薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個思想實驗，試圖從巨集觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題，巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和巨集觀的貓聯絡起來，以此求證觀測介入時量子的存在形式。隨著量子物理學的發展，薛定諤的貓還延伸出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

凡是學習《量子力學》的學生，都必須學會求解薛定諤方程，人類一百多年來也一直在求解各種各樣的薛定諤方程，並開發出鐳射、半導體、核能等新技術，造福人類近一個世紀。薛定諤正是因為在建立量子力學時所作的巨大貢獻榮獲了諾貝爾物理學獎。但薛定諤本人後來如同愛因斯坦一樣，對量子力學有諸多質疑，1935年他發表了著名的薛定諤貓佯謬，質問客觀世界是否存在可以區分的量子態的疊加。

如果有粒子，盒子的機關會被開啟，於是鐵錘就會掉落下去，打破裝有毒氣的瓶子，此時毒氣會將密封於籠子裡的貓毒死，當然如果小盒子未放出粒子，那麼這隻貓仍然活著。那麼，一個小時後，這隻貓究竟是活的還是死的？按照量子態疊加原理推演下來，貓也應當處在一半概率是活，一半概率是死的疊加態上，這隻半死半活的貓就是歷史上著名的“薛定諤貓”。儘管它已有八十多歲，迄今依然是人們津津樂道的話題。

薛定諤提出這個佯謬本意是想問，巨集觀世界是否存在與微觀世界一樣可區分態的疊加態？現實世界上為何看到的要麼死，要麼活的貓，從未看到這隻半死半活的貓？可見這裡的關鍵詞是“死”和“活”這兩種可區分狀態，“貓”只是用於形象地表徵這個物理命題而已，採用貓呀狗呀都一樣。

興許貓恰好是薛定諤本人的寵物，他便拿它來說事，或許薛定諤討厭貓，故意使它處在半死半活的難堪狀態上處罰它，但無論怎樣，他不經意地就讓這隻貓揚名天下！所以不要太在意“貓”，只關注“死”“活”。

談到巨集觀可區分的量子態，人們自然會想到《量子光學》中的相干態|α⟩|α⟩，相干態是最接近於經典的量子態，理想的鐳射就是相干態，而且當其平均光子數很大時，相干態的量子效應便可忽略不計，可被視為經典電磁波。因此在尋找“薛定諤貓”製備的方案，人們多數採用相位差為ππ的兩個相干態的疊加作為“貓態”的候選者。這類方案已被實驗所驗證，最先是在原子尺度上製備這類“貓態”，其後又在巨集觀尺度上也製備成功。因此“薛定諤貓”確實如量子力學所預言的那樣，在巨集觀世界裡是存在的。

“薛定諤貓”可以生存，但是在現實世界中我們卻觀察不到這種疊加態，只能觀察到確定的狀態——“貓”要麼死，要麼活，僅有一種狀態。這就是所謂的巨集觀實在性，即自然客體的巨集觀可區分狀態總是確定的。

以玻爾為首的哥本哈根學派反對此說法，作了如下傳統的詮釋：我們只能通過測量才能確知“貓”處在什麼狀態，而測量會破壞被測的量子態，其結果是“活貓”和“死貓”的疊加態會塌縮到活貓或死貓兩者之一的確定態。換句話講，現實自然界的巨集觀實在性是人類對量子客體測量引起的所謂“波包塌縮”所造成的。

玻爾認為，只有測量之後看到的才是真實存在的，測量之前的量子世界是虛擬的，不真實的。正是測量決定了薛定諤貓是死還是活的命運。“測量”究竟發生了什麼？迄今人們還還遠未搞清楚！

如果自然界的巨集觀實在客體果真如玻爾所言是人類實施測量所造成的後果，那就意味著“人類”誕生在自然界之先，這怎麼可能呢？人類只不過是自然界演化中在特殊時間和特殊空間中的特定產物而已，玻爾的詮釋顯然本末倒置。此外，任何客觀實在客體都是由分子，原子，電子，基本粒子等微觀粒子構成的，那麼虛擬、不真實的微觀世界怎麼構造出真實的巨集觀世界呢？哥本哈根學派也無法自圓其說！

巨集觀世界存在的“薛定諤貓”是人們在實驗室裡採用特殊方法制備出來的，這種人造的“薛定諤貓”壽命不長，環境的消相干效應會最終使它因量子相干性消失而自動衰變為經典的貓，即要麼死要麼活的確定狀態。“消相干”會殺死薛定諤貓，這是否表明，巨集觀實在性就是環境的消相干造成的？不完全對！

所有人為製備的量子系統都會飽受環境的消相干效應的破壞，如不採取有效的措施抵制這種消相干的影響，這些量子系統最後都會演化成經典系統。那麼自然界是否存在有環境消相干效應無法摧毀的量子系統呢？確實有。我們知道，任何巨集觀客體都是由分子、原子、電子等微觀粒子構成的，這些遵從量子力學規律的微觀粒子是真實的，絕不是如哥本哈根學派所說的那樣是虛擬的。巨集觀客體中的這些微觀粒子組份是量子系統，它們在環境中依然保持著量子特性，並不會因消相干被破壞掉，原因何在？其根源在於這些微觀量子系統中存在著很強的內在相互作用，粒子之間的強耦合遠遠大於環境的消相干作用（即退耦合作用），因此微觀量子系統的量子效能夠牢固地保持住。

人造的量子系統會死亡，而自然生成的量子系統卻能永存。這就是自然界本來的狀況。巨集觀客體遵從經典理論，具有巨集觀實在性，其結構單元卻是量子客體，遵從量子理論，兩者和諧地融合為自然客體。人們迄今已成功建立經典理論和量子理論，能分別正確地描述經典世界和量子世界，但還無法完整地描述自然世界（量子力學與相對論並不融合），原因在於我們還沒有研究清楚量子世界與經典世界之間的界限、究竟是什麼物理機制使得量子世界能自動地演化為經典世界。

如何判斷一個物理客體是經典的還是量子的？2003年諾貝爾物理獎獲得者Anthony Leggett教授和合作者Anupam Garg教授為此提出所謂“Leggett–Garg不等式”（下稱LG不等式），凡是滿足此不等式的物理客體屬於經典世界，具有處於確定狀態的巨集觀實在性；若違背LG不等式，則屬於量子世界，遵從量子態疊加原理。

為研究這個問題，我們可以借用“薛定諤貓”來幫忙。首先採用量子光學相干態人為地製造出一隻“薛定諤貓”，並採取措施保護這隻“貓”不被環境消相干殺死，當然，我們在實驗上可以運用LG不等式來識別這隻“貓”確實是“量子”的（即實驗結果若違背LG不等式，就證實它是量子疊加態）。然後，在實驗上設法使“貓”逐漸胖起來（及增大相干態的平均光子數），一直胖到LG不等式不再被違背，這時“薛定諤貓”便死掉了，變為經典貓，它處在死或活的確定狀態上。這便找到了經典與量子的界限。特別要強調，實驗中“薛定諤貓”之死，既不是環境的他殺，也不是測量引起波包塌縮導致，而是“貓”變胖後的自然死亡。

當然我們還需設計更多的這類使薛定諤貓自然死亡的實驗，最終從實驗上搞清量子世界自發演化到經典世界究竟有哪些機制。一個可能採取的實驗方案是，採用質量很小的客體來製備薛定諤貓，然後逐漸增大質量，直至貓自然死亡為止。從而確認質量、引力是否是量子過渡到經典的機制。一旦我們能在實驗上搞清楚“量子—經典”過渡的機制，就可以在薛定諤方程中加上體現這個機制的相互作用項，從而可能將量子理論與經典理論融合起來。因此，研究“薛定諤貓”為什麼會自然死亡成為探索量子世界奧祕的重要抓手之一。

薛定諤的貓：生or死

一個密室，刑具是錘子和毒藥瓶，這個錘子由電子開關控制，而電子開關又由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出阿爾法粒子，觸動電子開關，貓必死無疑。不過，原子核的衰變是隨機事件。儘管人們能精確知道原子核衰變時刻的概率，卻無法判斷它具體何時衰變。所以，儘管薛定諤之貓必死無疑，人們卻無法得知它具體何時死亡。

這裡必須要認識量子行為的一個現象：觀測。微觀物質有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微觀物質以波的疊加混沌態存在；一旦觀測後，它們立刻選擇成為粒子。實驗是這樣的：在一個盒子裡有一隻貓，以及少量放射性物質。之後，有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這隻貓，同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。

根據經典物理學，在盒子裡必將發生這兩個結果之一，而外部觀測者只有開啟盒子才能知道里面的結果。在量子的世界裡，當盒子處於關閉狀態，整個系統則一直保持不確定性的波態，即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子開啟後，外部觀測者觀測時，物質以粒子形式表現後才能確定。這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解，可這使微觀不確定原理變成了巨集觀不確定原理，客觀規律不以人的意志為轉移，貓既活又死違背了邏輯思維。

薛定諤的貓（英文名稱：Erwin Schrödinger"s Cat）是奧地利著名物理學家薛定諤（Erwin Schrödinger, 1887年8月12日——1961年1月4日）提出的一個思想實驗，是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。但是，不可能存在既死又活的貓，則必須在開啟容器後才知道結果[1]。該實驗試圖從巨集觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題，巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和巨集觀的貓聯絡起來，以此求證觀測介入時量子的存在形式。隨著量子物理學的發展，薛定諤的貓還延伸出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤於1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗，試圖從巨集觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題。這一思想實驗巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和巨集觀的貓聯絡起來，以此求證觀測介入時量子的存在形式。 “薛定諤的貓”很好的闡述了20世紀量子力學這個科學成就的突破性和爭議性的現狀。隨著量子物理學的發展，“薛定諤的貓”還延伸出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

薛定諤的貓通俗解釋

1、什麼是薛定諤的貓？

薛定諤的貓是物理學家薛定諤提出的一個思想實驗，是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。

根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。但是是不可能存在即死又活的貓，則必須在開啟箱子後才知道結果。該實驗試圖從巨集觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題，巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和巨集觀的貓聯絡起來，以此求證觀測介入時量子的存在形式。[1]

2、“薛定諤的貓”背後的量子物理困局

“薛定諤的貓”的物理學背景在於，一個粒子的態在被觀測前具有多種可能態，用物理的語言來講就是多個波函式的疊加。但是在觀測之後，發現這個粒子其實處於疊加的多個波函式中的某一個。這樣的實驗事實令人費解：為什麼粒子的態可以同時處於這個態，又處於那個態？而在觀測之後，又固定在一個態上面了？為什麼粒子的行為取決於我是否觀測它？“薛定諤的貓”這個思想實驗通俗易懂，描述了微觀領域中，粒子違反邏輯的行為。

3、哥本哈根詮釋和“上帝不擲骰子”

以波爾為首的哥本哈根學派認為，測量的動作造成了波函式坍縮，原本的量子態服從一定的概率分佈，最終坍縮成某一個可以存在的量子態[2]。

但是愛因斯坦覺得，這種解釋就像是上帝在擲骰子選數字一樣，根本不靠譜。哥本哈根詮釋提出來的時候，被廣泛反對，這不符合客觀規律。

哥本哈根詮釋提出了不確定性原理。不確定原理意味著，一個東西在不在某個地方（處於某個態）是不確定的。這完全令人匪夷所思，但是又是實驗事實。

觀測者對於被觀測物的觀測行為存在擾動，換句話說，我們看這個世界，這個世界就存在。不看的話，誰也不知道這個世界是啥樣。

量子世界的本質就是概率。傳統觀念中的嚴格因果關係在量子世界是不存在的，必須以一種統計性的解釋來取而代之。換句話說，我們不知道一個東西在不在某個地方，只能說，這個東西有多少可能在某個地方。 [3]

“薛定諤的貓”這個思想實驗曾經是物理學的“災難”。它告訴物理學家，我們什麼都不知道，什麼東西都不是客觀的，而且一個東西的存在與否都得看概率，沒個準信。這幾乎摧毀了物理學家們所信奉的機械唯物主義。也因此，“薛定諤的貓”成為物理學史上最著名的思想實驗之一。

給個贊再走唄( ´◔ ‸◔`)

薛定諤提出的一個理想實驗。我是這麼理解的。把貓放在一個箱子裡。你開啟箱子的時候會隨機的觸發一個讓貓死亡的機關。所以觀測者的行為會影響觀測的結果。一個東西你不去管它，它就在那裡。你要是想去研究它，那麼研究結果就會受到你自身的影響。愛因斯坦有個祖母悖論，就是如果時間能倒流，一個人打死了自己的祖母，所以發展下去肯定就沒有這個人的出生了，進入了另外一個宇宙，這就叫平行宇宙。這樣的話會有無窮多個宇宙嗎?其實不是的。因為你倒流回去對宇宙做出了改變，那麼宇宙才會改變。你不倒流回去，宇宙就像這隻貓一樣，處於誰也不知道的什麼狀態。

老婆懷孕了，孩子有可能是男的，也有可能是女。只要你不去檢測或生下來，通過一件事去確定。肚子裡的孩子可是男也可是女。

在一個盒子裡有一隻貓，以及少量放射性物質。之後，有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這隻貓，同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來

說點大白話來解釋下就是在沒有觀察到事件結果的情況下，該事件處於發生和未發生這種未確定的狀態，比如你很喜歡一個女生，你不確定她是否對你有好感，在你未表白以前這個事件就是薛定諤的貓的狀態！