“薛定谔的猫”（作业）

今天给大家解释一下什么是“薛定谔的猫”。“薛定谔的猫”是一个是关于量子理论的一个理想实验。在解释“薛定谔的猫”前，我们先来说说这个实验产生的背景。

“哥本哈根学派”认为物质在被观测之前，是处于一种不确定的叠加态的。为了反驳哥本哈根学派的这种“荒唐”的观点，证明量子力学在宏观层面是不完整的。德国物理学家薛定谔设计出物理学上最著名的实验：“薛定谔的猫”。

先来解释下什么是原子核衰变：当元素的原子结构不稳定时，原子核会放出了几个质子或中子,从而变成了另一种原子核。在这种衰变过程中就会发射出放射性物质。

解释完原子核衰变后，我们再来看看“薛定谔的猫”的实验。实验具体内容是这样的：

一只猫被装在箱子里，箱子里有个毒药瓶，瓶子上有一个锤子，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，则触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的有毒的氰化物气体，猫必死无疑。而原子核的衰变是随机事件不确定的事情，我们无法知道具体在什么时候衰变；在半衰期内，衰变或者不衰变的概率同时存在。也就是说，如果我们不打开箱子看，猫可能是活的也可能是死的，就处于一种生与死的叠加而不确定第三种状态中。

根据量子测量假说,处在叠加态的猫, 他的死活决定于打开盒子后的“观察”. 所以物理学家薛定谔挖苦说:按照量子力学的解释，箱中之猫处于"死活叠加态"。既是死又活着不确定状态!一直要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。

微观物质一般都有粒子和波两种存在方式，“薛定谔的猫”这个实验，推论出微观物质是以波的叠加混沌态存在；一旦观测后，它们立刻选择成为粒子状态确定下来。

为了更好理解“薛定谔的猫”这个思想实验。我们再引入另一个“双缝干涉实验”

当一个光源的光射向两道极窄的缝隙，其后的屏上出现的不是两道光，而是很多道，这就是双缝干涉实验。

当物理学家第一次发现双缝实验的时候，他们认为光会呈现出波的状态，是因为手电筒会在一瞬间发射出成千上万个光子。这些光子会互相碰撞，就像水滴会在水瓶里面碰撞一样。

为了论证这个看法，物理学家将实验做了一个更改，他们没有用手电筒，而是用了可以将光子一颗一颗从小缝中发射过去的设备。既然光是一颗一颗发射进小缝，那么它们就不会再互相碰撞，也就不会产生波纹，那后面就只会留下两条缝对吗？但是实验中他们发现这次光射过去后同样又出现了很多道缝。他们为了理解这背后的原理，他们在这两道小缝中间的旁边，放置了一个摄像头。这个摄像头的目的是为了去理解这个光子到底是从左边的缝通过，还是从右边的缝通过。

就在他们把这个摄像头插上电的那一瞬间，一件事情发生了。原本背后无数道光突然变成了只有两道，就在通电那一刹那，以及摄像头打开的那一刹那，无数道光变成了两道、这就好像光子知道我们人类在看它，而在我们看它的那一瞬间，它不再是波了，也不再和之前一样变成无数道光了。

这个现象说明了什么呢？让我们再回到“”薛定谔的猫”的实验中，当被观测前，箱子里处于原子核衰变与不衰变的叠加状态，被观测的瞬间（箱子打开的瞬间），概率变成确定，要么衰变，要么不衰变。而在双缝干涉实验中，摄像机打开那个瞬间，本来变成很多道的光突然变成两条光。这两者的共同点说明了我们的观测会使现实的物理世界发生改变。

这里再引入下佛学的思想来探究下这个推论。佛学认为：相由心声。世界万物呈现出的境相，都是由心念影响而来的。这和量子理论的实验推论非常相似。说明观测会对事物的结果产生影响。

讲个六祖慧能的故事，慧能在出家前，有一天路过南海法性寺听印宗法师讲经，晚上有两个和尚看到旗子迎风飘动，两个人就争论到底是是旗子在动还是风在动。慧能在旁边说了句：既不是旗子动也不是风在动，是我们的心在动。慧能这句话说明了事物的存在取决于我们自己的主动或被动的感知。这个故事是否和“薛定谔的猫”实验中，当观察者打开盒子后，猫的死活决定于“观测"这个说法颇为相似？

好了，说到这里您大概已经明白了薛定谔的猫这个实验的来龙去脉，以及它想推论的观点了吧。通过这个真实的实验，科学家大胆推论出观测会对事件的结果产生了影响。使原本处于不确定的第三种叠加态的物体因为观察者而变成确定的一种状态。换句话说就是微观物质是以波的叠加混沌态存在；一旦观测后，它们立刻选择成为粒子确定下来。