三维薛定谔方程科普：批判之薛定谔的猫
解析世界十大著名悖论之八：薛定谔的猫
解析世界⼗⼤著名悖论之⼋：薛定谔的猫薛定锷的猫是量⼦⼒学领域的⼀个著名悖论：⼀只猫、⼀些放射性元素和⼀瓶毒⽓⼀起被封闭在⼀个盒⼦⾥。
在⼀个⼩时内，放射性元素衰变的⼏率为50%。
如果衰变，那么⼀个连接在盖⾰计数器上的锤⼦就会被触发，并打碎瓶⼦，释放毒⽓杀死猫。
因为这件事会否发⽣的概率相等，薛定锷认为在盒⼦被打开前，盒⼦中的猫被认为是既死⼜活的。
我们⼀般会认为，在没有⼈观察的时候，薛定谔的箱⼦⾥的粒⼦要么衰变了，要么没有衰变，⼆者必居其⼀。
但是这不符合量⼦⼒学的要求。
如果⼆者必居其⼀，量⼦⼒学就⽆法解释双缝⼲涉实验，⽆法解释粒⼦的波粒⼆相性。
量⼦⼒学认为箱⼦⾥的粒⼦处于“衰变”和“没有衰变”这两种状态的“叠加状态”。
我们⽆法理解量⼦⼒学意味着它不能满⾜逻辑统⼀性标准。
好在这个标准不是真理的根本标准，⽽是⼀个替代标准。
真理的根本标准是实⽤，理论的作⽤是提⾼⼈的实践能⼒，当量⼦⼒学的公式能够帮⼈解决实际问题的时候，我们就可以认为它是真的。
真理的替代标准包括预见性标准、简单性标准、稳定性标准和逻辑统⼀标准。
量⼦⼒学能够准确预⾔很多实验结果说明它满⾜预见性标准，能⽤简单的公式表⽰说明它满⾜简单性标准，能长期经受实践考验说明它满⾜稳定性标准。
所以在五个真理标准中，量⼦⼒学满⾜四个，只有⼀个不满⾜，⽽且我们找不到⽐量⼦⼒学更好的理论。
所以不管我们理解不理解，我们都不得不接受量⼦⼒学，⽆法理解的问题只能⽤其他⽅法解决。
在科学的历史上，除了量⼦⼒学之外还有很多理论曾经⽆法让⼈理解，多数后来都理解了。
⽆法理解就是⽭盾的对⽴状态，理解了就是⽭盾的统⼀，⽭盾的统⼀都是通过某些具体途径实现的。
什么是⽭盾统⼀的具体途径呢？例如，⼗字路⼝东西⾛的时候，南北就不能⾛，这是⼀对⽭盾，不能统⼀，不能东西南北同时⾛。
但如果修个⽴交桥这对⽭盾就统⼀了，⽴交桥就是实现⽭盾统⼀的具体途径。
过去⼈们没见过⽴交桥，所以你对他说东西南北可以同时⾛，他就会认为不可能。
薛定谔的猫
引用
薛定锷的猫最早由物理学家薛定锷提出，是量子力学领域中的一个悖论。其内容是：一只猫、一些放射性元素和一瓶毒气一起被封闭在一个盒子里一个小时。在一个小时内，放射性元素衰变的几率为50%。如果衰变，那么一个连接在盖革计数器上的锤子就会被触发，并打碎瓶子，释放毒气，杀死猫。因为这件事会否发生的概率相等，薛定锷认为在盒子被打开前，盒子中的猫被认为是既死又活的。
Das曾经立志要让毫不懂得量子力学的人在二十分钟之内了解薛定谔的猫，可是我失败了。失败了不要紧，我们从头再来。这一次das不再用现实世界中的例子来比喻，而是用一个如假包换的量子力学的真实事例来说明：
氦原子在元素周期表里排在第二位，它有两个电子。两个电子处于同一个能级，两个电子都在第一层（K层），——按照传统的说法：它们处在同一个轨道上。按照量子力学的说法，这两个电子的“轨道波函数”完全一样——是“对称的”，你别管轨道波函数是什么意思，它就是一个函数，描述电子在轨道上的运动状态。完全描述一个电子的运动状态，光有“轨道波函数”还不行，电子还有一个内在的性质——自旋，用“自旋态”来描述，自旋态不是朝上就是朝下何改变电子的行为？什么是“知道”？“知道”究竟是什么意思？
我们又要回到那个老问题，我们曾经在“空地上的奶牛”和“中文房间”两个问题的讨论中认真反复地对待这个问题，现在看来什么是“知道”远比我们已经讨论的重要得多、复杂得多。
量子力学中有一个重要的原理——泡利不相容原理，说的是一个原子中不可能有两个轨道和自旋完全一样的电子（不仅是电子）。如果它们轨道一样——“轨道波函数”一样，“轨道波函数”是对称的，自旋就肯定不一样，自旋肯定“反对称”。
“反对称”是什么意思？
反对称在数学上十分清晰，十分容易理解，但是它的物理意义却没有人说的清楚。氦原子中的这两个电子由一个波函数描述，假如把这两个电子相互替换，替换以后这两个电子组成的系统又有一个波函数描述；如果这两个波函数是一样的，那么这两个电子之间的关系就是“对称”的；如果这两个波函数符号相反——它们的相位因子（你不用管这个概念是什么意思）一个是+1，一个是-1，那么这两个电子之间的关系就是“反对称”。不相容原理要求氦原子中的这两个电子必须是反对称的。
薛定谔的猫
实验过程
• 把一只猫放进一个不透明 的盒子里，然后把这个盒 子连接到一个包含一个放 射性原子核和一个装有有 毒气体的容器的实验装置。 设想这个放射性原子核在 一个小时内有50%的可能 性发生衰变。如果发生衰 变，它将会发射出一个粒 子，而发射出的这个粒子 将会触发这个实验装置， 打开装有毒气的容器，从 而杀死这只猫
薛定谔的猫
薛定谔的猫
• （英语：Erwin Schrodinger‘s Cat） • 是奥地利物理学家埃尔温· 薛定谔试图证明 量子力学在宏观条件下的不完备性而提出 的一个思想实验。
基本介绍
•
将量子理论从微观领域带到了宏观领域，而导出和一般常识相冲 突的结果。根据哥本哈根学派的解释，当观察者未打开盒子之前，猫 处于一种“又死又活”的状态，该状态可以用一个波函数来描述，而 波函数可由薛定谔方程解出。一旦观察者打开盒子观察，波函数会坍 塌，猫呈现在观察者面前的只会是“生”或“死”的状态之一。这导 致了对世界客观性和人意识的作用的讨论。 • 根据多世界理论，当观察者打开盒子的一刻，世界会分裂成多个 世界，而观察者只能进入众多的世界其中的一个，而观察结果就因此 只有一个，猫是“生”或“死”。而在其他世界里猫的状态会由薛定 谔方程决定。其生存的概率越大，猫幸存下来而处于其中的世界的数 目就越多。 • 薛定谔的猫可被视为一个佯谬，由“不确定”的衰变－检测器－ 毒药－猫的生死构成一条因果链，将量子的不确定与宏观物质（猫的 生死）的不确定性联系起来，而根据日常经验，无论我们是否观察， 猫的状态必为生或死中之一。
•
根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的 叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的 原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。薛定谔在 1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第5节，薛 定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验：哥本哈根派说，没有测量之前， 一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。 • 比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察， 它便处于衰变/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才会随机的 选择一种状态而出现。那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让 它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当 原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱 子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显： 如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变， 那么猫就好好地活着。 • 这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器－原子－毒药瓶死－活叠加态” 联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌 变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时 既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪 来把猫打死！”
薛定谔的猫是什么意思比喻什么
薛定谔的猫是什么意思比喻什么薛定谔的猫是什么意思通俗解释：薛定谔提出的一个理想实验。
把猫放在一个箱子里。
你打开箱子的时候会随机的触发一个让猫死亡的机关。
所以观测者的行为会影响观测的结果。
一个东西你不去管它，它就在那里。
你要是想去研究它，那么研究结果就会受到你自身的影响。
爱因斯坦有个祖母悖论，就是如果时间能倒流，一个人打死了自己的祖母，所以发展下去肯定就没有这个人的出生了，进入了另外一个宇宙，这就叫平行宇宙。
这样的话会有无穷多个宇宙吗？其实不是的。
因为你倒流回去对宇宙做出了改变，那么宇宙才会改变。
你不倒流回去，宇宙就像这只猫一样，处于谁也不知道的什么状态。
薛定谔的猫是为了证明：微观世界和宏观世界一样，是永恒的，不存在你从哪一次开始观察，也就是不存在所谓时间点。
举个例子：掷硬币大家都玩过，如果只掷一次，结果是确定当中的不确定，说结果确定，是因为只有两种结果可选，要么正面、要么反面，说它不确定，相信大家都明白，就是某一次的掷硬币究竟是正还是反是不确定的，是各有百分之五十可能的，虽然这一次掷硬币一定是正或是反，但是从10次、100次、1000次来讲，这一次掷的结果是不重要的。
假如硬币反复被掷100次，第一次反、第二次正、第三次正、第四次正、第五次反……而观察者假如并不是从第一次时开始观察，而是观察了第3次和第4次，观察者会被表象迷惑，因为第三四次的结果让观察者认为掷硬币永远是确定的正面，但如果假设观察者观察了1亿次，实际上会得出结论，那就是掷硬币的结果是不确定的，结果并不以观察者从哪次开始观察而发生变化，你不观察时，它永远有两种可能的结果，用在量子力学领域也就说明电子在你不观察时会有多个可能移动到的地点。
总结一下：确定性当中存在不确定性、不确定性当中存在确定性，不要被观察所迷惑。
薛定谔的猫比喻什么：薛定谔的猫，比喻一件事如果你不去做，它就可能有两个结果，而一旦你去做了，最后结果就只能有一个，你的参与也直接干预了结果。
物理学四大神兽
物理学四大神兽物理学四大神兽在科学的历史上，有许多有趣的比喻，其中就有四个动物，被调侃为'物理学四大神兽'，它们分别是芝诺乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖和薛定谔的猫。
这篇文章，就让我们来了解一下，这四个'神兽'的来龙去脉。
1、芝诺乌龟古希腊数学家芝诺（前490年～前425年），针对运动的不可分性提出了著名的'芝诺悖论'，说：一只乌龟从起点走到终点，要先走完1/2路程，再走完剩下的1/2路程，继续走完剩下的1/2路程……一直重复下去，永远走不完。
这个故事的延伸，还有阿基里斯追龟等等，本质上都是一样的。
芝诺悖论蕴含了微积分的思想，其深层原理我不在这陈述。
用通俗的语言说，问题在于：无限个数的元素组合，是可以得到有限值的。
芝诺悖论中的无限段时间相加，得到的是有限时间，其中数学模型就是收敛级数。
如果理解了这点，芝诺乌龟就没有那么神秘。
2、拉普拉斯兽法国物理学家拉普拉斯，是号称'将上帝赶出宇宙'的人，他提出的拉普拉斯方程广泛应用于各个领域。
三维形式的拉普拉斯方程：他还是经典力学的坚定拥护者，也是决定论的支持者，基于经典力学，拉普拉斯提出：如果有一个智者，知道我们宇宙之初，所有粒子的状态，那么他就可以根据所有的定律，推算出宇宙任何时间的状态。
在经典物理学中，一切物质的运动都遵循力学原理，但是近代科学中，尤其是量子力学不确定性原理的出现，一举粉碎了决定论，因为我们连单个粒子的状态都确定不了，何来预言整个宇宙。
但是量子力学也并非唯心，因为量子行为符合薛定谔方程的描述，可以说“量子力学是打了折的决定论”。
3、麦克斯韦妖麦克斯韦妖是大物理学家麦克斯韦，在1871年，针对热力学提出的一个假想实验。
麦克斯韦妖（英语：Maxwell's demon）是在物理学中，假想的能探测并控制单个分子运动的“类人妖”或功能相同的机制，是1871年由19世纪英国物理学家麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的。
薛定谔的猫所引发的问题
薛定谔的猫所引发的问题在宏观现实生活中，猫是我们再也熟悉不过的动物了，对于一只活泼乱跳的猫，我们对它最客观的评价是“它是活的”；而对于一只已经停止呼吸的猫，我们只能说“它是死的”；然而猫的状态真的只有这两种状态吗？是否存在一种半死半活的猫呢？我们不妨去微观世界寻找答案。
量子力学的奠基人之一埃尔文•薛定谔在很早以前就已经注意到了量子力学的迭加问题在宏观上的体现，他提出了猫可能处于一种死活未定的状态之中，这个较有趣的悖论被称作猫的悖论。
薛定谔设想了一个关于辐射原子和猫相互作用的实验，一只猫被关在内部设有“机关”的铁箱内，要保证此装置不会对猫产生干扰，在铁箱内猫碰不着的地方，放一小瓶氰化钾，把一小块放射性元素镭放入盖勒计数器中，它非常小，使它的量控制在一小时之内，任何一个镭原子产生或者不产生衰变。
如果衰变，计数管便会放电同时释放一重锤，进而击碎一个盛有剧毒的氰化钾小瓶，因此，这只猫必然会毒死。
但是，若是在这段时间上原子没有发生衰变呢这只猫还会安然无恙的。
所以这只猫在箱子中，到底处于一个什么状态呢？无人可以给出一个准确的答案。
在日常生活中，我们非常清楚，那只猫会非死即活，然而在未打开箱子之前，我们并不能预测它是处于什么状态。
这时我们也只能用几率来说明它可能处于某个状态，这就是很让人费解，我们不禁会这样想：真的会有半死半活的猫吗？让我们回到量子力学的角度去剖析这个问题，根据量子力学薛定谔方程，箱内的两个系统处于两种波函数叠加的状态，一种是“活猫”的状态、另一种是“死猫”的状态，这两种状态都是真实存在的。
但是是一个又活又死的猫，究竟是什么意思呢？想必也只有那只关在箱子里猫它自己知道它是死还是活吧。
传统的哥本哈根解释是从一个不同的角度来看这些概率。
它说，从效果上看，这两个波函数都同样的不真实。
当我们往箱子里观看时，它们当中中有一个固化为现实。
我们可以注意到这种解释的前提条件是箱子会打开时，整个系统的波函数会发生坍塌，然而你却不能想象为在有人观察之前，屋子里有一只死猫，或者仅仅是一只活猫。
薛定谔的猫
薛定谔的猫薛定谔的猫薛定谔的猫是薛定谔提出的一个著名的量子力学思想实验。
该实验是为了阐明量子力学中的测量问题而提出的，引出了量子纠缠和量子叠加的概念。
在经典物理学中，对一个物体的状态是可确定的，也就是说，我们可以确定一个物体是处于某种状态中的，比如位置、速度等。
然而，在量子力学中，情况却不同。
根据薛定谔方程，一个物体可以同时存在于多种可能的状态中，直到进行观测或测量时，才会确定物体处于其中一种状态。
这种多态性被称为量子叠加。
薛定谔的猫实验是为了说明这个概念。
在这个实验中，想象有一个封闭的箱子，里面有一只猫、一瓶有毒气体和一个放射性物质。
放射性物质有可能衰变，如果衰变了，就会释放出毒气，导致猫的死亡，否则猫将存活下来。
外部观测者无法知道放射性物质是否衰变，因为箱子是封闭的，无法进行观测。
根据量子力学的叠加原理，我们认为在进行观测之前，猫处于一个既死又活的叠加态中。
这个实验的关键在于量子纠缠。
量子纠缠是指两个或多个量子系统之间存在某种特殊的关系，使得它们之间的状态无论远离多远，都会相互关联。
在薛定谔的猫实验中，放射性物质的衰变与猫的状态是纠缠在一起的。
未观测时，放射性物质处于衰变和不衰变的叠加态中，猫也处于死和活的叠加态中。
只有在进行观测时，才会使得放射性物质和猫的状态分别塌缩到衰变和死亡的状态或不衰变和存活的状态。
这个实验引发了许多关于观测的争议。
量子力学无法解释观测时塌缩发生的原因，即为什么观测者的存在会导致物体的状态塌缩。
这被称为测量问题。
一种解释是量子纠缠和量子叠加只存在于微观领域，在宏观领域中不存在。
这就解释了为什么我们在日常生活中没有观察到类似的叠加态物体。
另一种解释是多世界诠释，即每次测量都会导致一个宇宙分支的产生，每个分支都对应一个可能的测量结果。
薛定谔的猫实验虽然只是一个思想实验，但它更加深化了人们对量子力学的理解，也引发了许多哲学和科学上的思考。
量子力学的基本原理与我们日常生活的观察存在着巨大的不同，这也给我们带来了更多的疑惑和挑战。
走近量子纠缠(一)：薛定谔的猫
走近量子纠缠(一)：薛定谔的猫本科普系列是想尽量使用通俗的语言，向公众介绍神秘奇妙的‘量子纠缠’。
要认识神秘的量子纠缠，首先要认识神秘的量子现象。
不管是学哪个行业的，大概都听说过奇妙的量子现象。
诸如测不准原理啦，薛定谔的猫之类的，在日常生活中看起来匪夷所思的现象，却是千真万确存在于微观的量子世界中。
许多人将听起来有些诡异的量子理论视为天书，从而敬而远之。
有人感叹说：“量子力学，太不可思议了，不懂啊，晕！”不懂量子力学，听了就晕，那是非常正常的反应。
听听诺贝尔物理学奖得主，大物理学家费曼的名言吧。
费曼说：“我想我可以有把握地讲，沒有人懂量子力学！”量子论的另一创始人玻尔（Niels Bohr）也说过：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。
”既然连费曼和玻尔都这样说，我等就更不敢吹牛了。
因此，我们暂时不要奢望‘懂得’量子力学。
此一系列文章的目的是让我们能够多‘了解’、多认识一些量子力学。
因为量子力学虽然神秘，却是科学史上最为精确地被实验检验了的理论，量子力学经历了100多年的艰难历史，发展至今，可说是到达了人类智力征程上的最高成就。
身为现代人，如果不曾‘了解’一点点量子力学，就如同没有上过因特网，没有写过email一样，可算是人生的一大遗憾啊。
刚才提及量子现象时，说到了‘薛定谔的猫’，我们的讨论可由此开始。
★薛定谔（E.Schr dinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，量子力学中描述原子、电子等微观粒子运动的薛定谔方程，就是以他而命名的。
‘薛定谔的猫’也称‘薛定谔佯谬’，是指薛定谔为说明量子力学中的‘叠加态’设计的一个思想实验而导致的佯谬。
那么，首先我们需要了解，什么是‘叠加态’？根据我们的日常经验，一个物体某一时刻，总会处于某个固定的状态。
比如我说：女儿现在‘在’客厅里，或是说：女儿现在‘不在’客厅里。
要么在，要么不在，两种状态，必居其一。
薛定谔的猫是个什么概念
薛定谔的猫是个什么概念薛定谔的猫实质上是薛定谔的著名思想实验，旨在说明微观量子世界中的量子叠加态与经典宏观世界的关系问题。
这个思想实验由奥地利的物理学家艾尔温·薛定谔于1935年提出，在量子力学领域有着重要的影响。
薛定谔的猫思想实验设想一个密封的盒子，里面有一只猫、一瓶放射性物质、一个探测器和一个毒药装置。
放射性物质会随机发生衰变，探测器会探测到放射性物质是否衰变，如果探测器探测到衰变，毒药装置会释放毒药，猫就会死亡。
根据量子力学的叠加原理，放射性物质在没有被观测到前处于衰变和不衰变的叠加态中，而猫的状态又与放射性物质的状态相关，因此在放射性物质未被观测到时，猫就处于生与死的叠加状态。
这个实验的目的是用一个宏观的物体（猫）来说明量子力学中的微观粒子叠加态的概念。
根据薛定谔方程，微观粒子存在一种既不是粒子也不是波的叠加态，只有在被观测或测量时，这个叠加态才会坍缩，产生具体的结果。
在观测这个系统时，放射性物质经过衰变或未衰变的量子叠加态坍缩，并决定了猫的状态，生或死。
而在观测前，放射性物质和猫都处于生与死的叠加状态。
薛定谔的猫思想实验引起了广泛的讨论和争议。
一些学者认为这个实验不切实际，只是为了强调量子力学中的奇特性质。
但仍有一些学者认为，尽管这个实验在实际中很难实现，但它揭示了量子力学中微观与宏观之间的联系和互动的问题，对于理解量子世界的本质有着重要意义。
薛定谔的猫思想实验对量子力学哲学的理解产生了深远的影响。
首先，它提出了“观测者效应”的问题，即观测者的存在是否会导致量子态的坍缩。
其次，它引发了对“测量问题”的思考，即什么是测量，以及测量时量子系统如何选择一个确定的结果。
此外，薛定谔的猫的思想实验也涉及到了量子力学中的超位置效应和不确定性原理等基本概念。
薛定谔的猫所提出的思想实验帮助我们认识到，量子力学的基本规律对于微观世界和宏观世界都具有普遍的适用性。
它打开了我们对于现实世界的思考和理解，挑战了我们对于经典物理学的认知。
解读 薛定谔的猫
这次我将尝试以我自己的观点来解读薛定谔的思维实验，其论述主题是围绕实验本身，里面涉及的理论，我也会尝试用自己的语言进行描述。
一只称霸物理界的猫来喽~设想在一个封闭的匣子里，有一只活猫以及一瓶毒药。
当衰变发生时，药瓶被打破，猫将被毒死。
按照常识，猫可能死了也可能还活着。
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，阿尔法粒子会触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面带有剧毒的氰化物气体，猫必死无疑。
原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。
如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。
物理学家却无法知道，它在什么时候衰变。
当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。
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。
这是它的两种本征态。
如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。
我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。
如果把我们对猫生与死的猜想比作在数轴一端的曲线，当我们每隔一段时间猜测猫活着时，曲线的最高点在Y轴的正半轴上，反之是负半轴。
而X轴的正半轴则代表时间。
由于阿尔法粒子的衰变是有概率的，所以猫在不同的时间，可能处于死亡，也可能处于活着。
也就是说，在曲线最高点与最低点会在不同的时间有不同的位置，但这个说法并不完全对，首先猫只能死一次，不可能又活过来了。
也就是说这个图像只能有一个最高点或许多最低点，或只有一个最低点。
但实验本身的结论是猫处于半死半活的状态，则表明这条曲线不存在，只会是一条直线，只有当瓶子打开，我们确定时。
才会变为曲线。
这对于以事实为准的逻辑学来说确实不符合。
但要知道，这个实验本身就是假想，是不能用逻辑来解释的，因为逻辑学中不能用抽象科学。
《薛定谔的猫》：现实与虚幻的宇宙之谜_概述说明
《薛定谔的猫》：现实与虚幻的宇宙之谜概述说明1. 引言1.1 概述薛定谔的猫问题是量子力学领域中一个备受争议和思考的经典实验和哲学问题。
它最早由奥地利物理学家艾尔温·薛定谔在1935年提出，用来探讨量子力学中的测量与超位置性质之间的关系。
这个以猫作为形象的实验设想，具有激发人们对于现实与虚幻、观察与结果等基本概念的深入思考的能力。
本文将围绕着薛定谔的猫问题展开探讨，重点关注该问题背后存在的现实与虚幻之谜，并从不同角度、领域和理论层面提供了多个解释和思考，如宇宙观测与量子力学解释的矛盾、平行宇宙理论和多重现实解释等。
此外，我们还将分析认知主义与唯物主义对待薛定谔猫问题所持不同立场带来的影响，并探讨存在论与确定性论争议对于整个问题的影响。
1.2 文章结构本文分为五个部分。
首先是引言部分，在这一部分中，我们将对薛定谔的猫问题进行概述，并介绍文章的结构和内容安排。
接下来是第二部分，我们将详细介绍薛定谔方程以及猫实验的背景和理论基础。
第三部分探讨现实与虚幻的宇宙之谜，包括宇宙观测与量子力学解释的矛盾、平行宇宙理论和多重现实解释等内容。
第四部分着重讨论认知主义与唯物主义在处理薛定谔猫问题上的不同立场，并深入探究存在论与确定性论争议对于该问题的影响。
最后一部分是结论和思考展望，汇总对薛定谔猫问题的认识总结并提出现实与虚幻边界模糊性以及科学与哲学融合对于解开宇宙之谜的启示。
1.3 目的本文旨在通过对薛定谔的猫问题进行全面而深入地探讨，引发读者关于现实与虚幻、观察与结果等基本哲学概念上深思和争议，并通过不同角度、领域和理论层面的解释和思考，丰富人们对于宇宙中存在的各种难题的认识和思考。
同时，本文将试图探讨科学与哲学的融合对于解开宇宙之谜以及深化人类对于现实与虚幻关系的重要性，并期望读者通过本文能够对薛定谔猫问题有一个全面而深入的理解。
2. 薛定谔的猫2.1 薛定谔方程介绍薛定谔方程是量子力学中的基本方程，描述了物质微粒的运动行为。
薛定谔的猫的悖论
波函数的具体物理意义
波动方程中的所谓波究竟是什么？
玻恩认为，量子力学中的波实际上是一种几率，波函数表 示的是电子在某时某地出现的几率。1927年，海森伯提出 了微观领域里的不确定关系，他认 为任何一个粒子的位置和动量不可 能同时准确测量，要准确测量其中 的一个，另一个就将是不确定的。 这就是所谓的“不确定原理”。它 和玻恩的波函数几率解释一起，奠 定了量子力学诠释的物理基础。 玻尔敏锐地意识到不确定原理正 表征了经典概念的局限性，因此 在此基础上提出了“互补原理”。
谢谢
电子自旋
钠在燃烧时会发出美丽地黄光，早年该黄光一直被 认为是单一频率的。但是后来人们用更高分辨率 的摄谱仪仔细研究发现， 钠D线有两条及其靠近的谱 线组成，波长分别为589.6nm 和589.0nm，这说明3s和3p两 个能级至少一个发生了分裂。 同样的情况在氢光谱中也发现了
电子自旋
为了处理这个问题，科学家们曾经考虑过一些相当新颖 的想法。他们的第一个新步骤就是不再把与电子相联系 的物体近似地视为一个数学点。一个大小不为零的物体 所能够具有的最基本的运动新 样式（相对于一个点所具有的 运动方式而言）是绕其质心的 旋转。任何一本初等力学教程 都讲过，如果认为这一物体是 绝对刚性的，那么它的内部运动 可以由三个角（欧拉角）完全 描述，这三个欧拉角决定了 物体的空间取向。
Hale Waihona Puke 电子自旋当然，真实物体不可能是理想刚 体，但可以假设我们所要研究的 物体有足够的刚性，因此我们可 以（至少就涉及的这一级而言） 忽略其刚性不足所引起的效应。 于是电子的自旋就由这个物体的 旋转来解释，它在由轨道运动所 产生的角动量之外，再引起一个 “内禀”角动量。
相对论效应
量子力学三大假设也没有考虑由相对论所引起的 某些重要问题。尽管在一定的限度内，忽略了相 对论效应的薛定谔方程确实是 一个相当好的近似，但在极高 能领域或甚至低能领域的非常 精确的研究中，它都是不适用的。 如果想要是将新解释应用于高能领 域内，我们就必须进一步考虑相对性。
薛定谔的猫
龙源期刊网 薛定谔的猫作者：来源：《科学Fans》2012年第05期正解：薛定谔的猫是薛定谔关于量子理论的一个理想实验，实验过程是将一只猫放进一个不透明的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。
设想这个放射性原子核在一个小时内有50％的可能性发生衰变。
如果发生衰变，它将会发射出个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。
根据量子力学，用薛定谔方程来描述，在未进行观察时，这个原子核处于“已衰变”和“未衰变”的叠加态，同时猫相应处于“死”与“不死”的叠加态。
但是，如果在一个小时后把盒子打开，猫的波函数坍塌，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”中的一种情况。
通俗篇：场景是在教室，人物是我和你，你所处的状态是在教室里，或在教室外。
当我埋头苦读时，我不知道你在哪儿，从量子力学的角度来说你就处于“教室内”和“教室外”的叠加态。
一旦我抬头寻找你美丽的身影时，就会得到你“在”与“不在”的结果。
恋爱篇：当你暗恋某位MM时，你无法知道她是喜欢你还是不喜欢，或许她自己也不知道。
此时，可以称之为暖昧期，她对你就处于“喜欢+不喜欢”的叠加态，或者叫薛定谔猫态。
当你终于鼓起勇气向她表白后，这个状态就会坍塌成“我也喜欢你”的固定状态。
当然，这个坍塌后的状态是“我也喜欢你”或“我很讨厌你”则是建立在你时机的把握以及人品等诸多因素之上的。
球迷篇：在一场顶级足球比赛中，尽管赛前各大媒体、各国分析家都对比赛结果进行了种种猜测或预测，你或许也针对比赛结果进行了一场小赌，但是不到比赛的最后一刻，你所支持的球队始终处于“赢+输”的叠加状态。
你是数钱数到手软还是输钱输到心痛，就要看比赛结束那一刻波函数坍塌到你的心仪球队“进球多”还是“进球少”。
薛定锷之猫——精选推荐
“薛定谔之猫”又名“薛定谔的猫”，是关于量子理论的一个理想实验，薛定谔之猫的概念提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。
详细解释什么是薛定谔猫？这要从头说起。
薛定谔（E.Schr dinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，薛定谔猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬[2]。
这些年来许多物理学家绞尽脑汁，试图解开这个佯谬。
直到最近经过一系列精巧的实验，这个问题才逐渐有了眉目。
2000年7月，《自然》报道了最新的实验结果。
量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。
处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。
例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。
这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。
这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。
于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。
果不其然！物理学家争论至今。
薛定谔猫佯谬是一个设计巧妙的理想实验：将一只猫关在箱子里，箱内还置有一小块铀、一个盛有毒气的玻璃瓶，以及一套受检测器控制的、由锤子构成的执行机构。
铀是不稳定的元素，衰变时放出射线触发检测器，驱动锤子击碎玻璃瓶，释放出毒气将猫毒死。
铀未衰变前，毒气未放出，猫是活的。
铀原子在何时衰变是不确定的，所以它处于叠加态。
薛定谔挖苦说：在箱子未打开进行观测前，按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等有人打开箱子看一眼才能决定猫的生死。
这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器－锤子－毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变－未衰变叠加态”与猫的“死－活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！”薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子才能决定猫的死活。
“薛定谔”的猫实验
理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思
维。爱因斯坦和少数非主流派物理学家拒绝接受由薛定谔及其同事创立的理论结果。
爱因斯坦认为，量子力学只不过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述，这
是一种唯象理论，它本身不是终极理。他说过一句名言：上帝不会掷骰子。他不承
根的诠释。付出的代价：违反了薛定谔方程。这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。
薛定谔尝试着用一个理想实验来检验量子理论隐含的不确之处。
设想在一个封闭的匣子里，有一只活猫及一瓶毒药。当衰变发生时，药瓶被打破，
猫将被毒死。按照常识，猫可能死了也可能还活着。量子力学告诉我们，存在一个中
间态，猫既不死也不活，直到进行观察看看发生了什么。
认薛定谔的猫的非本征态之说，认为一定有一个内在的机制组成了事物的真实本性。
他花了数年时间企图设计一个实验来检验这种内在真实性是否确在起作用，他没有
完成这种设计就去世了。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
2
（collapse）），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者
活。哥本哈根的几率诠释的优点：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。
有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩，可物理学中没有一个公式能够描述这种
坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于或许实用主义的考虑，还是接受了哥本哈
[键入文字]
规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。
薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于死－活叠加态既死了又活着！
要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就
薛定谔的猫是死是活？一个简单的例子让你秒懂量子力学
薛定谔的猫是死是活？一个简单的例子让你秒懂量子力学根据哥本哈根的解释我们可以知道，物理中的任何实验都可以通过经典力学描述，即描述该事件发生的实验步骤和实验结果。
相对的，用薛定谔的猫来解释量子物理则违反了经典力学的解释，他认为可以不用计算过程而直接决定实验的结果。
那么，到底什么是薛定谔的猫呢？如何用薛定谔的猫来解释量子物理呢？其实，“薛定谔的猫”是一个物理学家提出的思想实验。
假定在一个密闭的盒子里放着一只猫，盒子有一个会放出毒死的机关，而控制机关的是放在另一个盒子中的放射性物质。
实验开始的一段时间后会出现两种结果：放射性物质衰变，放出阿尔法粒子打开毒气机关，猫被毒死。
放射性物质不衰变，毒死机关没有被打开，猫活着。
根据经典力学的理论，我们可以通过收集实验过程中观测的数据，并加以计算就可以在打开盒子之前确定这只猫是死是活。
而薛定谔的量子力学则不在乎过程，直接观察结论。
那么，这只倒霉的猫到底是死是活呢？其实，薛定谔的量子力学认为结论关系到概率的问题。
猫有可能死了，猫也有可能活着，死猫和活猫同时存在，这就是时空的加叠状态。
那么，只有打开盒子的那一刻才会决定猫的死亡与否，打开观察的动作就等于选择一个时空，选择猫的其中一种生死状态。
换而言之，倘若猫死了，则你的观察导致了猫的是死亡，你不观察的时候猫还有50％的概率是活着的，你一打开盒子，选择了猫的死亡，导致猫活着的概率下降到0％。
同理，你将一枚硬币向上抛弃，忽略速度、翻转、抓握技巧，那么只有你打开手掌观察的那一刻才能决定硬币的正反面。
当然，就算把实验对象变成粒子，其中的道理也是一样的，只有打开盒子的那一刻才能证明粒子的存在。
这就是薛定谔的猫，超越了经典力学的特殊存在，这就是量子力学的魅力。
薛定谔的小猫
在引言部分，作者介绍了薛定谔的猫这一思想实验的背景和意义。这个实验是 奥地利著名物理学家薛定谔提出的，通过将一只猫关在装有少量镭和氰化物的 密闭容器里，探讨了量子叠加原理在宏观尺度上的应用。这一实验在物理学界 产生了深远影响，也为后续的量子力学研究提供了重要的思路。
薛定谔的猫：这个部分详细描述了薛定谔的猫思想实验的过程和意义。作者通 过生动的语言和形象的比喻，使读者对这个实验有了更加深入的理解。同时， 这部分还介绍了量子力学中的叠加原理及其在宏观尺度上的应用。
阅读感受
薛定谔的猫，这个著名的思想实验，是由奥地利物理学家薛定谔提出的。这个 实验的内容是将一只猫放在一个密闭的房间里，同时房间里还有食物和毒药。 毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，而电子开关又由放射性原子 控制。如果放射性原子发生衰变，就会触发电子开关，使得锤子落下，砸碎毒 药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫就会死亡。然而，如果放射性原子没有发 生衰变，猫就会存活。
这个实验揭示了量子叠加原理的奇特之处，即微观粒子可以同时存在于多种状 态之中，而只有当我们进行观测时，它们才会塌缩到单一的状态。薛定谔的实 验将这个原理与猫的生死在一起，使得人们对于微观世界的认识更加深入，也 对于现实世界的理解更加丰富。
在《薛定谔的小猫》一书中，作者通过这个实验阐述了量子力学对于现实世界 的影响和意义。他认为，量子叠加原理的存在说明了现实世界的不可预测性， 因为微观粒子的状态是随机的，我们无法完全掌控和预测它们的行为。同时， 这也说明了观测在量子世界中的重要性，只有通过观测，我们才能确定微观粒 子的状态。
读完《薛定谔的小猫》这本书后，我深深地被薛定谔的思想实验所吸引。虽然 这个实验与我们的日常生活经验相去甚远，但是它却能够帮助我们更好地理解 量子力学的原理。这个实验也让我对平行宇宙的概念有了更深入的了解。虽然 目前我们还无法直接观测到平行宇宙的存在，但是通过这个实验以及其他类似 的实验，我们可以对平行宇宙的存在进行推测和猜想。
薛定谔是谁？薛定谔的猫是什么意思？
薛定谔是谁？薛定谔的猫是什么意思？相信有很多朋友在一些关于量子力学的文章中都能看到“薛定谔的猫”这个词语，那么这到底是什么意思呢? 薛定谔是谁?薛定谔的处女又是什么意思呢?下面十万个为什么网带你看看薛定谔是谁?薛定谔的猫是什么意思 ?薛定谔是谁?薛定谔全名埃尔温·薛定谔，是奥地利物理学家，量子力学奠基人之一，发展了分子生物学。
维也纳大学哲学博士。
苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。
也是量子力学的大佬之一，而他的猫又有什么特别之处呢? 这里要说的就是著名的假想，薛定谔的猫。
薛定谔简历：姓：薛定谔名：埃尔温·薛定谔生卒年份：不是很重要国籍：奥地利性别：男爱好：女很多人比较关心薛定谔的猫，这只又死有活的猫非常可怜，其实，你要是知道薛定谔的情史，你就不会只关注薛定谔的猫了，如果你想了解薛定谔的情史，请点击：薛定谔的处女是什么意思。
薛定谔的猫是什么意思?薛定谔的猫实验如下：把一只猫放进一个不透明的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。
设想这个放射性原子核在一个小时内有可能性发生衰变。
如果发生衰变，它将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。
根据常理如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。
要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。
根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到'衰变的原子核和死猫'或者'未衰变的原子核和活猫'两种情况。
好像很复杂大家注意这个叠加形态，什么意思呢，就是说这个原子核既是已衰变的又是未衰变的....他是两种状态叠加在一起的，只有当有人去观测他时，他才会具体表现为衰变或者没有衰变，如果没人管他他就一直处于叠加状态...这就很可怕了..因为这只猫会随着原子核的叠加进入一种又死又活状态...又死又活的猫..做薛定谔的猫果然很可怜。
薛定谔的猫比喻什么事情
薛定谔的猫比喻什么事情喜欢物理学的人一定听说过一个词语——薛定谔的猫，但是很多人百思不得其解，去看了相关定义后更迷糊了，到底薛定谔的猫是说的什么呢？我们接下来从以下几个方面来说说。
薛定谔的猫是一个物理学概念，最早由物理学界的科学家薛定谔提出。
他的初衷是从宏观角度解释微观领域的粒子问题，证明粒子被观测时的状态。
但这一概念提出后，在物理学界迅速传播，甚至引发了物理学界的大地震，几乎颠覆了物理学界长期持有的机械唯物主义思想。
什么是薛定谔的猫它之所以会出现，是因为在物理研究领域中存在这样一种讨论，人们对一个粒子所处的状态进行观测之前，这个粒子有多种状态，用物理学的专业术语来说就是多个波函数的叠加，在对粒子状态观测结束后，我们会得到一个准确的结果——这个粒子状态到底是怎么样的。
通俗一点来说就是，这个粒子在同一时间内，既是这个样子，又是那个样子，还是这个样子，但是你观测结束后，这个粒子只会是其中一个样子，这就是薛定谔的猫。
一种波函数如果这个解释还是很难理解，可以这么想。
房间里有一个箱子，箱子里有一只猫，还有一个装着有毒气体的瓶子，很容易碎。
在你打开盒子之前，不知道猫是死是活。
只有打开盒子，才能决定猫的生死。
这个时候你是不是觉得似曾相识，好像在哪里听过类似的理论？是的，这个说法有点像中国古代一位哲学家提出的心性论。
我看着这朵花，它和我在一起。
如果我没有看到这朵花，那么这朵花就不存在。
薛定谔的猫主题插画其实两者还是有些不同的，但是有相通之处，这就导致很多人理解出错，将薛定谔的猫简单粗暴的定义为唯心主义，其实这是一种不准确的理解。
我们接下来深入讨论一下薛定谔的猫。
光学的讨论引出的概念还是上面猫的那个例子，乍一看这个例子有些无聊，但在物理学家的眼中却不是这样的，在盒子没有打开之前，谁也无法知道猫的状态，这是微观概念和宏观概念的交叉融合。
在量子力学的角度下去解释，一只猫肯定不会处在既死了又活着的状态，但是在微观状态却是可以说得通的。
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今日批判之薛定谔的猫。
首先，我们来说说薛定谔的猫究竟是什么。
在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。
之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
这是薛定谔的猫的实验过程。
首先我们要明确的是，这是一个思想实验。
和缸中之脑这些一样的。
他的源头是爱因斯坦和薛定谔在关于量子力学不能给出描述量子的状态而只有概率。
然后，他们将这种不确定性发大至宏观——那只猫。
猫的死活代表了量子的两种被观测状态。
波和粒子。
所以有几个点要注意：第一，这不是真正实验。
第二，猫的死活在猫看来本身是确定的，但对于外界观察者，是不确定的。
但是，宏观状态下由于其波动性不明显，一般忽略。
微观状态的薛定谔猫态是真实可测的。
1996年5月，美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）的Monroe 等人用单个铍离子做成了“薛定谔的猫”并拍下了快照，发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态，而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态，而这两个状态相距80纳米之遥！（1纳米等于1毫微米）——这在原子尺度上是一个巨大的距离[3] 。
想像这个铍离子是个通灵大师，他在纽约与喜马拉雅同时现身，一个他正从摩天楼顶往下跳伞；而另一个他则正爬上雪山之巅！——量子的这种“化身博士”特点，物理学上称“量子相干性”。
摘自百度。
但我的本质是批判。
所以回到薛定谔猫上来。
在很多书中有这样一个说法，当我们不观测月亮时，月亮就可能像波一样弥散。
但是量子力学定律将月亮这种巨大质量的物体的波函数限制在很小的区域中，所以即使月亮弥散开去，弥散的程度人眼也不能看出来的。
月亮不观测时不是不存在，量子态在观测时由于观测力的相互作用而使波函数坍塌为确定值，微观粒子整体呈现规律性，宏观尺度下观测力几乎对其不影响。
第二批判。
平行宇宙和薛定谔的猫。
首先，平行宇宙的可能来自猫的又死又生的描述状态。
也就是不可确定描述且同时存在。
薛定谔的猫中的这种叠加状态，就好比平行宇宙与我们现在宇宙之间的状态，它们可能处于同一空间体系之中，但是却相互对立，永不相交。
两种选择状态，在没有“观察者”的时候，就会“同时存在”，在我们的宏观世界中不明显，但是在微观世界的量子世界中，很多量子都存在着这种“叠加”的状态。
但是这样的同时存在违反了人的常识。
为了能够在一定程度上。
较为合理地解释。
于是平行宇宙概念就在某些不愿承认叠加态的人中提出了。
如果存在平行宇宙，按照那些人的说法。
每出现量子叠加态的时候就创造新的宇宙用来装下一种状态。
那么，很明显违反了能量守恒定律。
熵不能增加不能减少更不可能复制粘贴。
第三批判。
唯心和唯物与薛定谔的猫。
（因涉及政治敏感，想和我一起讨论的建议私聊）。
完。