件发生了，则盖革计数管会放电，通过继电器启动一个榔头，榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。经过一小时以后，假若没有发生衰变事件，则猫仍旧存活；否则发生衰变，氰化氢就会挥发，导致猫随即死亡。

如果没有发生衰变，则猫不会死亡。所以，猫会处于又活又死的叠加态。但宏观物体并不存在这样的状态，所以就会引发悖论。

思想实验的目的

通过这个思想实验，薛定谔把量子力学的哥本哈根诠释转换成了宏观物体之间问题，在这个思想是严厉，由于先前发生的随机事件，导致猫会处于生存与死亡的叠加态。

用猫来作为实验主体，也体现了薛定谔对于哥本哈根学派的讽刺。

量子力学的论战

其实“薛定谔的猫”其实是20世纪量子力学大论战的一个缩影。以波尔、海森堡为首的哥本哈根学派与爱因斯坦、薛定谔等人为首的反哥本哈根学派进行了非常激烈的论战。其中量子纠缠的现象更是和爱因斯坦的相对论直接矛盾。

而这场论战其实主要焦点就在于波函数到底是连续的还是非连续的，原子的世界是确定性的还是不确定性的。

而为了解释“薛定谔的猫”，除了哥本哈根学派的理论之外，还有我们经常聊到的平行世界假说。

钟铭聊科学

答：“薛定谔的猫”是量子力学的一个思想实验，实际可以做实验，但是无法观测到“猫死”和“活”的叠加；如果把猫换成其他微观粒子，科学家是可以制备薛定谔猫态的，也有不少实验室完成过类似的实验。

大名鼎鼎的“薛定谔的猫”，已经折腾了科学界80多年，可以说人类对量子力学的理解还远远不够，就连物理学家费恩曼也说到：”我想我可以有把握地说，没有人真正理解量子力学。”

薛定谔的猫是奥地利物理学家薛定谔，在1935年提出的量子力学思想实验，实验内容：一个封闭盒子内有一只猫，以及少量放射性物质，一段时间后，有50%的概率放射性物质会发生衰变，然后通过巧妙的物理装置释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变，从而猫活了下来。那么问题在于，我们在没有打开箱子前，猫是死的还是活的?

第一眼看到这个问题时，很多人肯定会想“提问的人有毛病吧！是死是活打开不就知道了，没打开前就是一个概率问题。”

如果我们在经典力学中思考这个问题，那么质疑者完全是正确的，没打开盒子前猫的死活就是一个概率问题；然而一旦把这个问题放在量子力学中考虑，结果就会变得扑朔迷离。

根据量子力学根本哈根学派的解释：由于物质衰变是一个量子随机的过程，所以在没打开盒子前，整个系统就处于不确定性的波态，猫的死与活是叠加的，需要注意的是，量子力学描述猫的死与活叠加并非一个数学描述，而是要求物理情景就是"猫死"与“猫活”的叠加，一只不死不活的猫，换做是谁也接受不了。

薛定谔的猫只是量子力学中怪异结论的一个，这个问题直指量子力学和经典力学的边界性，量子力学在微观获得了巨大的成功，但是宏观世界的解释还得靠经典力学，那么两者的边界到底在哪里呢?

"薛定谔的猫"实验是无法实际完成的，因为我们不可能同时观测到猫死与猫活两个状态，但是在微观世界当中，确实有科学家制备了“薛定的猫态”，也就是叠加态。

比如在2016年，《科学》杂志发表一篇文章，称美国耶鲁大学的一名科学家，首次实现了一种双模式的猫态，实验者利用两个微波超导空腔，空腔内有几十个光子组成驻波，然后通过巧妙的方法，把两个空腔内的光子实现关联，这些光子就如一只“薛定谔的猫”同时存在于两个箱子当中。

在2019年1月23日，浙江大学和中国科学技术大学的研究人员联合中美多个研究团队，首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用，从而实现了“薛定谔猫态”的制备，也就是叠加态的制备，目前量子计算机的技术瓶颈，也就是对叠加态的制备和操控。

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