薛定谔的猫是什么意思(薛定谔的猫是什么？)

薛定谔的猫可能我们大多数人都听说过，但有多少人真正知道它的含义呢？

今天就来讨论一下。薛定谔的猫在说什么？

欧文·薛定谔(Irving schrdinger)是20世纪初的物理学家，他在量子理论方面做出了巨大贡献，并于1933年被授予诺贝尔物理学奖。我相信他物理系的朋友会很熟悉他，薛定谔方程会贯穿整个量子力学课程。

但他最著名的是“薛定谔的猫”，这是他用一只猫来反对哥本哈根学派关于波函数的观点的思想实验，但后来被广泛用来形象地描述宏观和微观物理系统的区别。

欧文·薛定谔(Erwin Schrdinger)

这一切是如何开始的？

自20世纪初量子力学诞生以来，在原子和亚原子层面对物理现象的解释取得了巨大成功。量子力学理论的预言与实验结果有着高度的一致，这使得大家从对量子力学原理的半信半疑到承认其正确性。

众所周知，在双缝干涉实验中，无论是光还是电子通过一个平行双缝的障碍物，在后屏上留下的都是许多明暗的干涉条纹，而不是双缝对应的两条明亮的条纹。后来，科学家们改为用单个光子或电子重复实验，在屏幕上留下干涉条纹。他们没有像预期的那样只走一条路。

双缝干涉实验

这证明了光和电子的波动特性，量子力学很好地说明了干涉条纹的强度是用波函数来表示概率的。然而，在这之后，以爱因斯坦为代表的物理学先驱和以玻尔为代表的哥本哈根学派，就这种波函数中概率展开了旷日持久的争论。

假设一个自旋为零的介子衰变为一个电子对，由于角动量守恒，分离的两个电子必然自旋相反，总自旋仍然为零。然后让它们往相反的方向飞，然后测量电子的自旋。如果观察者测量到其中一个电子的自旋是向上的，他马上就知道另一个电子的自旋是向下的。

哥本哈根学派认为电子自旋在测量之前是不确定的。正是这种测量使电子的态矢坍缩，产生了电子在另一个方向上的自旋。这也是我们现在大部分物理教材中的观点。

而爱因斯坦和薛定谔的定域物理实在观认为哥本哈根学派违背了狭义相对论，他们认为电子在产生的瞬间有确定的自旋方向，而量子力学无法告诉他们。换言之，量子力学是不完整的。

薛定谔用猫做了一个形象思维实验。想象一下，做这样一个黑盒子，里面放一只猫。在这个黑匣子里，有一个储存放射性物质的毒气装置，可能会也可能不会发生原子衰变。这两个过程的概率是相等的。如果发生原子衰变，这个原子就会触发这个装置，释放有毒气体，猫就死了。如果它不腐烂，猫就会没事。

那么，如果我们不打开盒子，猫是死是活呢？

哥本哈根学派认为，如果可以把猫看作量子力学的研究对象，那么被囚禁在黑箱中后的状态就应该用波函数来描述。换句话说，在盒子打开之前，猫的状态是完全不知道的。所以猫被认为是处于活着和死了两种状态的量子叠加态。

只有在外部观察者打开盒子的那一刻，猫才被迫选择一种状态，要么活着，要么死了。如果你发现猫死了，那么哥本哈根学派量子力学对这个悲剧的理解就是你的观察杀死了猫。

薛定谔认为猫在打开黑匣子之前处于死与活状态的结论是一种谬误。

量子理论用于描述电子、质子等亚原子粒子的行为，其核心是波函数的概念。波函数描述了这些粒子的所有可能状态，包括能量、动量和位置。

但是现在已经证明量子态坍缩不仅仅是由有意识的观察者驱动的，事实上量子粒子的每一次相互作用都会使其态坍缩，这也是量子计算机现在面临的问题。

薛定谔的猫不是真正的实验，甚至不是任何科学理论的一部分。薛定谔用猫构造了他的假想实验，以证明对量子论的简单误解会导致与现实世界不符的荒谬结果。它只是一个发明的工具，用于形象地解释。不幸的是，当代很多人还在继续传播量子态(以及现实本身)是由有意识的观察者决定的误解，用非物质的、不科学的方式用量子论来讨论现实、意识甚至形而上学的本质，这真让人哭笑不得。