薛定諤的“貓”

“薛定諤的貓”是量子力學的著名實驗之一，本實驗由奧地利物理學家薛定諤於1935年提出，其目的是為了諷刺量子力學中的哥本哈根學派，哥本哈根學派認為，在沒有測量之前，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，他便處於衰變&不衰變的疊加狀態，只有確實的觀測了，它才隨機選擇一種狀態而出現。

於是，薛定諤就把這個理論宏觀化，並選了一直可憐的貓作為實驗對象。假設把一隻貓放進一個不透明的盒子裡，並把這個盒子連接到一個包含一個放射性原子核和一個裝有有毒氣體容器的實驗裝置。設想這個放射性原子核在一個小時內有50%的可能性發生衰變。如果發生衰變，它將發射出一個粒子，這個粒子將會觸發實驗裝置，打開裝有毒氣的容器，從而殺死這隻貓。要是原子沒有衰變，那麼貓就好好地活著。根據哥本哈根學派的觀點，可以推論：當他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查看時，事情才有最終定論：要麼貓四腳朝天躺在箱子裡死掉了，要麼它活蹦亂跳的“喵喵”直叫。問題是，當我們沒有打開箱子之前，這隻貓處在什麼狀態？似乎唯一可能的就是，它和我們的原子一樣處在疊加狀態，這隻貓當時陷於一種死&活的混合態。

能夠耐心看到這裡的朋友你是怎麼想的呢？一隻貓同時又是死又是活的？它處在不死不活的疊加態？這未免和常識太過沖突，同時從生物學的角度來看也是奇怪的論調。其實，在我第一次瞭解到這種理論後，我最期待的是這隻貓能夠說話，讓它來描述一下這種狀態的“酸爽”。

這個實驗作為一種假設的理想試驗，並沒有真正進行過，所以貓到底是死是活也無從談起，但它從很大程度上開始讓人們關注量子力學在宏觀世界中運作的規律，這也是本實驗讓人為之震驚的根源，因為薛定諤把量子效應放大到了我們的日常世界，一切都變得匪夷所思起來，甚至我們的腦洞再大一點，不僅僅是貓，一切的一切，包括你我，當我們不去觀察時，都是處在不確定的疊加狀態的，因為世間萬物都是由服從不確定性原理的原子組成的，所以一切都不能免俗。其實這種結論是驚世駭俗的，因為經典物理學認為物質的存在是客觀的，不隨任何意志為轉移。而量子力學卻認為當你不觀察時，物質處在一種不確定的疊加態，你說不清它是什麼，甚至於物質的存在只是因為你意識到了它存在，而當你沒有意識到它時，可能什麼都不存在。不得不承認，這聽起來有著強烈的主觀唯心論的味道。怪不得當英國著名物理學家霍金聽到這個實驗時曾說“讓我去拿槍打死這隻貓”。

自從接觸了量子力學開始，我就覺得量子力學簡直是科學界的一股清流，那麼的與眾不同，量子力學有很多著名的實驗、假想以及悖論，都是腦洞大的出奇，乍一看簡直就是逗比，心情不好的時候總愛翻一番。但量子力學絕不是無稽之談，反而在深刻的解釋著這個世界。就像“薛定諤的貓”一樣，它既可當做茶餘飯後的小故事，又能引人入勝，帶給我們很多思索。

接下來一段時間裡，會繼續帶領大家瞭解量子世界的光怪陸離，小夥伴們盡請期待······