小猫咪与科学家
我想你们应该听说过薛定谔的猫，也知道很多关于“又死又活”的猫的故事，但薛定谔的猫到底想要表达什么？今天，我们就看看一位知名的科学家与一只猫的故事。
薛定谔，奥地利的物理学家，量子力学的创始人，也是分子生物学的创始人，也是波动力学的创始人，薛定谔的薛定谔方程是量子力学中最基本的理论，薛定谔方程在量子力学中的作用，就像牛顿三定律一样。
从这一点就可以看出，薛定谔在量子力学领域的地位是相当高的，他不仅在物理学上有着很高的成就，而且在生物学、哲学方面也有着极高的造诣，甚至还拿到了诺贝尔大奖，而薛定谔的猫，更是对整个世界乃至整个量子力学产生了深远的影响。
薛定谔究竟养了一只什么样的猫？事实上，薛定谔的那只“猫”并不是真正的生物，它只是一种“思想实验”，物理世界里有许多思维实验，但由于技术的局限，有些实验难以实施，有些实验甚至会出现矛盾，这种情况下，科学家们就会用自己的想象来进行。
有些在现实中做不到，或者是由于种种原因而做不到的事情，则可以通过思维实验来实现。爱因斯坦曾说：“你的头脑中有理论的真相，而不是你的眼睛。”因此，在物理学发展中，思想实验是非常重要的。
薛定谔的猫也许是最有名的思维实验，它巧妙地将宏观与微观相结合，让人们明白，在量子力学中，不完全的原则是不完整的。
首先，我们来谈谈薛定谔的猫的想法。
如果有一个密封的容器，那只猫就住在里面，即使是密封的，也不用担心猫会窒息而死，里面还有少量的镭和氰化物，有毒的氰化物则被装在一个密封的玻璃瓶里。
而镭是一种非常不稳定的元素，它会随流逝而不断地衰变，一旦容器中的镭发生衰变，那么盛着氰化物的瓶子就会被破坏，从而导致猫被氰化物杀死。这看起来很普通的试验，实际上会有意想不到的效果。
在我们的设想中，这种试验有些不可思议，因为最后的结果必然是镭元素的衰变，从而造成猫的死亡。但是从量子力学的观点来看，那就是另外一回事了。由于猫被关在一个密封的容器里，我们无法确定在打开容器前是否会发生镭的衰减，如果硬要打开容器，势必会造成猫的死亡。
我们对容器里的小猫并不了解，准确地说，我们并不知道容器里的元素的状态是什么样子的，从量子力学上讲，镭元素是一种“叠加态”。
量子力学认为，当我们没有观测到量子的情况下，它的状态可能会发生很多种情况，换句话说，它既是“叠加态”，又是不是衰变，这只猫的状态也是“死”与“生”的结合体！可这不也科学啊！生命如何可以再生，又如何死去？
然而，薛定谔提出这种思维试验，并非要让我们畏惧这只“猫”，而是要揭露量子力学得“不完善”，以及它目前所面临的困境。
哥本哈根解释是量子力学中最公认的理论，它相信，是观察者的观察造成了波函数的崩溃，而在观察者没有观察到的情况下，量子态是存在的，这一点可以通过双缝干涉实验来证实。
薛定谔对哥本哈根的解释并不满意，所以它提出了薛定谔的方案，通过微观和宏观的结合，让我们了解到量子理论的不足。事实上，爱因斯坦在提出这一想法之前，就对量子力学的缺陷产生了怀疑，薛定谔和爱因斯坦从量子纠缠的角度出发，他们认为，量子力学并不能揭示宇宙的本质，只是理论上的缺陷。
爱因斯坦所谓「神不投骰子」，是对哥本哈根解释的看法提出了挑战，薛定谔的猫也向我们展示了量子力学面临的许多问题。
但在哥本哈根解释之外，多元解释也是最受欢迎的一种解释，它认为，在我们观察“猫”的时候，两种状态的重叠就是两个平行的宇宙，而观察会影响到我们的另一个平行宇宙，这种解释甚至比哥本哈根解释还要荒谬。
总之，薛定谔的这只“猫”做了一个实验，让我们看到了量子力学面临的问题，其实这种实验并不像我们想的那样古怪，只是理论上的残缺，以及人类的技术水平，让我们找不出一个合理的解释。
想了解更多内容，快来关注量子君吧！
了解地球，探索宇宙，我是量子科普君！我们下期再见！
,
