文/蘇央
不知道有多少聽過“薛定諤的貓”這個詞呢忌卤？
你第一次聽到這個詞是因為網(wǎng)劇《薛定諤的貓》嗎瘩例？
還是對此一點都不了解俘闯？
今天要說的是思想實驗-薛定諤的貓蒲拉，這可與網(wǎng)劇毫無關(guān)系肃拜，而網(wǎng)劇也只是借用薛定諤的貓中平行空間這一概念而已痴腌，但其實，薛定諤的貓思想實驗并不是講的平行空間燃领，而是更為復(fù)雜的量子領(lǐng)域士聪。
在聽到量子領(lǐng)域，你是都已經(jīng)放棄看下去了呢猛蔽？
別放棄剥悟，這其實是一個很有意思的實驗，也許你一開始會有些懵枢舶，但是當你看完這篇文章懦胞，相信你應(yīng)該能大致了解它了。
好了凉泄，現(xiàn)在正式開始躏尉。
在講述實驗之前，我想先把最后的現(xiàn)象告訴大家后众。
這個實驗的結(jié)果是胀糜，通過一個裝置，把貓變成存在獨立于生與死之外的另一種狀態(tài)蒂誉，他們把這時的貓稱為既死又活教藻。需要注意的是，這里的既死又活不是概率中有多少概率活著右锨，多少概率死亡括堤，而是生死同時存在，可以理解為一只貓中有一半是活的绍移，另一半死亡悄窃，處于一種生死疊加態(tài)。
相信第一次接觸這個實驗的人蹂窖，已經(jīng)有些暈了轧抗，貓怎么能既生又死呢碘耳？下面我們就來看看薛定諤是怎么做到的扔茅。
實驗是這樣的：在一個盒子里有一只貓勘天，以及少量放射性物質(zhì)剃盾。之后允悦，有50%的概率放射性物質(zhì)將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓郑临，同時有50%的概率放射性物質(zhì)不會衰變而貓將活下來颜骤。
根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)聂渊，在盒子里必將發(fā)生這兩個結(jié)果之一孝宗，而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結(jié)果穷躁。
但是在量子的世界里，當盒子處于關(guān)閉狀態(tài)碳褒，整個系統(tǒng)則一直保持不確定性的狀態(tài)折砸，即貓生死疊加看疗。貓到底是死是活必須在盒子打開后，外部觀測者觀測時睦授，物質(zhì)以粒子形式表現(xiàn)后才能確定两芳。
這項實驗旨在論證量子力學(xué)對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解，可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理去枷，客觀規(guī)律不以人的意志為轉(zhuǎn)移怖辆，貓既活又死違背了邏輯思維。
以上删顶，是百度百科給的實驗過程竖螃，相信還是有許多人沒有看懂這個實驗到底做了什么，怎么發(fā)生的逗余。那我就來給大家詳細地解釋下特咆。
首先，有一只貓录粱，這只貓并不是你養(yǎng)的或者日常生活中簡單的實體貓腻格，它只是一只存在于想象中概念的貓，你可以自己決定它是什么樣啥繁。當然這里不一定非要是一只貓菜职，它也可以是一只狗，一直豬旗闽。當然酬核，這里為了讓它具體化，讓它是一只貓适室，它的樣子就是下面那樣嫡意。
貓有了，現(xiàn)在就開始找箱子了亭病。
有一個裝置鹅很，里面放著毒氣釋放裝置嘶居。這個裝置在一個密閉氧氣充足罪帖，完全不透明看不見里面的箱子里。毒氣釋放裝置由原子核衰變是放出來的粒子來控制邮屁，而且這個裝置是理想的整袁，一旦出現(xiàn)衰變，立馬釋放毒死佑吝，立馬死亡坐昙，可以認為只要原子核衰變，貓立馬死亡芋忿。
還有一種放射性物質(zhì)炸客，它本身是穩(wěn)定的疾棵，在放進箱子之后的一個小時里，它有一半的概率會衰變痹仙。
而且并不是過了一個小時才有一半的概率衰變是尔，而是這一個小時里，這種放射性物質(zhì)有一半的概率在任一時刻衰變开仰。
現(xiàn)在可以實驗了拟枚，把貓呀，放射性物質(zhì)都放進箱子里众弓，密封好恩溅。
實驗開始。
想象你坐在箱子旁邊谓娃，焦急的等待脚乡，一分鐘，兩分鐘滨达，三分鐘每窖。
終于，一個小時過去了弦悉，你迫不及待地打開箱子窒典。
現(xiàn)在打開箱子后，里面的現(xiàn)象情況分成兩種：
1'這只名叫卡特的貓一動不動稽莉，你用手戳了戳瀑志，它已經(jīng)死了。
2'這只名叫卡特的貓一動不動污秆，你用手戳了戳劈猪，它生了個懶腰，還活著良拼。
看到這里战得，你大概會產(chǎn)生疑問了，貓的生死一直很明確庸推，根本沒有出現(xiàn)什么生死疊加態(tài)呀常侦，與開頭說的那么玄乎的既生又死毫無關(guān)連呀？
那是因為贬媒，實驗到這里聋亡，才剛剛開始，老薛要的不是打開箱子以后去看貓活不活际乘，他在意的是箱子關(guān)上到打開的那一個小時的時間里坡倔，貓是死的還是活的。
有的人可能會覺得，箱子的貓罪塔，如果原子核衰變了投蝉，就死了，沒衰變就不能征堪，因為不知道衰沒衰變墓拜，也就不知道死沒死。
這種觀念是錯的请契，這就用到一開頭說的咳榜，這時的貓，就是既死又活的生死疊加態(tài)爽锥。不能說這是不知道貓是不是死的涌韩，因為這時貓的狀態(tài)是確定的。
如果氯夷，把實驗的初始條件改成臣樱，毒氣裝置不由衰變放出的粒子控制，而是本身就有一般的可能隨機觸動的毒氣釋放裝置腮考，那么貓的狀態(tài)就可以說是不知道了雇毫。
這樣比較起來看，就比較明顯了踩蔚，問題出在了放射性物質(zhì)的衰變上棚放。
在說清楚這個問題之前，有必要先科普一下粒子的量子化問題馅闽。
電子具有波粒二象性飘蚯。波粒二象性指的是它既能表現(xiàn)出波的特性，又能表現(xiàn)出粒子的特性福也，合在一起叫做波粒二象性局骤。
量子化有個很奇怪的隨機性，表現(xiàn)在位置的隨機性暴凑，和速度的隨機性峦甩。
念過高中的人都知道，電子有一個軌道圖现喳，電子繞原子核在軌道上運動凯傲。
其實這是不對的，軌道圖是根據(jù)電子分布的概率來繪制的拿穴，并不是說電子有一條確定的運動軌道泣洞，只是相對來說忧风，出現(xiàn)在這條軌道上某個點的概率比較大默色。
除此之外，還有能量躍遷的問題。
高中知識告訴我們腿宰，每天軌道上的電子是具有一定能量的呕诉，如果電子要運動到另一條軌道上需要本身的能量大于勢壘。而如果能量小于勢壘吃度，電子只能老老實實待在自己的軌道上甩挫。
在量子力學(xué)里，這條理論又被打破了椿每，電子是有一定概率不用能量超過勢壘伊者，就可以躍遷到所謂的另一條軌道上，只不過這里的概率很小间护。
量子的世界亦渗，可以說是受到概率支配的世界。
這里的概率不是理論上的概率汁尺，而是事實概率法精。也就是說，這里的概率不是經(jīng)過一系列復(fù)雜得推論痴突，得出來了的搂蜓，而是通過觀察現(xiàn)象，統(tǒng)計出來的辽装。
量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的區(qū)別在于帮碰，一個試用于微觀世界，一個適用于宏觀世界拾积。
相信很多人都看過劉慈欣的《球狀閃電》收毫。球狀閃電的本質(zhì)就是宏觀世界的電子。
劉慈欣做了一個很有意思的想象殷勘，把電子放大到宏觀世界可觀測的大小此再，那樣電子的波粒二象性的體現(xiàn)會是什么樣的？有興趣的人玲销，可以去讀讀那本小說输拇。
在微觀世界里，電子并不是一個實體贤斜，它由多重狀態(tài)疊加策吠，又可以具體表現(xiàn)為某一種狀態(tài)。當沒有人去觀測它時瘩绒，它是一個概率波的疊加猴抹，根據(jù)概率分布在原子周圍。波是沒有實質(zhì)的锁荔，但卻有波峰波谷蟀给，當多個波疊加起來，分布就比較復(fù)雜了，所以它不是均勻的跋理，且是按照某種概率分布的择克。
當有人觀測它時，它會由多重態(tài)疊加坍縮成粒子前普，具有粒子的特性肚邢，具體地在一個位置上顯現(xiàn)。
也就是說拭卿，人的觀測骡湖，能決定粒子的特性。
回到實驗上來峻厚。在黑暗的箱子里勺鸦，放射性物質(zhì)對于箱子外面的我來說，我是沒有觀測它的目木，所以電子存在于箱子的任何地方换途，只是概率的不同。
而放射性物質(zhì)是否衰變刽射，有電子脫離軌道釋放出來军拟，只是一個概率問題。因為即使能量不夠誓禁，電子也有一定幾率出現(xiàn)在電子軌道之外懈息。因為它的波動性，所以它無處不在摹恰，也可以說是它有一部分在原子內(nèi)辫继，有一部分在原子外，只是因為沒有人去觀測俗慈，所以它沒有坍縮成一個粒子姑宽，無法知道它是否衰變。
它在原子內(nèi)部的那一部分決定貓是活的闺阱，它在原子外部的那一部分決定貓是死的炮车，之所以你不知道貓是死是活是因為你沒有觀測，但其實事實是當你沒有觀測的時候酣溃，原子既衰變又沒有衰變瘦穆，貓既死又活。
不知道講到了這里赊豌，你是否能理解了一些扛或。
如果還不明白也情有可原。因為即使是頂級的科學(xué)家碘饼，也沒有辦法完全理解量子世界熙兔。在十幾年之前悲伶，對于量子的概率分布還在被兩波世界上頂級物理學(xué)家所爭論，一直到量子的隨機排布被證明后黔姜，才逐漸接受這一理論拢切，但并不是說就沒有爭論了蒂萎。
當然作為一個懷疑論者秆吵，我也沒有完全相信以上的所有理論，始終認為五慈，所有得推理都基于前提纳寂，但前提不一定都是對的，被普遍認為的也不一定正確泻拦，常理也不一定對毙芜，如古代的天圓地方，現(xiàn)在看起來是荒謬的争拐，但古代從來沒有人產(chǎn)生過懷疑腋粥。
現(xiàn)在所有的理論，我認為架曹，都是相對客觀的隘冲，就像一開始的原子模型是球形，然后是棗糕绑雄，到最后展辞，才演變成現(xiàn)在的模型。
可看完這篇文章就知道万牺，這種模型也是錯誤的罗珍，因為電子是多態(tài)疊加，原子核不是能用實體圓球結(jié)合而成的脚粟，只不過在原來的基礎(chǔ)上覆旱，更加接近客觀的相對客觀。
所以核无，我覺得通殃，人類對量子世界的探尋還只是很小的一部分，物理的規(guī)律還沒有完成統(tǒng)一厕宗，粒子的波粒二象性之間的應(yīng)該有自己的內(nèi)在聯(lián)系画舌，而不是通過觀測才能轉(zhuǎn)換，多重狀態(tài)的疊加也應(yīng)該更統(tǒng)一一些已慢。
如果可以曲聂，你推翻前人所有的理論都行，只要你在已知得條件下能正確得出來即可佑惠，不要不敢想朋腋，哪怕是錯的也可以幫助更好的理解齐疙。
對于量子得隨機排布和觀察現(xiàn)象，也聽過一個很有意思的論調(diào)—多元宇宙論旭咽。
即這個粒子在所有地方都有分布贞奋，只不過分布在不同元的宇宙中，這些宇宙有無數(shù)個穷绵，故量子也有無數(shù)個轿塔，你觀測到的只是某一元宇宙的那一個。放到宏觀宇宙中也就是平行世界仲墨。
相信大家都看過小說勾缭，有一些小說里說，我們所在的世界和小說里的世界同為平行的宇宙目养，但是由于小說的世界是由作者創(chuàng)造的俩由，所以從某種方面來說，小說的世界比我們的世界要低等癌蚁。
作者將小說里主角的最終目標定成逃離小說的世界幻梯，進入到現(xiàn)實的世界中。當小說中主角意識到自己的世界之上有一個作者的存在時努释，他開始伙同一群人碘梢，將所謂的作者拖進小說的世界，其實也就是騙進來洽洁，而那個主角口中的作者為了成為主角世界的神痘系，站在最頂點而打算在一個適合的時機進入到那個世界，但一旦進入到世界里饿自，就不能在編寫這個世界汰翠，而淪為這個世界的一員。
書中的主角們?yōu)檎汛疲绾尾拍懿槐蛔髡甙l(fā)現(xiàn)自己的意圖复唤，又要怎么才能不被作者寫死，而想辦法烛卧。
這本小說的觀念就很有意思了佛纫，該怎么進入平行世界，我們是否也只在一本‘小說’中呢总放？如何才能逃避自己命運呈宇？這又是都算是平行宇宙？平行宇宙是否也存在嵌套局雄？
劇透一下這本小說的結(jié)局甥啄，主角打敗了進入小說世界的作者，也逃出小說的世界炬搭，可是這卻不是終點蜈漓，他感覺到在作者的世界之上還有作者穆桂，這似乎是一個無限的循環(huán)。
四元空間與平行空間又不同融虽，平行世界與我們的世界里面的人物享完，概念，理論可以完全都不一樣有额，但是四元空間只是時間上的不同般又，本質(zhì)上還是同一個宇宙。
例如谆吴，在平行世界里倒源，你可能發(fā)現(xiàn)外星人一直在地球上生活苛预，也可能遇到神話里的人句狼，小說里的人，有任何可能性热某。
四元時空的話腻菇，你可能出現(xiàn)在幾百年前地球上，也可能在幾千年昔馋，幾萬年的地球上筹吐，也就是過去和未來。
很多學(xué)者認為秘遏，量子科學(xué)已經(jīng)觸及到四維的空間丘薛，而人類作為三維生物，對四維的世界了解的太少邦危，所以量子世界在人類面前始終掩蓋著一層厚紗洋侨，阻擋著人類的窺探。
如果人能回到過去倦蚪，是否能改變歷史希坚？宿命論認為，所有發(fā)生的一切都是注定的陵且，你回到過去也會因為各種巧合而無法改變經(jīng)歷過的歷史裁僧。如果你將歷史改變了，那個四維空間的那一個片段是不是就變成了一個平行世界呢慕购？
回到那只貓身上去聊疲，貓的生死也分布在多元宇宙之中，我對它的觀察沪悲，是觀察眾多多元宇宙中的某一個获洲，所以問題又來了，如果我們和貓一直處在同一個多元宇宙中可训，那么我們始終只能觀察到一種狀態(tài)昌妹，那么貓的狀態(tài)也始終確定捶枢，而這顯然與之前得出的結(jié)論相反。
那么是不是由于涉及到了粒子飞崖，所以我們就可以作用到不同的多元宇宙中的貓烂叔，簡單來說，我們可以通過某種方式固歪，影響到另一個世界或者反過來被他們影響嗎蒜鸡？
文章快結(jié)束了，但是還有一個問題牢裳。那就是在箱子里逢防，并不是沒有觀察者，如果把那只貓當成觀察者蒲讯，對于貓自身的影響忘朝。
由于貓的觀察，放射性物質(zhì)的狀態(tài)可以被貓知道判帮，是否放射物衰變已經(jīng)確定了局嘁，貓是不是死了對于它自己是已知的。因為觀察者的不同而狀態(tài)不同晦墙，所以說悦昵，觀察者一直都是一個很重要的關(guān)鍵，在很多問題上晌畅，觀察者都扮演著一個決定性的因素但指，是實驗不可或缺的一部分，就好像這個世界是因為人的自我意識而存在的抗楔，但從宏觀上看棋凳，物質(zhì)是客觀存在的，故你自己決定這個世界的言論聽起來是很荒謬的谓谦，可是從量子角度贫橙，所有物質(zhì)都是由微小粒子組成，即概率波組成的反粥，概率波又是必須要人來觀測卢肃，那么這個想法聽起來有不是那么不可思議了。
最后來總結(jié)下才顿，薛定諤的貓實驗并不是一個真是存在容易驗證的實驗（目前已經(jīng)有一些科學(xué)家做出來了薛定諤的貓的驗證實驗）莫湘，當初薛定諤提出這個實驗并不是為了要說明量子的不確定性，可得出的結(jié)論讓他自己也大吃一驚和迷惑不解郑气，經(jīng)過可很長時間的爭論幅垮，才逐漸被那些物理學(xué)家們認可并奉為幾大思想實驗之一。薛定諤的貓尾组，也成了世界上最著名的貓之一忙芒。
