小貓咪與科學家

我想你們應該聽說過薛定谔的貓，也知道很多關于“又死又活”的貓的故事，但薛定谔的貓到底想要表達什麼？今天，我們就看看一位知名的科學家與一隻貓的故事。

薛定谔，奧地利的物理學家，量子力學的創始人，也是分子生物學的創始人，也是波動力學的創始人，薛定谔的薛定谔方程是量子力學中最基本的理論，薛定谔方程在量子力學中的作用，就像牛頓三定律一樣。

從這一點就可以看出，薛定谔在量子力學領域的地位是相當高的，他不僅在物理學上有着很高的成就，而且在生物學、哲學方面也有着極高的造詣，甚至還拿到了諾貝爾大獎，而薛定谔的貓，更是對整個世界乃至整個量子力學産生了深遠的影響。

薛定谔究竟養了一隻什麼樣的貓？事實上，薛定谔的那隻“貓”并不是真正的生物，它隻是一種“思想實驗”，物理世界裡有許多思維實驗，但由于技術的局限，有些實驗難以實施，有些實驗甚至會出現矛盾，這種情況下，科學家們就會用自己的想象來進行。

有些在現實中做不到，或者是由于種種原因而做不到的事情，則可以通過思維實驗來實現。愛因斯坦曾說：“你的頭腦中有理論的真相，而不是你的眼睛。”因此，在物理學發展中，思想實驗是非常重要的。

薛定谔的貓也許是最有名的思維實驗，它巧妙地将宏觀與微觀相結合，讓人們明白，在量子力學中，不完全的原則是不完整的。

首先，我們來談談薛定谔的貓的想法。

如果有一個密封的容器，那隻貓就住在裡面，即使是密封的，也不用擔心貓會窒息而死，裡面還有少量的鐳和氰化物，有毒的氰化物則被裝在一個密封的玻璃瓶裡。

而鐳是一種非常不穩定的元素，它會随流逝而不斷地衰變，一旦容器中的鐳發生衰變，那麼盛着氰化物的瓶子就會被破壞，從而導緻貓被氰化物殺死。這看起來很普通的試驗，實際上會有意想不到的效果。

在我們的設想中，這種試驗有些不可思議，因為最後的結果必然是鐳元素的衰變，從而造成貓的死亡。但是從量子力學的觀點來看，那就是另外一回事了。由于貓被關在一個密封的容器裡，我們無法确定在打開容器前是否會發生鐳的衰減，如果硬要打開容器，勢必會造成貓的死亡。

我們對容器裡的小貓并不了解，準确地說，我們并不知道容器裡的元素的狀态是什麼樣子的，從量子力學上講，鐳元素是一種“疊加态”。

量子力學認為，當我們沒有觀測到量子的情況下，它的狀态可能會發生很多種情況，換句話說，它既是“疊加态”，又是不是衰變，這隻貓的狀态也是“死”與“生”的結合體！可這不也科學啊！生命如何可以再生，又如何死去？

然而，薛定谔提出這種思維試驗，并非要讓我們畏懼這隻“貓”，而是要揭露量子力學得“不完善”，以及它目前所面臨的困境。

哥本哈根解釋是量子力學中最公認的理論，它相信，是觀察者的觀察造成了波函數的崩潰，而在觀察者沒有觀察到的情況下，量子态是存在的，這一點可以通過雙縫幹涉實驗來證實。

薛定谔對哥本哈根的解釋并不滿意，所以它提出了薛定谔的方案，通過微觀和宏觀的結合，讓我們了解到量子理論的不足。事實上，愛因斯坦在提出這一想法之前，就對量子力學的缺陷産生了懷疑，薛定谔和愛因斯坦從量子糾纏的角度出發，他們認為，量子力學并不能揭示宇宙的本質，隻是理論上的缺陷。

愛因斯坦所謂「神不投骰子」，是對哥本哈根解釋的看法提出了挑戰，薛定谔的貓也向我們展示了量子力學面臨的許多問題。

但在哥本哈根解釋之外，多元解釋也是最受歡迎的一種解釋，它認為，在我們觀察“貓”的時候，兩種狀态的重疊就是兩個平行的宇宙，而觀察會影響到我們的另一個平行宇宙，這種解釋甚至比哥本哈根解釋還要荒謬。

總之，薛定谔的這隻“貓”做了一個實驗，讓我們看到了量子力學面臨的問題，其實這種實驗并不像我們想的那樣古怪，隻是理論上的殘缺，以及人類的技術水平，讓我們找不出一個合理的解釋。

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