今天給大家解釋一下什么是“薛定諤的貓”?！把Χㄖ@的貓”是一個(gè)是關(guān)于量子理論的一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。在解釋“薛定諤的貓”前，我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的背景。
“哥本哈根學(xué)派”認(rèn)為物質(zhì)在被觀測(cè)之前，是處于一種不確定的疊加態(tài)的。為了反駁哥本哈根學(xué)派的這種“荒唐”的觀點(diǎn)，證明量子力學(xué)在宏觀層面是不完整的。德國(guó)物理學(xué)家薛定諤設(shè)計(jì)出物理學(xué)上最著名的實(shí)驗(yàn)：“薛定諤的貓”。
先來(lái)解釋下什么是原子核衰變：當(dāng)元素的原子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時(shí)，原子核會(huì)放出了幾個(gè)質(zhì)子或中子,從而變成了另一種原子核。在這種衰變過(guò)程中就會(huì)發(fā)射出放射性物質(zhì)。
解釋完原子核衰變后，我們?cè)賮?lái)看看“薛定諤的貓”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容是這樣的：
一只貓被裝在箱子里，箱子里有個(gè)毒藥瓶，瓶子上有一個(gè)錘子，錘子由一個(gè)電子開(kāi)關(guān)控制，電子開(kāi)關(guān)由放射性原子控制。如果原子核衰變，則觸動(dòng)電子開(kāi)關(guān)，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出里面的有毒的氰化物氣體，貓必死無(wú)疑。而原子核的衰變是隨機(jī)事件不確定的事情，我們無(wú)法知道具體在什么時(shí)候衰變；在半衰期內(nèi)，衰變或者不衰變的概率同時(shí)存在。也就是說(shuō)，如果我們不打開(kāi)箱子看，貓可能是活的也可能是死的，就處于一種生與死的疊加而不確定第三種狀態(tài)中。
根據(jù)量子測(cè)量假說(shuō),處在疊加態(tài)的貓, 他的死活決定于打開(kāi)盒子后的“觀察”. 所以物理學(xué)家薛定諤挖苦說(shuō):按照量子力學(xué)的解釋，箱中之貓?zhí)幱?死活疊加態(tài)"。既是死又活著不確定狀態(tài)!一直要等到打開(kāi)箱子看貓一眼才決定其生死。
微觀物質(zhì)一般都有粒子和波兩種存在方式，“薛定諤的貓”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，推論出微觀物質(zhì)是以波的疊加混沌態(tài)存在；一旦觀測(cè)后，它們立刻選擇成為粒子狀態(tài)確定下來(lái)。
為了更好理解“薛定諤的貓”這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)。我們?cè)僖肓硪粋€(gè)“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”
當(dāng)一個(gè)光源的光射向兩道極窄的縫隙，其后的屏上出現(xiàn)的不是兩道光，而是很多道，這就是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)物理學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)雙縫實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，他們認(rèn)為光會(huì)呈現(xiàn)出波的狀態(tài)，是因?yàn)槭蛛娡矔?huì)在一瞬間發(fā)射出成千上萬(wàn)個(gè)光子。這些光子會(huì)互相碰撞，就像水滴會(huì)在水瓶里面碰撞一樣。
為了論證這個(gè)看法，物理學(xué)家將實(shí)驗(yàn)做了一個(gè)更改，他們沒(méi)有用手電筒，而是用了可以將光子一顆一顆從小縫中發(fā)射過(guò)去的設(shè)備。既然光是一顆一顆發(fā)射進(jìn)小縫，那么它們就不會(huì)再互相碰撞，也就不會(huì)產(chǎn)生波紋，那后面就只會(huì)留下兩條縫對(duì)嗎？但是實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn)這次光射過(guò)去后同樣又出現(xiàn)了很多道縫。他們?yōu)榱死斫膺@背后的原理，他們?cè)谶@兩道小縫中間的旁邊，放置了一個(gè)攝像頭。這個(gè)攝像頭的目的是為了去理解這個(gè)光子到底是從左邊的縫通過(guò)，還是從右邊的縫通過(guò)。
就在他們把這個(gè)攝像頭插上電的那一瞬間，一件事情發(fā)生了。原本背后無(wú)數(shù)道光突然變成了只有兩道，就在通電那一剎那，以及攝像頭打開(kāi)的那一剎那，無(wú)數(shù)道光變成了兩道、這就好像光子知道我們?nèi)祟愒诳此?，而在我們看它的那一瞬間，它不再是波了，也不再和之前一樣變成無(wú)數(shù)道光了。
這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么呢？讓我們?cè)倩氐健啊毖Χㄖ@的貓”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)被觀測(cè)前，箱子里處于原子核衰變與不衰變的疊加狀態(tài)，被觀測(cè)的瞬間（箱子打開(kāi)的瞬間），概率變成確定，要么衰變，要么不衰變。而在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，攝像機(jī)打開(kāi)那個(gè)瞬間，本來(lái)變成很多道的光突然變成兩條光。這兩者的共同點(diǎn)說(shuō)明了我們的觀測(cè)會(huì)使現(xiàn)實(shí)的物理世界發(fā)生改變。
這里再引入下佛學(xué)的思想來(lái)探究下這個(gè)推論。佛學(xué)認(rèn)為：相由心聲。世界萬(wàn)物呈現(xiàn)出的境相，都是由心念影響而來(lái)的。這和量子理論的實(shí)驗(yàn)推論非常相似。說(shuō)明觀測(cè)會(huì)對(duì)事物的結(jié)果產(chǎn)生影響。
講個(gè)六祖慧能的故事，慧能在出家前，有一天路過(guò)南海法性寺聽(tīng)印宗法師講經(jīng)，晚上有兩個(gè)和尚看到旗子迎風(fēng)飄動(dòng)，兩個(gè)人就爭(zhēng)論到底是是旗子在動(dòng)還是風(fēng)在動(dòng)?；勰茉谂赃呎f(shuō)了句：既不是旗子動(dòng)也不是風(fēng)在動(dòng)，是我們的心在動(dòng)。慧能這句話說(shuō)明了事物的存在取決于我們自己的主動(dòng)或被動(dòng)的感知。這個(gè)故事是否和“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)觀察者打開(kāi)盒子后，貓的死活決定于“觀測(cè)"這個(gè)說(shuō)法頗為相似？
好了，說(shuō)到這里您大概已經(jīng)明白了薛定諤的貓這個(gè)實(shí)驗(yàn)的來(lái)龍去脈，以及它想推論的觀點(diǎn)了吧。通過(guò)這個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家大膽推論出觀測(cè)會(huì)對(duì)事件的結(jié)果產(chǎn)生了影響。使原本處于不確定的第三種疊加態(tài)的物體因?yàn)橛^察者而變成確定的一種狀態(tài)。換句話說(shuō)就是微觀物質(zhì)是以波的疊加混沌態(tài)存在；一旦觀測(cè)后，它們立刻選擇成為粒子確定下來(lái)。
