“薛定谔的猫”无疑是科学史上广为人知的奇思妙想。这只猫不仅让“量子力学”声名鹊起，更可谓是这一科学概念普及于世的首席功臣。

什么是“薛定谔的猫”？

“薛定谔的猫”是由奥地利物理大师薛定谔所构想的一个有名的思想实验，它将一个活泼的猫置于一个“生与死的叠加状态”之中。

具体的设想是这样的：

一只可爱的猫被放置在一个装有量子机关的毒气瓶的箱子里，箱子被密封以防观察。毒气瓶的开关由一个具有24小时半衰期的放射性物质所控制。

在这关键的24小时内，放射性物质若发生衰变、释放出α粒子，开关便会触发，砸碎毒气瓶，猫必死无疑；反之，如果放射性物质没有衰变，毒气瓶安然无恙，猫自然得以幸存。

由于放射性物质何时衰变是无法预知的，所以在这段时间里，箱中的猫可能安然无恙，也可能已命丧黄泉。然而，唯有打开箱子，我们方能确定猫的具体生死。

这一概念对应了量子力学中“量子不可测”的性质。当我们不进行观测时，量子可以存在于一个矛盾的叠加状态中，但一旦观测发生，叠加态便会坍缩为一个确定的状态。

在这种框架下，哥本哈根学派的诠释会认为箱中的猫正处于一种“生死叠加”的状态，即生即死的奇异状态。

为何会有这样的设想？

1926年，薛定谔凭借其深厚的数学功底，推导出了著名的“薛定谔方程”，并成功运用它解释了氢原子的结构。但作为一个数学天才，薛定谔却无法诠释波函数的物理意义。

数学与物理的根本区别在于是否具有物理意义，缺乏实质的物理意义，就不能构成一个完善的理论。之后，德国的物理学家马克思·玻恩对薛定谔方程做了一个易于理解的诠释：

波函数代表了概率波，只能计算在某位置发现某个粒子的概率，而观测和测量仅能预测某一结果的概率，无法确定一定会得到什么结果。

玻恩的诠释是基于概率的，凭借这一诠释，玻恩赢得了1954年的诺贝尔物理学奖。

本应感谢玻恩的薛定谔却并不领情，因为薛定谔支持爱因斯坦的“决定论”，而玻恩的概率诠释则归于“概率论”，并且成为了著名的“哥本哈根诠释”，这使薛定谔深感不满。

尽管爱因斯坦和薛定谔对量子力学的发展产生了巨大的影响，但他们对于玻尔主导的“哥本哈根诠释”始终持反对态度。然而，在多次论战中，爱因斯坦均告败北，不经意间反而促进了量子力学“哥本哈根诠释”的建立。

1955年，爱因斯坦逝世后，作为爱因斯坦的追随者，薛定谔憋大招，构思出了“薛定谔猫”的思想实验，继续向玻尔一派发起挑战。

薛定谔本意是通过这一思想实验，将量子的不确定性引入到宏观世界，使人们能够直观地体验到“概率”描述的不可靠性。

但这个思想实验实际上并未证明任何事情，它只是薛定谔对量子力学“哥本哈根诠释”的不满情绪的又一次发泄。尽管如此，他自知没有更好的解释，但也只能如此。

围绕爱因斯坦和玻尔的量子论战，一系列思想实验的诞生，不过是科学家们在哲学立场上的交锋，世界到底由何主导？是决定论，还是概率论？

这个问题至今仍无定论。

简要了解“哥本哈根诠释”，为何让爱因斯坦、薛定谔等人难以接受

1、玻恩的波函数概率诠释：前面已有所提及。

2、海森堡的不确定性原理：某些成对的物理量，不能同时被精确测量，一个量越确定，另一个量就越不确定，互为消长。

3、玻尔的互补原理：某些物理实体具有看似矛盾的多重属性，原则上不可能用同一方法同时观察到其所有属性，只能通过不同的方式观察到各自不同的属性。

4、玻尔的对应原理：尽管量子力学的规则适用于微观尺度，但由此得出的结论不能与宏观尺度的观察结果相悖，宏观尺度仍遵循经典物理学的规则。即在大量量子数极限的情况下，量子体系的运动趋向于经典力学体系，量子物理定律可以转化为经典物理定律。

5、叠加态原理：若A和B是粒子的两种状态，那么A+B是这个粒子的第三种状态，同时具有A和B的特性。

6、波函数坍缩：在两次测量之间，除了概率波函数外，微观物体并不存在，它只是具有多种可能状态。只有当我们进行观察或测量时，这些“可能”状态才会坍缩成一个确定的“现实”状态。

读完这些原理或许会让人觉得头大，为了描述一个量子，竟然需要这么多的原理。这对于追求简洁和统一的物理学来说，未免过于繁琐。就像一个人说了很多话，却无法提炼出一个中心思想一样。

但这些原理与实验结果完美契合，且不可或缺。然而在爱因斯坦、薛定谔等人看来，量子力学的“哥本哈根诠释”并不完备，不是量子力学的本质。但作为量子力学的主流解释，没有人能提供比“哥本哈根学派”更好的解释。

“薛定谔的猫”启发了“薛定谔猫态”的科学实验。

虽然“薛定谔的猫”起初只是科学家的一个赌气或玩笑，但它却激发了科学家们将微观世界的量子特性引入到宏观世界的实验探索中。

2005年，美国的科学家宣称他们成功让6个铍离子实现了自旋方向完全相反的宏观量子叠加态，戏称为“薛定谔猫态”。

自此以后，类似的实验在世界各地纷纷展开，但目前所有实验都无法持久，即无法让量子叠加态在宏观世界中持续存在。如果未来真的能做到这一点，那么薛定谔的玩笑就开大了，或许我们真的能达到“生死叠加，不死不灭”的境地呢？呵呵！