介紹
“薛定諤的貓”是物理學(xué)中一個著名的概念，這一概念源于量子力學(xué)的研究，描述的是微觀粒子在被觀察前處于不確定的疊加態(tài)，而觀察后，粒子將處于確定的單一狀態(tài)。
這樣的概念很深奧，但也很實用，而且很容易和日常生活中的場景聯(lián)系起來。薛定諤的貓到底意味著什么？
這是個什么比喻？
1.薛定諤的貓是什么？
薛定諤的貓到底是什么？
薛定諤貓是著名物理學(xué)家薛定諤提出的概念，這個概念來自于量子力學(xué)中一個非常著名的悖論——“測量問題”。
20世紀(jì)初，物理學(xué)家開始研究量子力學(xué)的基本原理，并逐漸發(fā)現(xiàn)量子世界中許多奇異的現(xiàn)象，這些發(fā)現(xiàn)激起了人們對微觀世界的濃厚興趣。
然而在研究的過程中人們也發(fā)現(xiàn)微觀世界中存在著許多違反人們一直遵循的經(jīng)驗規(guī)律的奇怪現(xiàn)象。
因此人們提出了一個問題：微觀世界的規(guī)律為何與宏觀世界的規(guī)律如此不同？
通過物理學(xué)家們的不懈探索，他們發(fā)現(xiàn)微觀世界的這些規(guī)律并不違背自然規(guī)律，但它們所遵循的“規(guī)律”卻是人類從來都不曾理解的規(guī)律。
這是量子力學(xué)中的概念。量子力學(xué)是描述微觀世界粒子行為的物理理論，是20世紀(jì)物理學(xué)的重大突破，是一種基于波函數(shù)的統(tǒng)計理論。該理論在描述粒子運動規(guī)律時，不再采用經(jīng)典物理學(xué)中的軌跡理論，而是采用波函數(shù)的概念來描述粒子運動規(guī)律。
在量子力學(xué)的世界里，粒子的運動狀態(tài)是不確定的，不能簡單地用“粒子”來描述，而應(yīng)該用“粒子波函數(shù)”來描述，粒子波函數(shù)的疊加導(dǎo)致粒子處于多種狀態(tài)。
也就是說，在觀察之前，粒子可能處于多種狀態(tài)，也就是粒子還未被確定；在觀察之后，粒子的波函數(shù)會坍縮，粒子會處于某一特定狀態(tài)。
正是基于這個現(xiàn)象，薛定諤提出了“薛定諤貓”的概念。
薛定諤的貓思想實驗是這樣的：想象一只貓被關(guān)在一個封閉的盒子里，盒子上有一個裝滿放射性物質(zhì)的裝置，經(jīng)過一段時間后，這個裝置有50%的機(jī)會發(fā)生裂變，也有50%的機(jī)會不會裂變。
如果發(fā)生裂變，就會釋放出有毒氣體，殺死盒子里的貓；如果沒有發(fā)生裂變，盒子里的貓就會活下來。
貓會處于兩種狀態(tài)，要么活著，要么死去，但是在觀察之前，我們無法確定貓是活著還是死去。
這讓我們想起了量子力學(xué)中一個著名的實驗——雙縫干涉實驗，它也非常直觀地說明了量子世界中的疊加態(tài)。
在雙縫干涉實驗中，實驗者在一塊木板上打兩個??孔，然后讓光線穿過兩個孔，最終在墻上形成干涉條紋圖案。
這就是光的波動性，在這種情況下，光被認(rèn)為是一種波。
但如果實驗者用探測器探測到這束光的話，就會發(fā)現(xiàn)光不再是波的形式，而是粒子，形成了帶有兩個孔洞的粒子圖案。
可以看出物理學(xué)家薛定諤，這個實驗中的光既是波態(tài)，又是粒子態(tài)，這就是疊加態(tài)，也就是在觀察之前，粒子同時處于多種狀態(tài)。
2. 如何用薛定諤的貓來比喻？
那么薛定諤的貓隱喻是如何起作用的呢？
薛定諤貓是一個思維模型，用來說明粒子在被觀察之前處于疊加態(tài)，薛定諤貓仍然處于兩種狀態(tài)，要么死，要么活。
但在觀察之前，它處于生與死兩種狀態(tài)，故又稱“死與活”。
在觀察之前，我們無法確定它是死是活，只有打開盒子觀察之后，薛定諤貓才會確定并處于單一狀態(tài)。
在物理學(xué)界，對薛定諤貓的解釋有很多種，主要有兩種流派：一種是哥本哈根學(xué)派，一種是多重世界詮釋。
哥本哈根學(xué)派是由薛定諤等人提出的，他們認(rèn)為微觀世界的粒子確實處于疊加態(tài)，但只有經(jīng)過觀察之后，粒子的波函數(shù)才會坍縮并被確定。
多重世界詮釋是由埃弗里特等人提出的，他們認(rèn)為，只要涉及觀察，觀察者的意識就是一個不可忽視的重要因素，因此就會產(chǎn)生不確定性。
因此，哥本哈根學(xué)派和多重世界詮釋在薛定諤貓問題上存在分歧，但都沒有被證明是正確的，所以薛定諤貓至今仍是一個懸而未決的問題。
3.薛定諤的貓是什么？
薛定諤的貓到底是什么？它的思維方式是什么？
薛定諤的貓思想實驗其實很直觀，用來說明觀察的影響，也就是觀察者的作用物理學(xué)家薛定諤，觀察者作為一個人的主觀意識對實驗結(jié)果的影響。
薛定諤的貓講的是一只貓的生與死的故事，在觀察之前，貓?zhí)幱谏c死的狀態(tài)，而觀察之后，貓會處于生與死的狀態(tài)。
可以說，薛定諤的貓把微觀世界中粒子的行為和觀察者的作用結(jié)合起來，描述了觀察者在觀察過程中的主觀意識對實驗結(jié)果的影響。
薛定諤的貓中的貓不一定是一只貓，它可以是任何一種粒子，只要該粒子在被觀察前處于疊加態(tài)即可。
這就好比雙縫干涉實驗中的光，光可以是粒子，也可以是波，而且這兩種狀態(tài)是疊加的，也就是它同時是粒子和波。
所以薛定諤的貓里的貓也是一樣的，只是用來隱喻這種不確定的疊加態(tài)，而不是真實存在的物體的隱喻。
薛定諤的貓是一個非常著名的概念，解釋了觀察者對實驗結(jié)果的影響，其含義也非常深刻，不僅涉及物理學(xué)、量子力學(xué)，還涉及哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等多個領(lǐng)域。
人們研究薛定諤的貓是為了探索微觀世界與宏觀世界的關(guān)系、粒子的疊加態(tài)以及人類思維和認(rèn)知的極限。
總之，薛定諤的貓是一個非常寬泛的概念，同時也讓人們看到了跨學(xué)科研究、跨學(xué)科思維的重要性。
結(jié)論
從薛定諤貓中我們可以看到薛定諤貓的概念，用來描述粒子的疊加態(tài)，但這種不確定的狀態(tài)只有經(jīng)過觀察才能知道。
薛定諤貓引發(fā)的討論也涉及物理學(xué)、哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等多個領(lǐng)域，體現(xiàn)了人類對現(xiàn)實世界本質(zhì)的探索，同時也折射出人類認(rèn)知的局限性。