什麼是薛定谔貓_大眾科普網

們通常樂於批判他，我們的哥本哈根派是否比他走得更遠呢？好歹貝克萊還認為事物是連續客觀地存在的，因為總有“上帝”在不停地看著一切。而量子論？“陛下，我不需要上帝這個假設”。
與貝克萊互相輝映的東方代表大概要算王陽明。他在《傳習錄·下》中也說過一句有名的話：“你未看此花時，此花與汝同歸於寂；你來看此花時，則此花顏色一時明白起來……”如果王陽明懂量子論，他多半會說：“你未觀測此花時，此花並未實在地存在，按波函數而歸於寂；你來觀測此花時，則此花波函數發生坍縮，它的顏色一時變成明白的實在……”測量即是理，測量外無理。
薛定谔的貓和量子自殺
究竟是必然還是偶然決定了宇宙的命運？或者說：上帝玩色子嗎？這個是量子力學和相對論最大的爭議。量子力學主張：世界是由不確定的、隨機的事件決定，這個不確定（後者叫波動）其實就是辯證法主張的矛盾運作；而相對論則認為：世界應該是由固定的、機械的規律統治，任何看似偶然的事件背後，其實都有必然在支撐。
兩大學派最激烈的爭論，可能與“薛定谔的貓”有關。這個實驗是這樣的：
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，它才隨機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。
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。
問題出來了：為什麼“打開箱子”會使得波函數發生坍縮？難道是“打開箱子”這個動作引起的波函數變化影響到了原來的二重疊加？還是我們壓根就不可能觀測到疊加現象？
如果是後者，那麼有一個現象是我們必須了解的：我們所看到的一切景象，其實都是波函數的疊加狀態。好比一個和量子力學不沾邊，但是有很貼切的例子：我們的眼睛，看到的都是立體的景象，其實就是兩眼看到的平面在腦海中疊加的產物。如果你把食指放在鼻梁上，然後緩慢的向前移動，你會看到：明明是一根食指，卻變成了兩根。隨著食指離鼻梁越來越遠，“兩個食指”逐漸歸於一根。這個現象就是疊加，你完全能夠觀測到。
那看來原因好像就是前者。實際上，科學家也確實成功的觀測到了薛定谔貓態：
美國科學家宣布，他們成功讓６個铍離子系統實現了自旋方向完全相反的宏觀義的世界，因此，從一開始這個問題就沒有意義。
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