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什麼是薛定谔貓

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簡單的說。
如果量子論是存在的。那麼將一只貓關在箱子裡，箱內還置有一小塊鈾、一個盛有毒氣的玻璃瓶，和一套由檢測器控制的榔頭所構成的執行機構。鈾是不穩定的元素，衰變時放出射線觸發檢測器，驅動榔頭擊碎玻璃瓶，釋放出毒氣將貓毒死。鈾未衰變前，毒氣未放出，貓是活的。鈾原子在何時衰變是不確定的，所以是處於疊加態。薛定谔挖苦說：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！）所以？那麼真的這樣做了，貓到底是死的還是活的？還是其他的狀態？

薛定谔貓是關於量子理論的一個理想實驗。
實驗內容：這只貓十分可憐，她（假設這是一只雌性的貓，以引起更多憐憫）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，雌貓必死無疑。這個殘忍的裝置由薛定谔所設計，所以此貓便叫做薛定谔的貓。
薛定谔的倒霉貓薛定谔貓提出原文：薛定谔在１９３５年發表了一篇論文，題為《量子力學的現狀》，在論文的第５節，薛定谔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。那麼讓我們把這個原子放在一個不透明的箱子中讓它保持這種疊加狀態。現在薛定谔想象了一種結構巧妙的精密裝置，每當原子衰變而放出一個中子，它就激發一連串連鎖反應，最終結果是打破箱子裡的一個毒氣瓶，而同時在箱子裡的還有一只可憐的貓。事情很明顯：如果原子衰變了，那麼毒氣瓶就被打破，貓就被毒死。要是原子沒有衰變，那麼貓就好好地活著。
自然的推論：當它們都被鎖在箱子裡時，因為我們沒有觀察，所以那個原子處在衰變／不衰變的疊加狀態。因為原子的狀態不確定，所以貓的狀態也不確定，只有當我們打開箱子察看，事情才最終定論：要麼貓躺在箱子裡死掉了，要麼它活蹦亂跳地“喵嗚”直叫。問題是，當我們沒有打開箱子之前，這只貓處在什麼狀態？似乎唯一的可能就是，它和我們的原子一樣處在疊加態，這只貓當時陷於一種死／活的混合。
一只貓同時又是死的又是活的？它處在不死不活的疊加態？這未免和常識太過沖突，同時在生物學角度來講也是奇談怪論。如果打開箱子出來一只活貓，那麼要是它能說話，它會不會描述那種死／活疊加的奇異感受？恐怕不太可能。換言之，薛定谔貓概念的提出是為了解決愛因斯坦的相對論所帶來的祖母悖論，即平行宇宙之說。
[編輯本段]薛定谔貓疑惑
盡管量子論的誕生已經過了一個世紀，其輝煌鼎盛與繁榮也過了半個世紀。但是量子理論曾經引起的困惑至今仍困惑著人們。正如玻爾的名言：“誰要是第一次聽到量子理論時沒有感到困惑，那他一定沒聽懂。”薛定谔的貓就是諸多量子困惑中有代表性的一個。
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——也就是雌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，雌貓或者死，或者活。這是她的兩種本征態。但是，如果我們用薛定谔方程來描述薛定谔貓，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，才能確切地知道雌貓是死是活。此時，貓的波函數由疊加態立即收縮到某一個本征態。
量子理論認為：如果沒有揭開蓋子，進行觀察，我們永遠也不知道雌貓是死是活，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？
薛定谔挖苦說：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，我們知道了貓的確定態：死，或者活。哥本哈根的幾率诠釋的優點是：只出現一個結果，這與我們觀測到的結果相符合。
但是有一個大的問題：它要求波函數突然坍縮。但物理學中沒有一個公式能夠描述這種坍縮。盡管如此，長期以來物理學家們出於實用主義的考慮，還是接受了哥本哈根的诠釋。付出的代價是：違反了薛定谔方程。這就難怪薛定谔一直耿耿於懷了。
[編輯本段]尋找薛定谔貓