欧文·薛定谔是量子物理学的关键人物之一，甚至在他著名的“薛定谔猫”思想实验之前。他创造了量子波函数，它现在是宇宙运动的定义方程，但问题是它以一系列概率的形式表达了所有运动——这与当时（甚至可能是今天）大多数科学家喜欢相信的物理现实是如何运作的直接矛盾。

薛定谔本人就是这样一位科学家，他提出了薛定谔猫的概念来说明量子物理学的问题。让我们来考虑这些问题，然后看看薛定谔是如何通过类比来说明这些问题的。

量子不确定性

量子波函数将所有物理量描述为一系列量子态以及系统处于给定状态的概率。考虑一个半衰期为一小时的单个放射性原子。

根据量子物理波函数，一小时后，放射性原子将处于衰变和未衰变的状态。一旦对原子进行了测量，波函数将坍缩为一种状态，但在此之前，它将保持为两种量子状态的叠加。

这是哥本哈根量子物理学解释的一个关键方面，不仅仅是科学家不知道它处于哪个状态，更重要的是，直到测量行为发生，物理现实才被确定。以某种未知的方式，观察行为本身就是将情况固化为一种或另一种状态的东西。在这一观察发生之前，物质现实是在所有可能性之间分裂的。

抓住那只猫

薛定谔对此进行了扩展，提出将一只假想的猫放在一个假想的盒子里。在装有猫的盒子里，我们会放一小瓶毒气，毒气会立即杀死猫。小瓶连接到一个仪器上，该仪器连接到盖革计数器上，盖革计数器是一种用于检测辐射的装置。上述放射性原子被放置在盖革计数器附近，并在那里停留整整一个小时。

如果原子衰变，盖革计数器将检测到辐射，打破瓶子，杀死猫。如果原子不衰变，那么小瓶就完好无损，猫就活了。

一小时后，原子处于衰变和未衰变的状态。然而，考虑到我们是如何构建这种情况的，这意味着瓶子既破了也没有破，最终，根据量子物理学的哥本哈根解释，猫是死是活。

薛定谔猫的解读

斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）有句名言：“当我听到薛定谔的猫时，我会伸手去拿我的枪。”这代表了许多物理学家的想法，因为关于思维实验，有几个方面提出了问题。这个类比的最大问题是量子物理学通常只在原子和亚原子粒子的微观尺度上运行，而不是在猫和毒药瓶的宏观尺度上运行。

哥本哈根解释说，测量某物的行为导致量子波函数崩溃。在这个类比中，实际上，测量行为是由盖革计数器发生的。沿着事件链有许多相互作用，因此不可能将cat或系统的各个部分隔离开来，从而使其在本质上成为真正的量子力学。

当猫自己进入方程式时，测量已经完成。。。经过一千次的测量，盖革计数器的原子、破瓶器、小瓶、毒气和猫本身都进行了测量。甚至当盒子里的原子做“测量”时，如果你认为如果猫倒下死了，它就会接触到不同的原子，而不是它在盒子里焦急地踱步。

无论科学家是否打开盒子都无关紧要，猫不是活着就是死了，而不是这两种状态的叠加。

尽管如此，在哥本哈根解释的某些严格观点中，它实际上是一个有意识实体的观察，这是必需的。这种严格的解释形式在今天的物理学家中通常是少数人的观点，尽管仍有一些有趣的论点认为量子波函数的崩溃可能与意识有关。（为了更深入地讨论意识在量子物理学中的作用，我推荐Bruce Rosenblum和Fred Kuttner的《量子之谜：物理遭遇意识》）

还有另一种解释是量子物理的多世界解释（MWI），它提出这种情况实际上是分为多个世界的。在这些世界中，有些世界里的猫会在打开盒子时死去，而另一些世界里的猫会活着。虽然公众，当然还有科幻小说作者都很感兴趣，但对多世界的解释在物理学家中也只是少数人的观点，尽管没有具体的证据支持或反对它。

安妮·玛丽·赫尔曼斯汀博士编辑。