1935 年，奥地利著名物理学家薛定谔提出了一个极具争议和趣味性的思想实验 —— 薛定谔的猫。
想象一下，有一个封闭且不透明的箱子，里面放着一只猫、一个放射性原子、一个粒子探测装置、一瓶剧毒物质和一把锤子。放射性原子有 50% 的概率发生衰变，一旦衰变，粒子探测装置就会接收到衰变放射出的粒子，进而发出信号让锤子打碎装着剧毒物质的瓶子，猫就会被毒死；若粒子不衰变，猫就能活着。
在经典物理学的认知里，箱子里最终只会出现两种明确结果中的一个，只有打开盒子，外部观测者才能知晓里面的情况。
但在量子世界里，当盒子处于关闭状态时，整个系统会一直保持不确定性的波态，即猫处于生死叠加的奇妙状态。只有在盒子打开，外部观测者进行观测时，物质以粒子形式表现后，猫的生死状态才能确定。
展开剩余92%在经典物理学的宏伟框架中，世界被认为是确定性和可预测的。就像法国数学家拉普拉斯曾提出的 “拉普拉斯妖” 设想，如果有一个智慧生物能知晓宇宙中每个原子的位置和动量，就能根据牛顿运动定律准确地预言宇宙的过去与未来。这种决定论思想贯穿于经典物理学的始终 ，它坚信一切物理现象都遵循着严格的因果律。
在经典物理学的视角下，薛定谔的猫这个实验的结果是完全确定的。
当那只猫被放入封闭箱子后，从放射性原子的衰变与否，到猫的生死状态，都被看作是在放入箱子的那一刻就已经确定下来的客观事实。经典物理学认为，即使人们没有打开箱子去观察，箱子里的猫要么是活着，要么是死了，不存在其他模糊不清的状态。这就如同我们日常看到的任何事件，其结果在发生的瞬间就已经固定，只是等待着我们去发现而已。
例如，一个球从高处落下，在它落地之前，我们就可以根据重力、高度等因素准确地计算出它落地的时间和位置，球的运动轨迹是确定且可预测的。同样，在薛定谔的猫实验中，经典物理学相信，放射性原子是否衰变、猫是生是死，都如同球的运动轨迹一样，早已被物理规律所决定。
然而，量子力学的出现，彻底打破了经典物理学所构建的确定性世界图景。量子力学主要研究微观世界的现象，在这个微小的尺度下，一切都变得神秘而难以捉摸。量子力学的基本原理与我们日常生活中的直觉和经验大相径庭，其中最让人难以理解的概念之一就是叠加态。
在量子世界里，粒子可以同时处于多种不同的状态，这就是所谓的叠加态。
就像一个电子，它可以同时处于多个位置，或者同时具有不同的自旋方向。这种现象在宏观世界中是完全无法想象的，因为我们日常所接触到的物体，比如桌子、椅子等，它们在某一时刻只能处于一个确定的位置，具有确定的状态。但在微观世界里，粒子却展现出了这种奇特的不确定性。
回到薛定谔的猫实验，从量子力学的角度来看，当箱子处于关闭状态时，整个系统处于一种不确定性的波态。
箱子里的放射性原子不再是简单地处于已经衰变或者未衰变这两种状态中的某一种，而是同时处于衰变和未衰变的叠加态。这种叠加态意味着，在没有外部观测的情况下，原子的状态是不确定的，它既有可能衰变，也有可能不衰变，这两种可能性同时存在。
而猫的生死状态又直接与放射性原子的状态相关联，所以猫也相应地处于一种既死又活的叠加态。
只有当我们打开箱子进行观测时，这个行为会对量子系统产生干扰，使得原子的叠加态瞬间 “坍缩” 到一个确定的本征态，即要么衰变，要么未衰变。
随着原子状态的确定，猫的生死状态也随之确定，它要么是活着，要么是死了。这就好像在观测之前，猫的生死处于一种模糊的、不确定的状态，而观测行为就像是一把 “钥匙”，打开了确定性的大门，让猫的状态从多种可能性中选择了其中一种，呈现在我们眼前。
这种量子力学的诠释，与经典物理学中关于世界确定性和客观性的观念形成了鲜明的对比，也正是薛定谔的猫这个思想实验所引发的深刻思考和激烈争论的核心所在。
量子世界，与我们日常生活所处的宏观世界有着天壤之别。在量子世界里，确定性如同迷雾般消散，被不确定性（概率）所全面取代 。
以我们熟悉的氢原子为例，它由原子核和核外的一个电子组成，电子围绕着原子核高速运动。早期，物理学家玻尔在试图解释氢原子的结构和电子运动时，曾提出电子存在不同的轨道，就像行星围绕太阳在固定轨道上运行一样。
然而，随着研究的不断深入，科学家们发现这种理论存在很大的局限性，它仅仅对氢原子这一简单体系有效，一旦面对稍微复杂一点的原子，便无法给出合理的解释。
后来，科学家们通过一系列实验和理论研究表明，电子在原子核外的运动并非像玻尔所设想的那样具有确定的轨道。
实际上，电子的空间位置是随机的，它可能出现在原子核周围的任何位置，只是在不同位置出现的概率有所不同。为了形象地描述电子在原子核外出现的概率分布情况，人们引入了 “电子云” 的概念。电子云并不是真正的云，而是用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外空间各点出现概率大小的一种形象化表示方法。
在电子云图中，小黑点越密集的区域，表示电子在该区域出现的概率越大；反之，小黑点稀疏的区域，电子出现的概率就越小 。这就好比在一个热闹的集市中，人群在不同区域的分布密度不同，有些地方人多，有些地方人少，电子在原子核外的分布就如同集市中人群的分布一样，是不确定的，只能用概率来描述。
由于量子系统独特的概率诠释，在没有对其进行观测时，我们无法确切知晓粒子的位置、速度等信息，此时量子系统就处于一种神奇的 “叠加态”。
简单来说，叠加态意味着粒子可以同时处于多种不同的状态。
例如，一个粒子既可能在 A 处，也可能在 B 处，那么在未观测时，它就处于 A 和 B 两处的叠加态；再比如一个原子核，它可能发生了衰变，也可能没有衰变，此时它就处于衰变和未衰变的叠加态。
这种叠加态的概念与我们日常生活中的经验和直觉是完全相悖的。
在宏观世界里，一个物体在某一时刻只能处于一个确定的位置，具有确定的状态。比如，我们手中的杯子，它要么放在桌子上，要么拿在手里，不可能同时既在桌子上又在手里。但在量子世界中，粒子却展现出了这种令人难以置信的特性，它们可以同时处于多种状态的叠加，仿佛拥有了 “分身术” 一般。
只有当我们对量子系统进行观测时，这种叠加态才会发生变化。我们可能会发现粒子在 A 处，也可能发现粒子在 B 处，一旦确定了粒子的位置，那么该粒子就从原来的叠加态 “坍塌” 成了一个确定的 “本征态”。这个过程就好像是在众多可能性中，观测行为迫使粒子做出了 “选择”，呈现出一个确定的状态。而且，一旦粒子的状态确定下来，此后它就会保持在这个本征态上。
观测行为对量子系统的影响是量子力学中一个非常重要且令人困惑的问题。
在观测之前，粒子的状态是不确定的，它处于多种可能性的叠加之中；而观测之后，粒子的状态瞬间发生改变，从叠加态转变为一个确定的本征态。这种观测导致的状态改变，仿佛有一种神秘的力量在起作用，使得量子世界的现象变得更加扑朔迷离。这也是为什么量子力学中的叠加态概念如此难以理解，因为它挑战了我们长期以来在宏观世界中形成的思维习惯和认知模式 。
作为量子力学的创立者之一，爱因斯坦也对量子力学中的不确定性和概率解释深感困惑和不满。他坚信，物理世界应该是确定性和因果律的天下，上帝不会以掷骰子的方式来决定宇宙的运行规则。他曾提出著名的EPR佯谬，试图证明量子力学的不完备性。
而薛定谔同样对量子力学在宏观世界中的适用性提出了质疑。他认为，在宏观世界中，存在许多与量子力学理论相悖的事实 ，这些矛盾表明量子力学可能存在某些缺陷。
为了更加清晰、直观地描述这种矛盾，薛定谔于 1935 年提出了那个著名的思想实验 —— 薛定谔的猫。
在探索薛定谔的猫这一思想实验时，一个有趣的设想是，倘若把不透明的箱子换成透明的，是否就能在不打开箱子的情况下，“悄悄” 观察猫的状态，从而避开打开箱子那一瞬间对猫生死状态的影响呢？
然而，事实并非如此简单。在量子力学的奇妙世界里，任何观测行为都会对实验结果产生影响 。
当我们试图通过透明箱子观察猫时，看似只是进行了一次 “温和” 的观察，但实际上，这个过程中存在着不可忽视的干扰因素。我们之所以能够看到箱子内部的情况，是因为有光射入了箱子，然后光从箱子内反射出来进入我们的眼睛。而这些参与观测过程的光子，会与量子系统发生相互作用，进而影响量子系统的状态。
在薛定谔的猫实验中，量子系统包含了放射性原子、粒子探测装置、剧毒物质以及猫等。光子与这个量子系统的相互作用，打破量子系统原本的平衡和不确定性 。这种干扰会使得原本处于叠加态的量子系统发生变化，从而破坏了猫处于既死又活叠加态的条件。
也就是说，一旦有光子参与观测，猫就不再处于真正意义上的生死叠加态，它的状态会被光子的干扰所影响，提前从叠加态 “坍缩” 成一个确定的本征态，即要么是活着，要么是死了。
为了让猫处于真正的叠加态之中，必须排除任何外界的干扰。
这就要求实验环境必须是一个完全隔绝外界影响的封闭空间，不能有光子的进入，也不能有其他任何可能与量子系统发生相互作用的因素。在这样的理想条件下，猫才能保持在那种神秘的既死又活的叠加态。
但在现实世界中，要实现这样的完全隔绝是极其困难的，几乎是不可能完成的任务。这也正是为什么人们无法直接观测到处于真正叠加态的猫，因为任何试图观测的行为都会不可避免地对实验系统造成干扰，使得猫的叠加态消失，展现出一个确定的生死状态 。
为了解释薛定谔的猫这一令人困惑的问题，物理学界诞生了一系列富有想象力的假说，其中最著名的当属 “多世界诠释”，也就是我们常说的平行宇宙理论 。
1957 年，美国普林斯顿大学的休・艾弗雷特三世大胆地提出了这一理论 。他认为，在进行薛定谔的猫的实验时，箱子里原本就存在着两个神奇的世界。这两个世界在箱子外的情况完全相同，仿佛是一对双胞胎，但在箱子内部却有着微妙的差异，一个世界里箱子里的猫是死的，而另一个世界里箱子里的猫是活的。
在实验过程中，这两个世界就像两条紧密缠绕的绳索，处于纠缠在一起的状态 。当我们打开箱子进行观测时，就如同用一把剪刀剪断了这两条绳索，这两个世界会瞬间发生分离，各自成为一个独立的新的世界，而且从此以后，它们彼此之间毫无影响，就像两条平行的轨道，永远不会再相交 。
在无数个平行存在的宇宙中，每一个可能的事件结果都会真实地发生。在一个宇宙里，我们打开箱子看到的是一只活蹦乱跳的猫；而在另一个宇宙里，我们看到的则是一只已经死去的猫。这就好像我们的人生面临着无数个选择，每一个选择都会开启一条不同的命运轨迹，而平行宇宙理论认为，所有这些不同的命运轨迹都在不同的宇宙中真实上演着 。
这种充满科幻色彩的理论激发了人们无限的遐想，许多科幻电影和小说都运用这一假说演绎出了各种奇幻烧脑的故事。
比如电影《彗星来的那一夜》，就巧妙地构建了一个因彗星到来而使多个平行宇宙相互交错的世界，让观众在电影中感受到了平行宇宙带来的奇妙与震撼 。然而，尽管平行宇宙理论极具想象力和吸引力，但目前学术界普遍对其持保留态度，并不完全认同这一观点。因为它虽然为薛定谔的猫的问题提供了一种看似合理的解释，但却缺乏直接的实验证据来支持，更多地停留在理论假设的层面 。
除了平行宇宙学说，目前的量子力学领域还存在着多种不同的诠释，它们从各自独特的角度对薛定谔的猫实验提出了不同的观点 。
退相干诠释认为，量子系统与周围环境之间的相互作用会导致量子相干性的丧失，使得量子系统从叠加态转变为经典的确定状态。
在薛定谔的猫实验中，猫与箱子内的各种设备以及外部环境之间存在着复杂的相互作用，这些相互作用会使猫的量子态迅速退相干，从而在宏观层面上表现出确定的生死状态，而不会出现既死又活的叠加态 。电影《彗星来的那一夜》中也提到了这种假设，它通过展现多个平行世界在特定条件下的相互影响，让观众对退相干诠释有了更直观的感受 。
坍缩诠释又可细分为客观性坍缩诠释和传统的哥本哈根诠释。客观性坍缩诠释认为，波函数的坍缩是一个客观的物理过程，与观测者无关，即使没有观测者的介入，量子系统也会在某些特定条件下自发地从叠加态坍缩为确定的本征态 。
而传统的哥本哈根诠释则强调观测行为的特殊作用，认为只有当观测者进行观测时，波函数才会发生坍缩，从而使量子系统从不确定的叠加态转变为确定的状态。在薛定谔的猫实验中，哥本哈根诠释认为，在打开箱子观测之前，猫处于既死又活的叠加态，而一旦打开箱子进行观测，观测行为会导致波函数坍缩，猫的状态就会瞬间确定为死或者活 。
隐变量理论则试图在量子力学的框架之外，寻找一些隐藏的变量来解释量子现象，认为量子力学中的不确定性只是表面现象，背后存在着尚未被发现的确定性因素。
其中，非局域隐变量理论，例如德布罗意 - 玻姆理论，认为微观粒子具有确定的位置和动量，只是由于一些隐藏的非局域变量的影响，使得我们在观测时无法准确地预测粒子的行为。
在薛定谔的猫实验中，隐变量理论可能会认为，猫的生死状态在放入箱子的那一刻就已经被某些隐藏变量所决定，只是我们无法直接观测到这些变量，所以才会产生猫处于既死又活叠加态的错觉 。
这些不同的量子力学诠释都在努力尝试解决薛定谔的猫所带来的困惑，它们各自有着独特的优势和局限性，也都在一定程度上推动了量子力学的发展和完善 。科学家们仍在不断地探索和研究，希望能够找到一种更加完善、统一的理论来解释量子世界的奥秘 。
在薛定谔提出这个实验之前，量子力学主要聚焦于微观粒子的研究，其理论和概念似乎与宏观世界的现象和规律毫无关联，仿佛是两个截然不同、互不干涉的世界。而薛定谔的猫实验，巧妙地通过一个看似简单的场景，将微观粒子的不确定性和叠加态等奇特性质，与宏观世界中猫的生死状态紧密联系在了一起。
这使得科学家们不得不开始重新审视微观世界与宏观世界之间的关系，思考量子力学的原理是否在宏观世界中也同样适用，或者在宏观世界中会发生怎样的变化 。
这个实验引发了科学界和哲学界对量子力学的深入思考和广泛争论。例如，观测行为对量子系统的影响、波函数的坍缩机制、量子叠加态的本质等问题，都在薛定谔的猫实验的引发下，成为了科学家们热烈讨论和深入研究的焦点。
不同的科学家和哲学家从各自的角度出发，提出了各种各样的观点和解释，形成了众多不同的量子力学诠释，如哥本哈根诠释、多世界诠释、退相干诠释等。这些诠释之间的争论和交流，不仅推动了量子力学理论的不断发展和完善，也促进了人们对微观世界本质的认识不断深化 。
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