薛定諤的貓

曾經有這麼一個實驗裝置：科學家用電子發射器向熒幕發射電子，而熒幕和電子發射器之間有一塊含有兩個狹縫的擋板。開啟電子發射器，由發射器中發射出的、一粒一粒的電子透過擋板飛向熒幕。需要注意的是，電子是一粒一粒的，也就是說，電子發射器不可能同時發射出兩個電子，基於此，不可能存在兩個電子同時穿過擋板的狹縫射向熒幕的現象。

開啟電子發射器，科學家發現，這些確定為只具有粒子特性的電子，居然發生了只有波才具有的干涉現象。即，在熒幕上顯現出了干涉條紋。

科學家甚是不解，按照實驗現象，可以得出一個電子在同一時間既通過了雙縫中的左縫，又通過了右縫的荒謬結論。後來，科學家在其中一個左縫放置了電子探測器，如果電子探測器探測到了電子，那麼電子通過了左縫，否則，電子通過了右縫。詭異的是，在安裝電子探測器後，電子的干涉現象消失了，而在熒幕上留下的，僅為兩條明亮的細線……這就是著名電子雙縫干涉實驗。

以波爾為首的哥本哈根學派的科學家們透過薛定諤方程對這個實驗結果進行了解釋：當人沒有意識去觀測電子的具體運動狀態時，電子處於粒子和波的疊加態，由此表現出波粒二象性。而一旦有人想要觀測電子的運動時，人的想要觀測電子的“意識”會導致薛定諤方程中的波函式坍塌，故電子只能顯現出粒子的特性。這就是對於電子雙縫干涉實驗現象的“哥本哈根詮釋”。

薛定諤方程的構建者薛定諤對哥本哈根詮釋嗤之以鼻，認為這種說法簡直荒謬，為了駁倒這一理論，他提出了一個著名的思想實驗：在一個黑盒子中放一隻貓、一個放射性物質和一個毒氣瓶。外界無法觀測黑盒子中發生的任何事，而在黑盒子中，放射性物質一旦發生了衰變，就會引發毒氣瓶破碎，其釋放出的毒氣會殺死這隻貓。反之，如果放射性物質沒有發生衰變，這隻貓將平安無事。處於盒子外面的人，在不開啟盒子的情況下，貓處於“既死又活”的疊加態，而一旦人打開了盒子，那麼人的意識會使得貓死活的“波函式”坍塌，使貓處於一種確定死活的狀態。難道，客觀規律會隨著人的意識而轉移？

這個思維實驗的精妙之處在於，它將微觀量子運動狀態的不確定性以一種宏觀的方法表達出來，並且試圖利用客觀規律不隨人的意識而轉移這一“事實”來駁倒哥本哈根詮釋。

科學家們都是理性且唯物的，但是，波爾對此的回答是：貓的確處於既死又活的狀態，而人的意識，也的確能夠主宰這隻貓的死活。

薛定諤的貓，是物理學家薛定諤提出的一個思想實驗。

其宏觀部分是：將一隻貓與毒物一起放在密閉容器裡，貓觸動機關，毒物釋放，貓就死亡；貓不觸動機關，就存活。

但是，這一切在開啟容器之前，外面的人是不會知道結果的，貓的生死永遠都各有機率，是未知數。

而開啟容器，則代表了得到明確結果，實驗進入了一個新的階段。

這個實驗的重點在於，薛定諤的貓代表了一種多結果重疊的狀態。這個狀態客觀存在，而不同的選擇，會將這個多結果重疊的狀態打破，出現一個明確的結果。

薛定諤的貓，就是在描述這個從混沌的疊加狀態，到確定狀態的過程。

可以簡單理解為，“薛定諤的貓”這個詞，是對一種過程的描述。它不代表實體，而是過程。

這個實驗的重點在於，向人闡釋了“客觀規律不以人的意志為轉移”的道理。不論貓是死是活，影響它死活的因素永遠存在。

量子力學鑽研這個問題，提出了“平行宇宙”的存在。當“薛定諤的貓”呈現出某種明確的結果時，其他結果並不會消失，而是以平行宇宙的方式分裂出去。

在解釋其所表達的意思前，先來看看這個實驗是怎麼做的。

在一個密閉的箱子裡，放了一隻貓，另外有能使這隻貓活下去的充足食物，還有一個有毒裝置。實驗過程是這樣：把貓和一種放射性物質置於該容器中，放射性物質有50%機率衰變，從而引發容器內裝置釋放有毒物質，也就是說，貓存活等我機率是50%。

OK，準備繼續，把箱子封上，進行實驗。但是，如何才能知道貓是死是活呢？答案是隻有開啟箱子，才能決定貓的生死。我們已經知道，箱內放射性物質會衰變，但我們知道的只是衰變週期。言外之意，我不知道衰變等我具體時間，比如已知該物質一天完成一次衰變，但具體是在這一天的具體哪個時刻未知。箱子內的貓，可能死，可能活，箱子開啟前位置，但在箱子開啟的那一刻，就決定了貓的生死。

那好，回到我們剛才所提的量子力學領域。繼普朗克研究黑體輻射提出量子概念後，量子領域猶如物理界的新大陸，愛因斯坦、德布羅意、托馬斯•楊，越來越多的科學家開始探索這個領域，企圖量子領域的真諦。

在量子領域，量子既有波動性，又有粒子性，即波粒二象性。我們已知，大量的量子波動性明顯，而單一量子粒子性明顯。對於某一粒子的運動，經典物理學的宏觀領域可以準確的預測一個粒子的運動軌跡，而在量子領域，卻無法實現，量子的運動具有不確定性，下一刻在什麼位置，處於什麼狀態，只有在觀察到的那一刻才能確定，而觀看之前，我們對它一無所知。

薛定諤的貓最初是用來形容量子領域等我不確定性，至於後來的平行宇宙觀，咱們就不分解了。

通俗的說就是一個事物有了未知性，你不知道它的結果是怎樣。可你要是透過未知性瞭解真實，那這個事物之前無限的可能在那一刻就停止了。

即不確定變成了確定。

弱弱的問，過幾天紙盒子，臭了，召蒼蠅了，還不能知道貓死沒死嗎？不會因為你不開啟就不生不死，過幾天腐爛了該。

在量子學的研究中，有人發現對量子的觀察會改變數子的狀態，如果你不去觀察它，它就會保持原有的狀態不變。後來人們就管量子的這種狀態叫作量子的疊加狀態。但是薛定諤卻不相信量子會存在著這種雙重狀態，為了反駁這種觀點，他便提出了一個用貓做的假想試驗，在這個假想試驗中他把一隻貓放進了一個箱子，箱子裡面同時放了一瓶劇毒的毒藥，一個鐵錘的下落控制著瓶子的完整，同時這個鐵錘是否能夠下落又透過一個裝置由一個量子的狀態所控制。這樣一來量子的狀態也就直接決定著這隻貓的生死，由於量子狀態不確定，所以貓的生死也不確定。薛定諤以這個試驗中不可能存在著不死不活的貓為理論依據，從而否定了量子存在著疊加的狀態。後來在科學界就把這個假想試驗稱作薛定諤的貓。