“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)，一個(gè)乍聽(tīng)之下似乎難以置信的構(gòu)想，它并不意在真實(shí)世界中施行，而是薛定諤用來(lái)質(zhì)疑量子力學(xué)哥本哈根解釋的思維游戲。實(shí)驗(yàn)本身無(wú)法實(shí)際操作，它的目的是要提出一個(gè)難題，而非真正的實(shí)驗(yàn)操作。
這則實(shí)驗(yàn)，盡管廣為人知，能對(duì)其完整復(fù)述者不在少數(shù)，但真正洞悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵及其背景者寥寥。正如前述問(wèn)題所指出的，若你試圖在現(xiàn)實(shí)中拿一只貓來(lái)驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)的真?zhèn)?，那恰恰暴露了你?duì)其本質(zhì)的誤解。
“薛定諤的貓”是一種思維實(shí)驗(yàn)，所謂思維實(shí)驗(yàn)，即是指那些在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法完成，只能依靠想象來(lái)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。薛定諤的本意并非認(rèn)為這樣的實(shí)驗(yàn)有可能實(shí)現(xiàn)，相反，他自己也并不認(rèn)為這樣的實(shí)驗(yàn)會(huì)成功。他通過(guò)這個(gè)悖論性的設(shè)想，表達(dá)了對(duì)哥本哈根學(xué)派所謂的“不確定性原理”的強(qiáng)烈質(zhì)疑和諷刺。
換句話(huà)說(shuō)，薛定諤提出這一思維實(shí)驗(yàn)是為了反駁哥本哈根派對(duì)不確定性的解釋?zhuān)举|(zhì)上屬于哲學(xué)范疇，而非實(shí)驗(yàn)科學(xué)。
薛定諤創(chuàng)立了量子波動(dòng)方程，他認(rèn)為量子狀態(tài)是連續(xù)的，可以用波動(dòng)方程來(lái)描繪。但波爾則主張量子狀態(tài)是不連續(xù)的，只能發(fā)生跳躍變化，而由于“隱變量”的存在，這種變化是不可測(cè)量的。在測(cè)量之前，你永遠(yuǎn)無(wú)法確定體系的真實(shí)狀態(tài)，一旦測(cè)量，波函數(shù)便會(huì)坍縮到一個(gè)確定的狀態(tài)。這與波動(dòng)方程所描述的連續(xù)性產(chǎn)生了矛盾，這是薛定諤所不能接受的。
關(guān)于“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)，盡管眾所周知，我們還是簡(jiǎn)要介紹一下，這個(gè)實(shí)驗(yàn)包含了兩個(gè)關(guān)鍵元素：一個(gè)由核衰變釋放的粒子控制的開(kāi)關(guān)和毒氣，以及那只處于“既死又活”狀態(tài)的貓。薛定諤通過(guò)這只貓，諷刺了哥本哈根學(xué)派對(duì)“隱變量”不確定性的解釋?zhuān)J(rèn)為這在邏輯上是自相矛盾的。因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中，除了“死”和“活”兩種狀態(tài)外，貓還被置于一個(gè)“既死又活”的疊加狀態(tài)。而量子世界的真實(shí)情況卻是處于某種模糊不清的混沌狀態(tài)，我們無(wú)法對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，這使薛定諤感到憤怒。
按照哥本哈根解釋?zhuān)@只貓不可避免地會(huì)陷入一個(gè)詭異的生死疊加態(tài)，在現(xiàn)實(shí)世界中，這顯然是一個(gè)悖論，怎么可能存在一只“既死又活”的貓呢？
如何解釋這種悖論，成為了量子力學(xué)發(fā)展中的一個(gè)哲學(xué)問(wèn)題。
對(duì)于以波爾為首的哥本哈根學(xué)派來(lái)說(shuō)，在微觀(guān)世界中，一個(gè)微觀(guān)粒子只有在被觀(guān)測(cè)到之后，其狀態(tài)才會(huì)變得確定，否則它可以處于一種不確定的狀態(tài)，既可以在這里也可以在那里，甚至可以在兩個(gè)不同地點(diǎn)同時(shí)存在。
在未被觀(guān)測(cè)之前，微觀(guān)粒子沒(méi)有確定的現(xiàn)實(shí)性，即我們?cè)诤暧^(guān)世界中所見(jiàn)到的那種現(xiàn)實(shí)性。那么，在未被觀(guān)測(cè)前，微觀(guān)粒子究竟處于何種狀態(tài)呢？
簡(jiǎn)而言之，微觀(guān)粒子會(huì)以概率波的形式存在，只能通過(guò)概率來(lái)描述，而一旦被觀(guān)測(cè)，概率波便會(huì)坍縮，成為一種本征態(tài)，從波的形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ｗ拥男问健?/p>
“薛定諤的貓”不過(guò)是這種概率波形式在宏觀(guān)世界中的一種表現(xiàn)。這只貓就如同宏觀(guān)世界中的“微觀(guān)粒子”。
由此還引出了另一個(gè)著名的問(wèn)題：月亮在我們不看它的時(shí)候，它是否存在？
這是愛(ài)因斯坦在反駁波爾時(shí)提出的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題的核心在于：什么是觀(guān)測(cè)？只有人類(lèi)用眼睛看或用儀器測(cè)量才算是觀(guān)測(cè)嗎？
哥本哈根學(xué)派正是這樣理解的，波爾就曾如此回應(yīng)愛(ài)因斯坦：如果你不看月亮，你怎么知道它就在那里呢？
這顯然不僅是一個(gè)悖論，還包含了矛盾：我們明明知道月亮就在那里，但不觀(guān)測(cè)它確實(shí)無(wú)法確定！這多少有些詭辯的味道。
另一個(gè)問(wèn)題則涉及到人類(lèi)誕生之前的宇宙：在沒(méi)有人類(lèi)觀(guān)測(cè)的情況下，宇宙是否也是以概率波的形式存在？
對(duì)于像“薛定諤的貓”這樣的悖論，現(xiàn)代量子物理學(xué)家的解釋是，觀(guān)測(cè)的定義不僅僅是狹義上的“用眼睛看”，任何物質(zhì)間的相互作用都可以視為“被觀(guān)測(cè)”，物質(zhì)的概率波形式便會(huì)坍縮為一種真實(shí)的存在。
從這個(gè)角度來(lái)看，貓本身是一個(gè)觀(guān)測(cè)者，它可以自行觀(guān)測(cè)自己，而無(wú)需外部力量（如人類(lèi)的觀(guān)看或儀器的測(cè)量）來(lái)確定它是死是活。
然而，這種解釋并未使所有人信服。在現(xiàn)實(shí)世界中，貓不可能處于“既死又活”的疊加狀態(tài)，它只能處于“死”或“活”的狀態(tài)。
薛定諤是一位實(shí)在論者，他并不認(rèn)同波爾等人的“不確定性原理”。薛定諤曾提出了關(guān)于自然界的兩條基本原則：可理解性和客觀(guān)化。這也導(dǎo)致了薛定諤與以波爾為首的學(xué)派之間的激烈爭(zhēng)論。
關(guān)于“哥本哈根派”一詞的由來(lái)，它指的是波爾、海森堡、伯恩等物理學(xué)家在哥本哈根大學(xué)提出的“不確定性解釋”。除了上述幾位，還有泡利、狄拉克等著名物理學(xué)家。與之相對(duì)的，是以薛定諤和愛(ài)因斯坦為首的學(xué)派。薛定諤提出了“薛定諤的貓”來(lái)諷刺哥本哈根派，而愛(ài)因斯坦則用“上帝不擲骰子”來(lái)質(zhì)疑波爾。
然而不得不說(shuō)，哥本哈根派的量子力學(xué)解釋最終成為了被廣泛接受的“正統(tǒng)解釋”，至少目前是這樣。
無(wú)論如何，科學(xué)家們永遠(yuǎn)在不斷探索，探索自然的本質(zhì)。作為熱愛(ài)科學(xué)的我們，也應(yīng)該用科學(xué)的態(tài)度來(lái)對(duì)待科學(xué)，哪怕是提出質(zhì)疑，也應(yīng)提出自己的見(jiàn)解，然后公開(kāi)討論。
量子力學(xué)已經(jīng)經(jīng)歷了百年的發(fā)展，如今已深入到我們的日常生活中，我們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多電子產(chǎn)品，如芯片，就利用了量子力學(xué)的原理。量子力學(xué)是一個(gè)真實(shí)且科學(xué)的理論，盡管薛定諤和愛(ài)因斯坦等科學(xué)家質(zhì)疑哥本哈根派，但這并不意味著他們反對(duì)量子力學(xué)，事實(shí)上，他們正是量子力學(xué)的奠基人之一，他們?cè)趺纯赡苜|(zhì)疑量子力學(xué)呢？他們只是認(rèn)為應(yīng)該有更深層次的機(jī)制來(lái)解釋量子世界的“不確定性”！
數(shù)清](http://videoimg.ws.126.net/cover/20250312/NLf0CmVAv_cover.jpg)
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