薛定谔的猫——箱子里的猫既活着又死了

大家好，我是 Senko。本文将解读“薛定谔的猫”。

这大概是世界上最有名的物理学悖论了。被关在箱子里的猫，在打开箱子之前，“活着的状态”和“死了的状态”同时存在——量子力学如是说。可按常识来想，猫怎么可能又活又死呢？

思想实验的设定

这是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔于 1935 年提出的思想实验。

在一个密闭的箱子里放入以下东西：

1 小时后，如果放射性物质衰变了，毒气释放，猫死；没有衰变，猫活。

问题是：“打开箱子之前，猫处于什么状态？”

按照量子力学的标准诠释（哥本哈根诠释），放射性物质的原子在被观测之前，处于“已衰变”与“未衰变”的叠加态。

如果原子处于叠加态，与之联动的毒气装置也应处于“已启动与未启动的叠加”，于是猫也应处于“死了与活着的叠加”。

打开箱子进行观测的那一瞬间，叠加态“坍缩”，猫才确定为生或死的其中一方——严格遵循量子力学理论，就会得出这个结论。

这里有个重要事实：薛定谔设计这个思想实验，是为了“批判”量子力学。

薛定谔想说的是：“把量子力学的诠释原样套到日常世界，就会得出猫又活又死这种荒唐结论。这正说明量子力学的诠释有问题。”

换句话说，这个悖论并不是在证明量子力学的正确性，而是一份用来控诉“叠加态”诠释有问题的反证。

薛定谔的猫抛出的根本问题是：“微观的量子世界”与“宏观的日常世界”之间的边界究竟在哪里。

单个原子可以处于叠加态——这已被实验证实。那么分子呢？病毒呢？细菌呢？猫呢？人呢？

“量子世界”与“经典世界”之间理应有一条分界线，但它到底在哪里，至今没有明确答案。这被称为“量子–经典对应”或“观测问题”，是物理学最深刻的未解决问题之一。

针对薛定谔的猫，物理学家们提出了几种诠释。

哥本哈根诠释认为观测发生的瞬间叠加态坍缩，但“观测究竟是什么”始终含糊不清。

“多世界诠释”（埃弗雷特诠释）认为打开箱子的瞬间世界发生分裂，“猫活着的世界”和“猫死了的世界”同时存在。叠加态并不坍缩，观测者自己也成为叠加的一部分。

退相干理论解释说，宏观物体与周围环境持续相互作用，叠加态会在极短时间内消失（退相干）。像猫这样大的物体，叠加态实际上无法存在。这是目前接受度最高的解释之一，但也有人指出它并未从根本上解决问题。

薛定谔的猫早已超越物理学，成为一种文化符号，被动画、小说、电影、游戏等各种媒介引用。

“在确定之前，所有可能性共存”这个意象虽然偏离了物理学的严格诠释，但作为哲学隐喻魅力十足。

以下是与薛定谔的猫同样涉及量子观测问题与量子纠缠的相关悖论。

本文解读了“薛定谔的猫”。

量子力学这个人类最精密的理论，一旦应用到日常世界，就导出猫又活又死的怪异结论。这个悖论提醒我们：对于自然界的根本机制，人类还远远没有完全理解。

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