科技前沿|世纪“悬案”：把猫关进箱子 再放一瓶毒药 会怎么样？
你或许听说过“量子力学”这门学科 ，也听人说过“薛定谔的猫”，这是一只被关在盒子里的不同寻常的“猫”，它既可能是“死”的，又可能是“活”的 。
等等，这是怎么回事？怎么可能有一只猫既是“死”的，又是“活”的呢？
今天恰逢理论物理学家埃尔文·薛定谔诞辰 135 周年，让我们来好好聊聊他这只既“死”又“活”的猫，以及“薛定谔的猫”这近一百年来是如何被人们用错的 。
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埃尔文·薛定谔，图片来源：Wikipedia
首先咱要声明，薛定谔的“猫”并不是一只真的“猫”，薛定谔没有真的把猫给弄成这状态，那属于虐待动物了 。
“薛定谔的猫”其实是薛定谔提出的一个思想实验，而且还是一个使用了反证法、用来驳倒论敌的思想实验：
【科技前沿|世纪“悬案”：把猫关进箱子 再放一瓶毒药 会怎么样？】他认为，如果论敌的说法成立，那就会导致一只猫同时处在死和活的状态，这是十分荒谬的、一看就知道不可能的 。由此可见，论敌的说法一定不成立 。
换句话说，薛定谔本人并不相信这猫既“死”又“活” 。
所以“如薛定谔的猫一样”这句话用来形容一件事情很“荒谬”似乎更贴近薛定谔提出它时原本的意思 。
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图片来自：pixabay
但薛定谔为啥要费劲设计这么一个思想实验，他要驳倒的论敌是谁呢？是量子力学的哥本哈根解释 。
量子力学是诞生于20世纪的新学科，它是主宰微观世界的物理规律 。它发现了许多非常反直觉的现象，比如说，一个物理量好像可以是以概率的方式存在的：有时候测出来是一个值，有时候测出来却是另一个值 。
这很奇怪 。日常生活里，如果你让一个小球旋转起来，那旋转方向是左旋还是右旋应该一眼就能看出来，没有任何疑问 。
在量子力学的世界里，你的仪器测量倒也能清楚地给出答案，可是两个看起来完全一样的球，给出的答案却不一样 。
如何解释这个现象呢？量子力学里，粒子可以存在于一种“量子叠加”的状态下，也就是可以既左旋又右旋 。
而当粒子和外界环境产生关联，比如说被人类测量的时候，哥本哈根解释认为这种叠加态会发生“坍缩”，也就是按照概率变成其中一种具体的状态 。
这确实可以解释量子力学遇到的迷惑情况，但总有种欺负人的感觉 。
如果一个状态一测量就消失，凭什么还说它存在呢？很多著名物理学家，包括爱因斯坦和薛定谔，都无法接受这个观点 。
在和爱因斯坦讨论过几轮之后，薛定谔觉得自己抓住了问题的关键，而薛定谔的猫，就是他对哥本哈根解释的反驳 。
他说，想象一下我们把一只猫关进与外面世界完全隔绝的箱子里面，箱子里装一瓶毒药，毒药上连动一个机关，只有被放射线打到的时候机关才会启动，打开毒药的盖子，把猫毒死 。
然后，我们把几个放射性原子放在机关边上，等待一小段时间，问猫会怎样？
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薛定谔的猫思想实验，图片来源：Wikipedia
放射性原子衰变释放出放射线，这个过程是量子力学掌管的 。按照哥本哈根解释，只要不去观察，那么原子就处于衰变和没衰变的叠加态 。依此类推，放射线也应该处于有和没有的叠加态，机关也应该处于启动和没启动的叠加态，毒药处于释放和没释放的叠加态 。所以，猫也处于死了和活了的叠加态，只有开箱的时候才能见分晓 。
薛定谔认为，猫的死活叠加是明显荒谬的，所以反过来可以一路往上推，证明原子的叠加也是有问题的 。
不过，这终究还是他的主观观点 。毕竟谁也无法真的做出一个与世隔绝的箱子来验证这一点 。
猫走动的声音，猫的体温，甚至猫的呼吸引发的气压变化，都能透过箱子传播到外界环境里，都能让人不开箱就测量出猫的死活 。
薛定谔的猫这个思想实验提出之后，其他物理学家也纷纷提出了自己的量子力学解释 。
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