薛定谔的猫有什么现实意义？

薛定谔的猫有什么现实意义？
薛定谔的猫⼀定的科学界最有名的科普故事。

这只猫可以说是让“量⼦⼒学”名声⼤噪、家喻户晓的第⼀功⾂。

薛定谔的猫是什么？
“薛定谔的猫”是由奥地利著名物理学家薛定谔提出的⼀个著名思想实验，描述了如何将⼀只活泼可爱的猫变成“⽣死叠加”状态。

下⾯是具体的操作步骤：
将⼀只可爱猫咪装进⼀个有量⼦系统机关的毒⽓瓶的盒⼦⾥，然后密封⾄不可见。

毒⽓瓶的开关由⼀个24⼩时半衰期的放射性原⼦控制。

在这24⼩时内，如果原⼦衰变了，放出α粒⼦就会触动开关，毒⽓瓶将被⼀个铁锤砸碎，那猫就必死⽆疑；但如果原⼦没有衰变，毒⽓瓶完好如初，猫也就不会死去。

由于原⼦具体何时衰变我们⽆法确定，那这段时间内盒⼦⾥的猫有可能还活着，也可能已经死了，但只有我们打开盒⼦才能确定猫的⽣死。

这就好⽐量⼦⼒学对“量⼦”不可测的描述，当我们没有观察时，量⼦可以处于⼀种⽭盾的“叠加态”，⽽当我进⾏观察时量⼦从“叠加态”坍缩为唯⼀确定的经典态。

这种情况下，以哥本哈根学派的解释，可以认为盒⼦⾥这只猫正处在⼀种“⽣死叠加”状态，也就是即⽣即死的状态。

为什么要做这个实验？
1926年，薛定谔凭借其深厚的微积分功底，推导出了“薛定谔⽅程”，并成功运⽤它解释了氢原⼦结构，但作为数学⼤⽜的薛定谔却⽆法解释薛定谔⽅程中波函数的物理意义。

我们知道，数学公式与物理公式最核⼼的区别就在于是否具有物理意义，如果没有具体的物理意义就称不上⼀个完整的理论。

⽽后来德国物理学家马克思·玻恩给薛定谔⽅程做出了⼀个让⼈能够理解的诠释：
波函数描述的是⼀种概率波，只能计算在某个位置找到某个粒⼦的概率，观察测量
只能预测某⼀结果的概率，却不能预测⼀定会得到什么结果。

玻恩的诠释是⼀种概率诠释，凭借这个诠释，玻恩获得了1954年诺贝尔物理学奖。

本来薛定谔应该感谢玻恩，奈何薛定谔是⽀持爱因斯坦的“决定论派”，⽽玻恩的概率诠释属
于“概率论派”并成为了著名的“哥本哈根解释”，这让薛定谔很愤懑。

虽然爱因斯坦与薛定谔都曾对量⼦⼒学起到了极⼤的推动作⽤，但对于玻尔主导的“哥本哈根解释”⼀直持否定态度。

但三次论战，爱因斯坦都败下阵来，⽆形中反⽽成就了量⼦⼒学的“哥本哈根解释”。

在1955年爱因斯坦去世之后，作为爱因斯坦的嫡系⼤将的薛定谔憋了⼀个⼤招，就是“薛定谔猫”的思想实验，继续向玻尔⼀派宣战。

薛定谔的本意是借这个思想实验，将量⼦态的不确定概念引⼊到宏观世界，让⼈们直观体验⼀下“概率”描述的不靠谱。

其实这个思想实验并不能证明什么？仅仅是再次发泄了薛定谔对于量⼦⼒学“哥本哈根解释”的不满，但他⾃⼰也知道提不出什么更好的解释。

围绕爱因斯坦与玻尔的量⼦论战，出现的⼀系列思想实验，⽆⾮是科学家们哲学⽴场的针锋相对，世界到底应该由什么来⽀配？是决定论，还是概率论？
这个哲学思考，⾄今也没有⼀个明确的答案。

简单了解下“哥本哈根解释”，为什么让爱因斯坦、薛定谔等⼈难以接受
1、玻恩的波函数概率解释：这个上⾯已简单说了。

2、海森堡的不确定原理：有⼀些成对物理量，它们不可能同时被精准测定，⼀个越确定另⼀个必定越不确定，此消彼长。

3、玻尔的互补原理：⼀些物理对象存在看似⽭盾的多重属性，原则上不可能⽤同⼀种⽅法同时看见其多种属性，只能⽤不同是⽅法观察到它们不同的属性。

4、玻尔的对应原理：量⼦的各种规则虽然适⽤于微观尺度，但从规则中得出的结论不能违反宏观上的观察结果，⽽且宏观尺度上还是遵循经典物理学规则。

也就是说，在⼤量⼦数极限的情况下，量⼦体系的运动趋向经典⼒学体系，量⼦物理定律和⽅程可以转化为经典物理定律及⽅程。

5、叠加态原理：如果A和B是⼀个粒⼦的两种状态，那么A+B也是这个粒⼦的第三种状态，并同时具有A\B的特征。

6、波函数坍缩：在⼀次测量与下⼀次测量之间，除了概率波函数以外，微观物体不存在，它只有各种可能的状态，只有进⾏了观察或测量，“可能”状态才坍缩为实际的“确定”状态。

看了是不是觉得头⼤，为了描述⼀个量⼦，竟然总结了这么多原理。

对于物理学追求的简洁、统⼀来说，这⽆疑太多了。

就像⼀个⼈说话，说了⼀⼤堆却⽆法总结出⼀个中⼼思想⼀样。

但这些结论却与实验观察结果完美匹配，⼜缺⼀不可。

然⽽在爱因斯坦、薛定谔等⼈⼼中量⼦⼒学的“哥本哈根解释”是不完备的，绝不是量⼦⼒学的本质，但作为量⼦⼒学的正统解释，也没有⼈能给出⽐“哥本哈根学派”解释的更好。

“薛定谔的猫”催⽣“薛定谔猫态”科学实验。

“薛定谔的猫”实质可以看成是⼀个科学家的赌⽓或玩笑，但它却开启了科学家们把微观世界的量⼦特性引⼊宏观世界来的实验探索。

2005年美国科学家就曾宣布成功让6个铍离⼦实现了⾃旋⽅向完全相反的宏观量⼦叠加态，戏称“薛定谔猫态”。

⾃此这样的实验在世界各地⼤量的进⾏着，不过⽬前的结果是所有的实验都⽆法持续，也就是⽆法让量⼦叠加态持续出现在宏观世界⾥。

但如果哪天真能做到，薛定谔的玩笑可就开⼤了，说不定我们还真能“⽣死叠加，不死不灭”呢？呵呵！。