薛定谔的猫到底是什么逻辑

“薛定谔的猫”是史上最牛的猫，纵横几个世纪。从20世纪薛定谔提出来之后，风靡大江南北。

这只猫告诉我们：你不知道的，并不是不存在的。

“薛定谔的猫”到底是只什么猫？它有什么逻辑？要回答这个问题，我们先要了解薛定谔其人。

1.薛定谔其人：

埃尔温·薛定谔，奥地利物理学家，量子力学奠基人，发展了分子生物学。

因发展了原子理论，和狄拉克共获1933年诺贝尔物理学奖，又于1937年获得马克斯·普朗克奖章。

2.薛定谔方程是什么？

薛定谔方程又称为薛定谔波动方程。它是将物质波的概念和波动方程相结合建立的二阶偏微分方程，可描述微观粒子的运动。

每个微观系统都有一个相应的薛定谔方程式，通过解方程可得到波函数的具体形式以及对应的能量，从而了解微观系统的性质。

薛定谔方程表明量子力学中，粒子以概率的方式出现，具有不确定性，宏观尺度下失效可忽略不计。

薛定谔给出的薛定谔方程能够正确地描述波函数的量子行为，在那时，物理学者还不清楚如何诠释波函数。

1926年，玻恩提出概率幅的概念，成功地诠释了波函数的物理意义，即哥本哈根诠释，但薛定谔与爱因斯坦等人，都不赞同这种概率方法。

3.薛定谔的猫是怎么回事：

薛定谔的猫是物理学家薛定谔提出的一个思想实验，试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题，

巧妙地把微观物质在观测后，是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来，以此求证观测介入时量子的存在形式。

随着量子物理学的发展，薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。

薛定谔的猫的实验是这样的：薛定谔假设把一只猫放在一个密室里，密室里有食物有毒药。

毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。

如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。

如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。

如果我们用量子力学波动理论（薛定谔方程）来描述薛定谔的猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态，即当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定的波态。

我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能说猫是死是活。

量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道猫是死是活，它将永远处于半死不活的叠加态，

可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，猫既活又死违背了逻辑思维。

要是说水可以有两种形态同时出现，这我们都见过。

可说猫在同一时间处于活与不活的两种状态，太不可思议了。可以说是匪夷所思。但是，当时的量子理论的结果就是如此。

4.薛定谔的猫实验来历

薛定谔打造这个思想实验，是想尝试着用一个理想实验来检验量子理论隐含的不确之处。

爱因斯坦提出了一个设想：两个一模一样的密闭盒子，在其中一个盒子中放入一个球，在打开任一盒子之前，在第一个盒子中找到球的概率应该是50%。

而爱因斯坦并不认为这是一个完备的描述，他相信在原子领域一定有一个合适的理论，可以计算出一个确切的数值。

在爱因斯坦看来，仅仅计算出概率还远远不够。

后来，爱因斯坦设想了一个新的方案：想象一堆性质不稳定的火药，很有可能在一年内都不会爆炸。

对于火药这一年内的情况，薛定谔方程的解释看上去合情合理，然而一年以后情况完全变了，这时波函数描述的便是一种既还没爆炸又已经爆炸了的混合状态。

爱因斯坦认为所有物理学家都不应该接受这种无稽之谈，因为 “现实中并不存在介于已爆炸和未爆炸之间的状态”。

他坚信大自然必定会在两者间做出选择，因此物理学家也该如此。

而薛定谔换了个实验方法：他的盒子里放的不是火药，而是一只猫。

这样就有了薛定谔的猫的实验，不久，薛定谔的猫的实验刊登在了杂志《自然科学》上。

多年之后，薛定谔臆想中将挫败量子力学的一个思想实验，却成为用来教授量子论的经典比喻之一。

薛定谔的猫本身是一个假设的概念，随着技术的发展，人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态，即是A又是B的叠加态。

5.薛定谔猫的隐喻

薛定谔猫的奇谈是一个双重讽刺。

尽管薛定谔的猫闻名于现如今的物理课堂内外，但很少有人记得薛定谔引入这个实验是为了批判而非解释量子力学。

20世纪30年代，当时，在纳粹德国，发生了诸多令人揪心的暴力事件。这些事件的影响波及生活的各个层面。

爱因斯坦本可以选择许多其他的宏观的例子来批判量子概率的描述，而他却选择了以火药爆炸造成的明显破坏为例，也许意在反映当时欧洲不断恶化的局势。

薛定谔从不掩饰对纳粹政权的厌恶。 1935年5月，薛定谔在 BBC 广播发表了一场20分钟的演说，题为《自由的平等与相对性》，

回顾了历史上多次“用绞架、刑柱、刀剑和大炮对付德高望重的自由人”的政治迫害。

伴随着法西斯进军的鼓点，有关球与盒的奇思异想，很快转变成爆炸、毒药以及令人毛骨悚然的生死计算。

薛定谔的猫如今已成为一种文化符号，然而人们不应忽略薛定谔当初构思这个实验时所处的时代背景。

面对迫近的世界大战、种族灭绝和德国人土崩瓦解的精神世界，薛定谔联想到毒药、死亡和毁灭并非巧合。

因此，薛定谔的猫不仅告诉我们量子力学的光怪陆离，还提醒着我们，科学家也像普通人一样有情感、会恐惧。

薛定谔的猫在那个年代影射了更广阔的世界：一个越来越奇怪、越来越凶险、越来越让人捉摸不透的世界。

“既死又活”的薛定谔猫，正如那个灰暗年代无数科学家的命运。

量子力学作为20世纪最有突破的科学成就之一，也是最具争议的科学之一。“薛定谔的猫”很好的阐述了这一现状。

虽然说它最初的目的只是为了批判，我们仍应保持客观理性的态度。

人们对事物的认识都有其局限性，笑谈也好，科学解释也罢，我们应该尽可能的在实践的基础上，去检验它的真伪。