薛定谔的猫到底讲述了什么？为什么存在一只“既死又活”的猫？（薛定谔的猫说的是什么）

薛定谔的猫是由著名物理学家薛定谔在1935年提出的思想实验，薛定谔提出这个实验的主要目的是质疑量子力学的不确定性和叠加态，讽刺“哥本哈根学派”的观点。让薛定谔没有想到的是，这个实验反而大大推动了量子力学的发展，还有量子力学知识的普及。

之所以物理学界对量子力学有如此大的争议，主要还是因为量子力学的诡异性。总的来说，量子力学可分为两大部分，已知的和未知的。

已知的主要包括我们观察到真实存在的量子力学现象，比如说量子纠缠，不确定性，叠加态和量子隧穿效应等。

而未知的主要指的是对已知现象背后隐藏的本质。也就是说，我们只知道量子纠缠等现象的存在，但不知道为什么会有量子纠缠现象，不知道量子纠缠的本质到底是什么。

对于量子现象背后的本质，物理学界分为两大派，分别是以爱因斯坦和薛定谔为首的经典物理学派，还有以波尔和海森堡为首的“哥本哈根学派”，波尔坚持认为不确定性才是量子世界的本质。

下面具体来说一下两大学派的争论到底在什么地方。

拿电子来举例子。我们都知道原子是由原子核和电子组成的，原子核位于原子中央，电子在原子核外围。

量子力学之前，人们认为电子在原子核外围绕原子核旋转，就像地球围绕太阳旋转那样。

但是根据经典理论，电子在旋转的过程中会向外辐射能量，导致电子的运行轨道越来越低，最终坠落到原子核上。而现实中这种事情并没有出现，否则原子也不可能一直保持稳定。

之后波尔提出了电子跃迁概念，认为电子只能在不同的轨道之间来回跃迁，而不能位于两个轨道之间。

但是，当物理学家对电子的状态进行深入研究之后发现，我们根本无法准确测量电子的速度和位置，电子的状态是随机的，不确定的。

这里的不确定并不是因为人类的测量水平低造成的，而是电子的本质属性，也就是说电子本来就是不确定的，我们只能用概率去描述电子的状态，最终形成波函数。

如果我们不断测量电子的位置，把位置都标记出来，最终会发现电子的位置就像一朵云那样，也就是电子云。

电子在电子云里随机出现，但我们并不知道在哪里出现。只有当我们测量时，电子的位置才最终从电子云变成一个固定的点。

波尔的解释是这样的：电子会同时出现在任何位置，而当我们测量电子时，电子就会随机出现在某个位置。

爱因斯坦和薛定谔等人非常不认同波尔的解释，爱因斯坦更是提出“上帝不会掷骰子”。一个粒子怎么可能同时出现在不同的地方？这完全违背了我们对现实世界的认知。

两大学派的争论一直持续了很长时间，由此也延伸出了很多其他理论。这里就不再一一列举了。下面重点说说薛定谔的猫。

这是一个思想实验，实验很简单。一个密封的箱子，里面有一只猫，一个毒气瓶，开关和放射性元素。

放射性元素衰变与否控制着开关，而开关控制着毒气瓶是否打开，一旦打开就释放毒气把猫毒死。

放射性元素的衰变完全由量子力学支配，处于衰变与不衰变的叠加态，注意这里并不是指“衰变或者不衰变”，而是“既衰变又不衰变”的叠加态。

由此类推下去，开关就处于“开和关”的叠加态，最后猫就处于“活和死的叠加态”，也就是“既死又活”！

薛定谔就是用这样的方式，把抽象的量子力学思想用宏观世界的例子来通俗理解，用“既死又活”的猫来讽刺量子力学的不确定性和叠加态，因为我们都知道现实世界不可能存在既死又活的猫。

可能你会提出这样的疑问，打开箱子看一下不就行了，看一下不就知道猫到底是死还是活？

你说得没错。量子力学里把这种行为叫做测量，一旦我们实施了测量，量子世界里的叠加态就坍缩为确定态，从“既死又活”坍缩为“要么死，要么活”。

也就是说，量子世界里的一切都是不确定的，而测量可以让不确定性转变成确定性。看起来好像人的测量行为会改变量子世界的状态。

因此也诞生了大量地摊文学，认为量子世界的不确定性与人们的测量行为有关，甚至人类的意识会影响最终的结果，实际上这些观点都是主观猜测，完全不是量子力学的初衷，也不是爱因斯坦和薛定谔等人的观点。

虽然直到目前为止，物理学界仍然未能揭开量子力学不确定性的本质，但主流科学界是这样认为的，量子力学的不确定性确实是固有属性，与测量和其他外部因素无关，是由微观粒子的波粒二象性决定的，而微观粒子的状态可以用波函数来描述，波函数的坍缩完全是随机行为，我们无法预测，只能观察！

任何观察行为，不仅仅是用眼睛看，都会导致波函数坍缩，从不确定状态坍缩为确定状态。