解讀思想實驗“薛定諤的貓”，基本的因果律也不存在了！

什么是“薛定諤的貓”？相信很多人都聽說過。薛定諤的貓只是一個思想實驗，現實中不可能做這樣的實驗。

實驗本身很簡單，一個密封的箱子，里面有一只貓，放射性元素，毒氣瓶，開關和鐵錘。放射性元素一旦衰變，就會觸發開關打開，鐵錘落下砸碎毒氣瓶，毒氣瓶釋放毒氣，貓就會被毒死。否則貓就不會被毒死。

根據量子力學的疊加態原理，放射性元素同時處于衰變與未衰變的兩種疊加態，于是最終那只貓就出、處于“生和死”的疊加態

【資料圖】

注意，“生和死”的疊加態并非“生或者死”，而是“既死又活”。顯然，這是不可能的，現實中不可能存在一只“既死又活”的貓。薛定諤就是想利用“既死又活”的貓來質疑并諷刺量子力學的詭異性。

現實中確實不可能存在“既死又活”的貓，但量子力學中的那些詭異現象的確存在，不確定性作為量子力學的核心，早已被證明在量子世界確實存在。

按照不確定性原理，微觀粒子在被觀測之前，狀態是不確定的，只能用概率波，也就是波函數去描述。

而一旦我們實施了觀測，微觀粒子的波函數就會發生坍縮，從理論上無窮多個波函數中坍縮為隨機的某一個波函數。這種詭異行為與我們的現實世界格格不入，在量子世界，我們只能看到一個模糊的世界，一個不確定的世界，甚至是違反邏輯和因果律的世界。

哥本哈根詮釋認為，任何測量行為都會導致波函數坍縮，從原先的完全不確定性，坍縮為唯一確定的量子態。

通俗來講，這種波函數狀態，暗示著微觀粒子其實是無處不在的，可以在宇宙的任何一個角落，因為波理論上就是無處不在的。當我們進行觀測時，微觀粒子就會隨機呈現某一確定狀態，實際上就是我們正好觀察到的微觀粒子的狀態。

這就好像“上帝擲骰子”一樣，完全是隨機的，是不確定的。而愛因斯坦和薛定諤等人對于這種不確定性非常反感，愛因斯坦更是提出“上帝不會擲骰子”，認為量子世界中的不確定性很可能只是表象，背后一定隱藏著更深的底層邏輯，或者說是“隱變量”，一旦人們找到這種“隱變量”，就會發現量子力學的本質。

而按照哥本哈根學派的詮釋，量子世界的本質就是不確定性或者說概率，這就意味著統治我們宏觀世界的因果關系，到了量子世界也不復存在了，因為那里的一切都是不確定的，我們無法同時任何規律去確定微觀粒子的狀態。

微觀粒子可能在任何地方，同時出現在兩個不同的地方，我們無法通過微觀粒子此刻的狀態，推算之前或者之后的狀態，因為兩者是沒有任何關系的。

要想知道微觀粒子到底是一個什么狀態，只有通過觀測。也就是說，在觀測之前，微觀世界完全是波的世界，不確定的世界。在觀測之后，我們就能看到確定的世界。

量子世界的這種不確定性有著更深的含義：它直接顛覆了我們對現實和客觀的認知，意味著這個世界沒有什么是客觀的，所謂的真實并不是真的“真實”，只能依賴于我們的觀測才導致的真實。

這樣的結論完全顛覆了我們的世界觀，在我們眼里，周圍的一切如此的真實，萬事萬物都客觀存在，根本與我們的觀測沒有任何關系。

但是，如今量子力學告訴我們，所謂的“真實”完全依賴于觀測行為，這幾乎完全摧毀了科學家們長期以來堅守的唯物主義信條。

雖然量子力學的詭異性只會出現在量子世界，但我們的宏觀世界就是由基本的微觀粒子組成的，而理論上微觀與宏觀也并沒有明確的分界線，所以微觀世界與宏觀世界也不應該有兩套不同的大自然法則。

目前來看，相對論統治了宏觀世界，而量子力學統治了微觀世界。而統一相對論和量子力學也成了科學家們努力的方向。

而思想實驗“薛定諤的貓”雖然是以質疑量子力學為目標的，但是連薛定諤本人恐怕也沒想到，這個思想實驗不但沒能推翻量子力學，反而對量子力學的發展和普及起到了很大的推動作用，很多人都是通過“薛定諤的貓”這個思想實驗了解到量子力學的。

經過一百多年的發展，哥本哈根詮釋早已被主流科學界認可，最重要的是，量子力學中的很多詭異現象早已應用在商業領域，我們不得不接受量子力學中那些詭異行為，比如說量子隧穿效應，量子糾纏等等。

比如說，電子領域離不開的晶體管，其中就包含了量子力學科技。還有激光技術，蓬勃發展的量子計算機，量子通信技術等，都離不開量子力學！

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