1
儘管貓主子就是你的一切，但要說它能帶你理解量子力學，你恐怕一時難以接受。
但是仔細想想你就能發現：“貓，是最具有量子屬性的一種宏觀世界的生物。”
舉個例子。
你每天下班回家，你將有可能面對兩種有天壤之別的場景——
有些時候，你的貓乖巧地在門口等你，蹭蹭你的腿，你簡直願意把全部工資上繳給主子買糧食買玩具。
但另一些時候，迎接你的是爛掉的耳機線、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙發一角，以及你恨不得一腳踹飛的貓。
它還一臉“不怪我是它們先動手”的無辜表情。
而整件事最微妙的一點在於，在你每次打開家門的瞬間之前，你都無法確知，今天你的貓是天使還是魔鬼。
如果用量子世界的語言來說，那麼你家的貓在你開門之前，處於天使與魔鬼的疊加態。
你想到了什麼？
1
儘管貓主子就是你的一切，但要說它能帶你理解量子力學，你恐怕一時難以接受。
但是仔細想想你就能發現：“貓，是最具有量子屬性的一種宏觀世界的生物。”
舉個例子。
你每天下班回家，你將有可能面對兩種有天壤之別的場景——
有些時候，你的貓乖巧地在門口等你，蹭蹭你的腿，你簡直願意把全部工資上繳給主子買糧食買玩具。
但另一些時候，迎接你的是爛掉的耳機線、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙發一角，以及你恨不得一腳踹飛的貓。
它還一臉“不怪我是它們先動手”的無辜表情。
而整件事最微妙的一點在於，在你每次打開家門的瞬間之前，你都無法確知，今天你的貓是天使還是魔鬼。
如果用量子世界的語言來說，那麼你家的貓在你開門之前，處於天使與魔鬼的疊加態。
你想到了什麼？
2
薛定諤的那隻既活又死的貓，也是如此。
在封閉不透明的盒子裡放一隻貓，再放入一個放射性原子。盒子裡還有一個檢測原子衰變的裝置，與毒氣釋放裝置相連。
這個原子有衰變的機率，如果衰變就會觸發檢測裝置，進而觸發毒氣裝置釋放毒氣，貓就被毒死；如果原子不衰變，貓就繼續活著。
這個略顯殘酷的思想實驗，其實是薛定諤對量子力學中哥本哈根學派的反擊。
雙方的 battle 是這樣的——薛定諤創建了波動方程，能夠嚴謹而自恰地解釋微觀粒子系統，著名的薛定諤方程在量子物理中的地位，如同宏觀物理中的經典力學牛頓三大定理一樣重要。
薛定諤認為，波函數是空間分佈函數，微觀粒子就像波一樣，在空間中按照波函數的規律排列。
哥本哈根學派的代表人波恩卻不這麼看。他將波函數視為隨機的概率，它代表的不是微觀粒子的具體位置，而是在某個位置出現的概率，這些概率形成的概率波按照波函數發展。
可是，物理學的終極意義就是找到解釋世界的規律，怎麼能容忍擲骰子一般的隨機概率？
薛定諤對“哥本哈根詮釋”很不滿，於是要用薛定諤的貓來證明這種詮釋的荒謬性：你們不是說原子的衰變是隨機的，原子處於既衰變又不衰變的狀態嗎？那就會有一隻既活又死的貓咯？這怎麼可能！貓的狀態肯定是要麼活，要麼死，並且在我們打開盒子之前就被決定好了。
而對此，“哥本哈根詮釋”如是說：“在被觀測之前，量子的屬性處於不確定狀態，即所有屬性的可能性的疊加態；而在對量子進行觀測的瞬間，量子的疊加態塌縮為一種結果，即變為固定態。”
“哥本哈根詮釋”如今已是量子物理學界的主流，也是大學教育中最常用的詮釋。
你家的貓比你更理解這種詮釋，要當天使還是魔鬼完全隨機，主要看心情。
上帝和你家的貓，可能都會擲骰子。
1
儘管貓主子就是你的一切，但要說它能帶你理解量子力學，你恐怕一時難以接受。
但是仔細想想你就能發現：“貓，是最具有量子屬性的一種宏觀世界的生物。”
舉個例子。
你每天下班回家，你將有可能面對兩種有天壤之別的場景——
有些時候，你的貓乖巧地在門口等你，蹭蹭你的腿，你簡直願意把全部工資上繳給主子買糧食買玩具。
但另一些時候，迎接你的是爛掉的耳機線、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙發一角，以及你恨不得一腳踹飛的貓。
它還一臉“不怪我是它們先動手”的無辜表情。
而整件事最微妙的一點在於，在你每次打開家門的瞬間之前，你都無法確知，今天你的貓是天使還是魔鬼。
如果用量子世界的語言來說，那麼你家的貓在你開門之前，處於天使與魔鬼的疊加態。
你想到了什麼？
2
薛定諤的那隻既活又死的貓，也是如此。
在封閉不透明的盒子裡放一隻貓，再放入一個放射性原子。盒子裡還有一個檢測原子衰變的裝置，與毒氣釋放裝置相連。
這個原子有衰變的機率，如果衰變就會觸發檢測裝置，進而觸發毒氣裝置釋放毒氣，貓就被毒死；如果原子不衰變，貓就繼續活著。
這個略顯殘酷的思想實驗，其實是薛定諤對量子力學中哥本哈根學派的反擊。
雙方的 battle 是這樣的——薛定諤創建了波動方程，能夠嚴謹而自恰地解釋微觀粒子系統，著名的薛定諤方程在量子物理中的地位，如同宏觀物理中的經典力學牛頓三大定理一樣重要。
薛定諤認為，波函數是空間分佈函數，微觀粒子就像波一樣，在空間中按照波函數的規律排列。
哥本哈根學派的代表人波恩卻不這麼看。他將波函數視為隨機的概率，它代表的不是微觀粒子的具體位置，而是在某個位置出現的概率，這些概率形成的概率波按照波函數發展。
可是，物理學的終極意義就是找到解釋世界的規律，怎麼能容忍擲骰子一般的隨機概率？
薛定諤對“哥本哈根詮釋”很不滿，於是要用薛定諤的貓來證明這種詮釋的荒謬性：你們不是說原子的衰變是隨機的，原子處於既衰變又不衰變的狀態嗎？那就會有一隻既活又死的貓咯？這怎麼可能！貓的狀態肯定是要麼活，要麼死，並且在我們打開盒子之前就被決定好了。
而對此，“哥本哈根詮釋”如是說：“在被觀測之前，量子的屬性處於不確定狀態，即所有屬性的可能性的疊加態；而在對量子進行觀測的瞬間，量子的疊加態塌縮為一種結果，即變為固定態。”
“哥本哈根詮釋”如今已是量子物理學界的主流，也是大學教育中最常用的詮釋。
你家的貓比你更理解這種詮釋，要當天使還是魔鬼完全隨機，主要看心情。
上帝和你家的貓，可能都會擲骰子。
3
難道就沒有一個辦法，能讓你養的貓永遠保持在天使的狀態，永遠可可愛愛嗎？
宏觀世界裡恐怕是沒有什麼招兒了，我們或許可以從量子世界的芝諾效應找找靈感。
我們都知道經典的芝諾悖論：一支飛行中的箭在任意時刻，都在空中某個固定的位置靜止，因此“飛行”這一運動過程成了所有靜止瞬間的集合。
量子芝諾效應則是科學研究表明：當觀測者用足夠高的頻率觀測微觀粒子，它就不會衰變而始終保持其初始狀態。
所以，你也可以做這樣的嘗試：當你打開家門，發現你的貓今天乖巧可愛，那你接下來就什麼也別幹了，開始頻繁地開門關門，一秒鐘也不要停！這樣持續觀察，你的貓就持續可愛了——
先別急著去嘗試！
必須要提醒你，量子世界還有反芝諾效應。也就是說，如果觀測速率過高，反而會加速微觀粒子的衰變。
這在宏觀世界就更好理解了：如果你沒把握好節奏，過於頻繁地開關門，挑逗你家主子，它可能就要原地炸毛了。
好了，理論已經齊備，快去實踐吧。養貓的讀者走好不送……
而留下繼續往下看文章的貓奴，恭喜你們尚存理智。
如果你真的去試了，在鄰居報警之前，你的貓就會因為嫌棄你過於沙雕而離家出走了。
這也提醒了我們一個基本道理：量子世界和宏觀世界遵循不一樣的規律。想給兩個世界尋找一個統一的世界觀和方法論，還面臨著很大的困難。（不過前沿物理學家們目前還沒有放棄找尋大統一理論的努力，甚至可以說這是他們的終極目標。）
宏觀世界的運行法則到了量子級別的微觀世界會失效，因此才會產生許多在我們看來不可思議的事情：
比如，原子粒子可以同時出現在兩個地方（比如粒子位置可以處於疊加態|1>+|2>，即這個粒子既在位置1又在位置2，既不在位置1又不在位置2）。
比如海森堡不確定性原理：一個微觀粒子的兩個物理量（如位置和動量、方位角與動量矩、時間和能量等）不可能同時具有確定的數值，其中一個量越確定，另一個量就越不確定。
再比如，把兩個處於糾纏狀態的粒子分開無論多遠，對其中一個粒子做什麼的時候，另一個也可以同時感應到……
而反過來，在微觀世界中能夠保持的量子特性，轉換到宏觀世界後就會消失。這種現象叫作退相干。目前退相干的過程還沒有被研究清楚，這也是現今量子計算機面臨的主要挑戰：保護敏感的量子狀態不受退相干影響。
所以現實就是這樣殘酷：雖然你現在對量子世界多懂了一些，但你仍然找不到降服你的貓的方法。
貓奴們，放棄妄想吧。貓其實是遊離於宏觀世界與微觀世界之外的通靈神物，你主子永遠是你主子。
1
儘管貓主子就是你的一切，但要說它能帶你理解量子力學，你恐怕一時難以接受。
但是仔細想想你就能發現：“貓，是最具有量子屬性的一種宏觀世界的生物。”
舉個例子。
你每天下班回家，你將有可能面對兩種有天壤之別的場景——
有些時候，你的貓乖巧地在門口等你，蹭蹭你的腿，你簡直願意把全部工資上繳給主子買糧食買玩具。
但另一些時候，迎接你的是爛掉的耳機線、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙發一角，以及你恨不得一腳踹飛的貓。
它還一臉“不怪我是它們先動手”的無辜表情。
而整件事最微妙的一點在於，在你每次打開家門的瞬間之前，你都無法確知，今天你的貓是天使還是魔鬼。
如果用量子世界的語言來說，那麼你家的貓在你開門之前，處於天使與魔鬼的疊加態。
你想到了什麼？
2
薛定諤的那隻既活又死的貓，也是如此。
在封閉不透明的盒子裡放一隻貓，再放入一個放射性原子。盒子裡還有一個檢測原子衰變的裝置，與毒氣釋放裝置相連。
這個原子有衰變的機率，如果衰變就會觸發檢測裝置，進而觸發毒氣裝置釋放毒氣，貓就被毒死；如果原子不衰變，貓就繼續活著。
這個略顯殘酷的思想實驗，其實是薛定諤對量子力學中哥本哈根學派的反擊。
雙方的 battle 是這樣的——薛定諤創建了波動方程，能夠嚴謹而自恰地解釋微觀粒子系統，著名的薛定諤方程在量子物理中的地位，如同宏觀物理中的經典力學牛頓三大定理一樣重要。
薛定諤認為，波函數是空間分佈函數，微觀粒子就像波一樣，在空間中按照波函數的規律排列。
哥本哈根學派的代表人波恩卻不這麼看。他將波函數視為隨機的概率，它代表的不是微觀粒子的具體位置，而是在某個位置出現的概率，這些概率形成的概率波按照波函數發展。
可是，物理學的終極意義就是找到解釋世界的規律，怎麼能容忍擲骰子一般的隨機概率？
薛定諤對“哥本哈根詮釋”很不滿，於是要用薛定諤的貓來證明這種詮釋的荒謬性：你們不是說原子的衰變是隨機的，原子處於既衰變又不衰變的狀態嗎？那就會有一隻既活又死的貓咯？這怎麼可能！貓的狀態肯定是要麼活，要麼死，並且在我們打開盒子之前就被決定好了。
而對此，“哥本哈根詮釋”如是說：“在被觀測之前，量子的屬性處於不確定狀態，即所有屬性的可能性的疊加態；而在對量子進行觀測的瞬間，量子的疊加態塌縮為一種結果，即變為固定態。”
“哥本哈根詮釋”如今已是量子物理學界的主流，也是大學教育中最常用的詮釋。
你家的貓比你更理解這種詮釋，要當天使還是魔鬼完全隨機，主要看心情。
上帝和你家的貓，可能都會擲骰子。
3
難道就沒有一個辦法，能讓你養的貓永遠保持在天使的狀態，永遠可可愛愛嗎？
宏觀世界裡恐怕是沒有什麼招兒了，我們或許可以從量子世界的芝諾效應找找靈感。
我們都知道經典的芝諾悖論：一支飛行中的箭在任意時刻，都在空中某個固定的位置靜止，因此“飛行”這一運動過程成了所有靜止瞬間的集合。
量子芝諾效應則是科學研究表明：當觀測者用足夠高的頻率觀測微觀粒子，它就不會衰變而始終保持其初始狀態。
所以，你也可以做這樣的嘗試：當你打開家門，發現你的貓今天乖巧可愛，那你接下來就什麼也別幹了，開始頻繁地開門關門，一秒鐘也不要停！這樣持續觀察，你的貓就持續可愛了——
先別急著去嘗試！
必須要提醒你，量子世界還有反芝諾效應。也就是說，如果觀測速率過高，反而會加速微觀粒子的衰變。
這在宏觀世界就更好理解了：如果你沒把握好節奏，過於頻繁地開關門，挑逗你家主子，它可能就要原地炸毛了。
好了，理論已經齊備，快去實踐吧。養貓的讀者走好不送……
而留下繼續往下看文章的貓奴，恭喜你們尚存理智。
如果你真的去試了，在鄰居報警之前，你的貓就會因為嫌棄你過於沙雕而離家出走了。
這也提醒了我們一個基本道理：量子世界和宏觀世界遵循不一樣的規律。想給兩個世界尋找一個統一的世界觀和方法論，還面臨著很大的困難。（不過前沿物理學家們目前還沒有放棄找尋大統一理論的努力，甚至可以說這是他們的終極目標。）
宏觀世界的運行法則到了量子級別的微觀世界會失效，因此才會產生許多在我們看來不可思議的事情：
比如，原子粒子可以同時出現在兩個地方（比如粒子位置可以處於疊加態|1>+|2>，即這個粒子既在位置1又在位置2，既不在位置1又不在位置2）。
比如海森堡不確定性原理：一個微觀粒子的兩個物理量（如位置和動量、方位角與動量矩、時間和能量等）不可能同時具有確定的數值，其中一個量越確定，另一個量就越不確定。
再比如，把兩個處於糾纏狀態的粒子分開無論多遠，對其中一個粒子做什麼的時候，另一個也可以同時感應到……
而反過來，在微觀世界中能夠保持的量子特性，轉換到宏觀世界後就會消失。這種現象叫作退相干。目前退相干的過程還沒有被研究清楚，這也是現今量子計算機面臨的主要挑戰：保護敏感的量子狀態不受退相干影響。
所以現實就是這樣殘酷：雖然你現在對量子世界多懂了一些，但你仍然找不到降服你的貓的方法。
貓奴們，放棄妄想吧。貓其實是遊離於宏觀世界與微觀世界之外的通靈神物，你主子永遠是你主子。
4
什麼？你還不死心？
那你可能更願意相信量子學派中的“多世界詮釋”。
由埃弗裡特率先提出的“多世界詮釋”，與前面提到的“哥本哈根詮釋”完全相反。他是薛定諤方程的擁躉，認同波函數是實體，量子的運動都可以由薛定諤方程描述。
埃弗裡特把待觀測的量子系統與觀測儀器視作整體，量子測量的過程就是系統與儀器之間的相互作用。在進行測量時，這種相互作用並不會發生塌縮，而是使波函數分裂成不同的項，在每一個項中，觀測者只能看到與自己觀測結果一致的世界，而對與其觀測結果不同的世界無從得知。
如今，我們已經從無數的文學影視作品中看過這個概念：平行世界。
具體來說就是：每次你打開家門的瞬間，你的家就分裂成兩個，你的貓也分裂成兩隻——
高興不？一下子多了一隻貓？
沒什麼可高興的，因為你也分裂成了兩個你。其中一個你看到天使態的貓，另一個你遭遇魔鬼態的貓。
而這種分裂會持續下去，你的每一次選擇都會分裂出新的世界，於是無限種可能性同時存在：你和貓從此過上幸福的生活；貓咬了你而它剛好攜帶狂犬病毒；或者你們身處一個被貓統治的世界，你其實是貓的寵物……細思恐極。
是不是更要珍惜你現在的貓主子了？
1
儘管貓主子就是你的一切，但要說它能帶你理解量子力學，你恐怕一時難以接受。
但是仔細想想你就能發現：“貓，是最具有量子屬性的一種宏觀世界的生物。”
舉個例子。
你每天下班回家，你將有可能面對兩種有天壤之別的場景——
有些時候，你的貓乖巧地在門口等你，蹭蹭你的腿，你簡直願意把全部工資上繳給主子買糧食買玩具。
但另一些時候，迎接你的是爛掉的耳機線、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙發一角，以及你恨不得一腳踹飛的貓。
它還一臉“不怪我是它們先動手”的無辜表情。
而整件事最微妙的一點在於，在你每次打開家門的瞬間之前，你都無法確知，今天你的貓是天使還是魔鬼。
如果用量子世界的語言來說，那麼你家的貓在你開門之前，處於天使與魔鬼的疊加態。
你想到了什麼？
2
薛定諤的那隻既活又死的貓，也是如此。
在封閉不透明的盒子裡放一隻貓，再放入一個放射性原子。盒子裡還有一個檢測原子衰變的裝置，與毒氣釋放裝置相連。
這個原子有衰變的機率，如果衰變就會觸發檢測裝置，進而觸發毒氣裝置釋放毒氣，貓就被毒死；如果原子不衰變，貓就繼續活著。
這個略顯殘酷的思想實驗，其實是薛定諤對量子力學中哥本哈根學派的反擊。
雙方的 battle 是這樣的——薛定諤創建了波動方程，能夠嚴謹而自恰地解釋微觀粒子系統，著名的薛定諤方程在量子物理中的地位，如同宏觀物理中的經典力學牛頓三大定理一樣重要。
薛定諤認為，波函數是空間分佈函數，微觀粒子就像波一樣，在空間中按照波函數的規律排列。
哥本哈根學派的代表人波恩卻不這麼看。他將波函數視為隨機的概率，它代表的不是微觀粒子的具體位置，而是在某個位置出現的概率，這些概率形成的概率波按照波函數發展。
可是，物理學的終極意義就是找到解釋世界的規律，怎麼能容忍擲骰子一般的隨機概率？
薛定諤對“哥本哈根詮釋”很不滿，於是要用薛定諤的貓來證明這種詮釋的荒謬性：你們不是說原子的衰變是隨機的，原子處於既衰變又不衰變的狀態嗎？那就會有一隻既活又死的貓咯？這怎麼可能！貓的狀態肯定是要麼活，要麼死，並且在我們打開盒子之前就被決定好了。
而對此，“哥本哈根詮釋”如是說：“在被觀測之前，量子的屬性處於不確定狀態，即所有屬性的可能性的疊加態；而在對量子進行觀測的瞬間，量子的疊加態塌縮為一種結果，即變為固定態。”
“哥本哈根詮釋”如今已是量子物理學界的主流，也是大學教育中最常用的詮釋。
你家的貓比你更理解這種詮釋，要當天使還是魔鬼完全隨機，主要看心情。
上帝和你家的貓，可能都會擲骰子。
3
難道就沒有一個辦法，能讓你養的貓永遠保持在天使的狀態，永遠可可愛愛嗎？
宏觀世界裡恐怕是沒有什麼招兒了，我們或許可以從量子世界的芝諾效應找找靈感。
我們都知道經典的芝諾悖論：一支飛行中的箭在任意時刻，都在空中某個固定的位置靜止，因此“飛行”這一運動過程成了所有靜止瞬間的集合。
量子芝諾效應則是科學研究表明：當觀測者用足夠高的頻率觀測微觀粒子，它就不會衰變而始終保持其初始狀態。
所以，你也可以做這樣的嘗試：當你打開家門，發現你的貓今天乖巧可愛，那你接下來就什麼也別幹了，開始頻繁地開門關門，一秒鐘也不要停！這樣持續觀察，你的貓就持續可愛了——
先別急著去嘗試！
必須要提醒你，量子世界還有反芝諾效應。也就是說，如果觀測速率過高，反而會加速微觀粒子的衰變。
這在宏觀世界就更好理解了：如果你沒把握好節奏，過於頻繁地開關門，挑逗你家主子，它可能就要原地炸毛了。
好了，理論已經齊備，快去實踐吧。養貓的讀者走好不送……
而留下繼續往下看文章的貓奴，恭喜你們尚存理智。
如果你真的去試了，在鄰居報警之前，你的貓就會因為嫌棄你過於沙雕而離家出走了。
這也提醒了我們一個基本道理：量子世界和宏觀世界遵循不一樣的規律。想給兩個世界尋找一個統一的世界觀和方法論，還面臨著很大的困難。（不過前沿物理學家們目前還沒有放棄找尋大統一理論的努力，甚至可以說這是他們的終極目標。）
宏觀世界的運行法則到了量子級別的微觀世界會失效，因此才會產生許多在我們看來不可思議的事情：
比如，原子粒子可以同時出現在兩個地方（比如粒子位置可以處於疊加態|1>+|2>，即這個粒子既在位置1又在位置2，既不在位置1又不在位置2）。
比如海森堡不確定性原理：一個微觀粒子的兩個物理量（如位置和動量、方位角與動量矩、時間和能量等）不可能同時具有確定的數值，其中一個量越確定，另一個量就越不確定。
再比如，把兩個處於糾纏狀態的粒子分開無論多遠，對其中一個粒子做什麼的時候，另一個也可以同時感應到……
而反過來，在微觀世界中能夠保持的量子特性，轉換到宏觀世界後就會消失。這種現象叫作退相干。目前退相干的過程還沒有被研究清楚，這也是現今量子計算機面臨的主要挑戰：保護敏感的量子狀態不受退相干影響。
所以現實就是這樣殘酷：雖然你現在對量子世界多懂了一些，但你仍然找不到降服你的貓的方法。
貓奴們，放棄妄想吧。貓其實是遊離於宏觀世界與微觀世界之外的通靈神物，你主子永遠是你主子。
4
什麼？你還不死心？
那你可能更願意相信量子學派中的“多世界詮釋”。
由埃弗裡特率先提出的“多世界詮釋”，與前面提到的“哥本哈根詮釋”完全相反。他是薛定諤方程的擁躉，認同波函數是實體，量子的運動都可以由薛定諤方程描述。
埃弗裡特把待觀測的量子系統與觀測儀器視作整體，量子測量的過程就是系統與儀器之間的相互作用。在進行測量時，這種相互作用並不會發生塌縮，而是使波函數分裂成不同的項，在每一個項中，觀測者只能看到與自己觀測結果一致的世界，而對與其觀測結果不同的世界無從得知。
如今，我們已經從無數的文學影視作品中看過這個概念：平行世界。
具體來說就是：每次你打開家門的瞬間，你的家就分裂成兩個，你的貓也分裂成兩隻——
高興不？一下子多了一隻貓？
沒什麼可高興的，因為你也分裂成了兩個你。其中一個你看到天使態的貓，另一個你遭遇魔鬼態的貓。
而這種分裂會持續下去，你的每一次選擇都會分裂出新的世界，於是無限種可能性同時存在：你和貓從此過上幸福的生活；貓咬了你而它剛好攜帶狂犬病毒；或者你們身處一個被貓統治的世界，你其實是貓的寵物……細思恐極。
是不是更要珍惜你現在的貓主子了？