薛定諤的貓之意義所在

無(wú)論一個(gè)理論有多么深?yuàn)W、多么精妙，但是如果它沒(méi)有一點(diǎn)意義所在，那就不能稱其為高深（雖然科學(xué)常常不能追求急功近利式的意義，但是，如果我們積極尋求它的意義所在，一定對(duì)科學(xué)的發(fā)展有一定的作用）。 那么，我迫切地想知道，薛定諤的貓有什么意義？ 關(guān)于所有方面的意義，更好是關(guān)于物理學(xué)——量子學(xué)方面的重大意義。什么是薛定諤貓？這要從頭說(shuō)起。薛定諤（E.Schr dinger ，1887—1961）是奧地利著名物理學(xué)家、量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一，曾獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，薛定諤貓是他在1935年提出的關(guān)于量子力學(xué)的一個(gè)佯謬[2]。這些年來(lái)許多物理學(xué)家絞盡腦汁，試圖解開(kāi)這個(gè)佯謬。直到最近經(jīng)過(guò)一系列精巧的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)問(wèn)題才逐漸有了眉目。2000年7月，《自然》報(bào)道了最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 量子力學(xué)是描述原子、電子等微觀粒子的理論，它所揭示的微觀規(guī)律與日常生活中看到的宏觀規(guī)律很不一樣。處于所謂“疊加態(tài)”的微觀粒子之狀態(tài)是不確定的。例如，電子可以同時(shí)位于幾個(gè)不同的地點(diǎn)，直到被觀察測(cè)量（觀測(cè)）時(shí)，才在某處出現(xiàn)。這種事如果發(fā)生在宏觀世界的日常生活中，就好比：我在家中何處是不確定的，你看我一眼，我就突然現(xiàn)身于某處——客廳、餐廳、廚房、書房或臥室都有可能；在你看我之前，我像云霧般隱身在家中，穿墻透壁到處游蕩。這種“魔術(shù)”別說(shuō)常人認(rèn)為荒謬，物理學(xué)家如薛定諤也想不通。于是薛定諤就編出了這個(gè)佯謬，以引起注意。果不其然！物理學(xué)家爭(zhēng)論至今。 薛定諤貓佯謬是一個(gè)設(shè)計(jì)巧妙的理想實(shí)驗(yàn)：將一只貓關(guān)在箱子里，箱內(nèi)還置有一小塊鈾、一個(gè)盛有毒氣的玻璃瓶，以及一套受檢測(cè)器控制的、由錘子構(gòu)成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。鈾是不穩(wěn)定的元素，衰變時(shí)放出射線觸發(fā)檢測(cè)器，驅(qū)動(dòng)錘子擊碎玻璃瓶，釋放出毒氣將貓毒死。鈾未衰變前，毒氣未放出，貓是活的。鈾原子在何時(shí)衰變是不確定的，所以它處于疊加態(tài)。薛定諤挖苦說(shuō)：在箱子未打開(kāi)進(jìn)行觀測(cè)前，按照量子力學(xué)的解釋，箱中之貓?zhí)幱凇八溃畀B加態(tài)”——既死了又活著！要等有人打開(kāi)箱子看一眼才能決定貓的生死。這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)的巧妙之處，在于通過(guò)“檢測(cè)器－錘子－毒藥瓶”這條因果鏈，似乎將鈾原子的“衰變－未衰變疊加態(tài)”與貓的“死－活疊加態(tài)”聯(lián)系在一起，使量子力學(xué)的微觀不確定性變?yōu)楹暧^不確定性；微觀的混沌變?yōu)楹暧^的荒謬——貓要么死了，要么活著，兩者必居其一，不可能同時(shí)既死又活！難怪英國(guó)著名科學(xué)家霍金聽(tīng)到薛定諤貓佯謬時(shí)說(shuō)：“我去拿槍來(lái)把貓打死！” 薛定諤貓佯謬實(shí)際上提出了一個(gè)十分重要的問(wèn)題：什么是量子力學(xué)的觀測(cè)？觀察或測(cè)量都與人的主觀有關(guān)，而人在箱外，所以必須打開(kāi)箱子才能決定貓的死活。誰(shuí)都知道箱中貓的死活是由鈾的衰變決定的——衰變前貓是活的，衰變后貓就死了，這與是否有人打開(kāi)箱子進(jìn)行觀察毫不相干。所以毛病出在觀測(cè)的主觀性上，應(yīng)該朝這個(gè)方向?qū)じ康住?微觀的觀測(cè)與宏觀的觀測(cè)有所不同。宏觀的觀測(cè)對(duì)被觀測(cè)對(duì)象沒(méi)有什么影響。俗話說(shuō)：“看一眼總行吧。”意思是對(duì)所看之物并無(wú)影響，用不著擔(dān)心。微觀的觀測(cè)對(duì)被觀測(cè)對(duì)象有影響，會(huì)引起變化。以觀測(cè)電子為例，要用光照才能看見(jiàn)，光的最小單位光子的能量雖小但不是零，光子照到被觀測(cè)的電子上，對(duì)電子的影響很大。所以，在微觀世界中看一眼也會(huì)惹禍！ 量子力學(xué)認(rèn)為，觀測(cè)的結(jié)果使得被觀測(cè)對(duì)象的狀態(tài)改變了：一個(gè)確定態(tài)從原先不確定的疊加態(tài)中蹦了出來(lái)。再追究下去，觀測(cè)無(wú)非是觀測(cè)手段（如光子）與被觀測(cè)對(duì)象（如電子）之間的一種相互作用，這種相互作用并不一定與觀測(cè)者聯(lián)系起來(lái)，后者可以用檢測(cè)器之類的儀器代替。經(jīng)過(guò)幾十年的探索，物理學(xué)家終于認(rèn)識(shí)到：在由疊加態(tài)到確定態(tài)的轉(zhuǎn)變中，觀測(cè)曾經(jīng)扮演的角色應(yīng)該以相互作用來(lái)代替，這樣不僅更普遍而且更客觀。具體到薛定諤貓佯謬，就能將人的主觀因素完全排除——貓的死活不是由人開(kāi)箱看貓一眼所決定的。 但是，箱中貓的“死－活疊加態(tài)”究竟是怎么一回事呢 物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，一切要由實(shí)驗(yàn)來(lái)判定。較早的一批關(guān)于“薛定諤貓”的實(shí)驗(yàn)[3,4]是將處于疊加態(tài)的單個(gè)原子或分子從周圍環(huán)境中孤立起來(lái)，然后以可控制的 *** 使之相互作用，以觀察其變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵在于環(huán)境的相互作用，它導(dǎo)致原先的量子疊加態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)典的確定態(tài)。但是將這些實(shí)驗(yàn)對(duì)象當(dāng)作薛定諤貓是一種極度的簡(jiǎn)化，單個(gè)原子或分子與薛定諤貓相去何止十萬(wàn)八千里。 這次《自然》報(bào)道的實(shí)驗(yàn)[5]與上述那些實(shí)驗(yàn)不同。紐約州立大學(xué)石溪分校弗里德曼（J. R. Friedman）等人拿來(lái)做實(shí)驗(yàn)的“薛定諤貓”不是單個(gè)粒子，而是在接近絕對(duì)零度的超導(dǎo)體環(huán)形電路中由幾十億對(duì)電子構(gòu)成的超導(dǎo)流。實(shí)驗(yàn)證明，這種由大量粒子構(gòu)成的宏觀量子系統(tǒng)也可以處于疊加態(tài)——相當(dāng)于薛定諤貓的“死－活疊加態(tài)”。幾十億對(duì)電子構(gòu)成的超導(dǎo)流當(dāng)然還不能與幾億億億個(gè)原子構(gòu)成的貓相比，但較之單個(gè)原子分子畢竟前進(jìn)了一大步。所以有人驚呼：“薛定諤貓變胖了！” 下一步是否拿一只真的貓來(lái)做實(shí)驗(yàn)?zāi)?？不可能！首先是無(wú)法將之與周圍環(huán)境隔離——置于真空中的貓馬上會(huì)死掉。其次，與接近絕對(duì)零度的超導(dǎo)流不同，常溫下的貓根本不是宏觀量子系統(tǒng)，何來(lái)疊加態(tài)？而且也沒(méi)有必要做這樣的實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)家根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)薛定諤貓為什么不可能有“死－活疊加態(tài)”已能作出符合量子力學(xué)的解釋。 讀者會(huì)說(shuō)：“不就是一只假想的貓嗎，讓霍金開(kāi)槍打死不就完了。”事情并非那么簡(jiǎn)單，否則許多物理學(xué)大師就不會(huì)那么孜孜以求了。薛定諤貓佯謬衍生出更深刻的問(wèn)題：大量原子、分子所構(gòu)成的生物與這些微觀粒子遵從的量子力學(xué)規(guī)律之間的關(guān)系究竟是什么？這不僅是重要的理論問(wèn)題，而且具有實(shí)際意義。例如，自我意識(shí)的機(jī)制至今仍然是未解之謎，有人認(rèn)為可能與量子力學(xué)或者更深層次的微觀規(guī)律有關(guān)。再如思維過(guò)程中的“頓悟”，會(huì)不會(huì)與前述之“一個(gè)確定態(tài)就從原先不確定的疊加態(tài)中蹦了出來(lái)”有關(guān)呢？可能有關(guān)的還有：生命的起源、物種的變異、光合作用的機(jī)制……如此等等。總之，生命的秘密和思維的奧妙不可能與量子力學(xué)的規(guī)律無(wú)關(guān)。這就難怪薛定諤后來(lái)轉(zhuǎn)而對(duì)生命科學(xué)很感興趣了。1946年他寫出了著名的《生命是什么》一書，提出了一些很有創(chuàng)見(jiàn)的觀點(diǎn)。遺憾的是，在他有生之年，那可憐的箱中之貓依然生死不明。

薛定諤的貓哲學(xué)意義是什么？

薛定諤的貓哲學(xué)意義是：思想實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的發(fā)展中十分重要。薛定諤的貓并不是真實(shí)存在的，而是一個(gè)“思想實(shí)驗(yàn)”，在物理學(xué)中存在很多的思想實(shí)驗(yàn)，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候，因?yàn)榭萍嫉南拗疲恍?shí)驗(yàn)很難實(shí)現(xiàn)，或者是一些會(huì)產(chǎn)生悖論的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)時(shí)候科學(xué)家會(huì)在腦海中用想象力去完成這些實(shí)驗(yàn)。一些現(xiàn)實(shí)世界中無(wú)法完成或者是因?yàn)楦鞣N原因無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)，都會(huì)以思想實(shí)驗(yàn)的方式在來(lái)實(shí)現(xiàn)。愛(ài)因斯坦就曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“理論的真理在你的心智中，不在你的眼睛里?！?，由此可見(jiàn)思想實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的發(fā)展中十分重要。薛定諤的貓和量子自殺：究竟是必然還是偶然決定了宇宙的命運(yùn)或者說(shuō)：‘上帝’玩骰子嗎？這個(gè)是量子力學(xué)和相對(duì)論更大的爭(zhēng)議。量子力學(xué)主張，世界是由不確定的、隨機(jī)的事件決定，這個(gè)不確定（后者叫波動(dòng)）。其實(shí)就是辯證法主張的矛盾運(yùn)作；而相對(duì)論則認(rèn)為，世界應(yīng)該是由固定的、機(jī)械的規(guī)律統(tǒng)治，任何看似偶然的事件背后，其實(shí)都有必然在支撐。關(guān)于薛定諤的貓，許多非主流科學(xué)家是持懷疑態(tài)度的，他們認(rèn)為：這個(gè)原因是由“平行宇宙”（MWI）造成的，即：當(dāng)我們向盒子里看時(shí)，整個(gè)世界分裂成它自己的兩個(gè)版本。這兩個(gè)版本在其余的各個(gè)方面都是全同的。區(qū)別只是在于其中一個(gè)版本中，原子衰變了，貓死了；而在另一個(gè)版本中，原子沒(méi)有衰變，貓還活著。在量子的多世界中，我們通過(guò)參與而選擇出自己的道路。在我們生活的這個(gè)世界上，沒(méi)有隱變量，上帝不會(huì)擲骰子，一切都是真實(shí)的。這個(gè)觀點(diǎn)還有更駭人聽(tīng)聞的假設(shè)：量子自殺。下面分享相關(guān)內(nèi)容的知識(shí)擴(kuò)展：

物理學(xué)四大神獸是什么？ 我聽(tīng)說(shuō)有物理學(xué)四大神獸的說(shuō)法，其中有:薛定諤的貓，拉普拉斯鬼（妖/魔），另外

物理學(xué)四大神獸是什么？我聽(tīng)說(shuō)有物理學(xué)四大神獸的說(shuō)法，其中有:薛定諤的貓，拉普拉斯鬼（妖/魔），另外兩個(gè)是什么？順便附上說(shuō)明……

物理學(xué)四大神獸：芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛定諤的貓。

他們分別對(duì)應(yīng)：微積分、經(jīng)典力學(xué)、熱力學(xué)第二定律、量子力學(xué)。

四大神獸的能力：

1.芝諾的烏龜：縮地成寸。

2.拉普拉斯獸：善推演，能知萬(wàn)物。

3.麥克斯韋妖：逆轉(zhuǎn)時(shí)空。

4.薛定諤的貓：超越生死。

參考資料：物理學(xué)上的四大神獸

誰(shuí)知道克萊因瓶？薛定諤的貓？愛(ài)因斯坦——羅森橋？等理論

克萊因瓶在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中，克萊因瓶（Klein bottle）是指一種無(wú)定向性的平面，比如二維平面，就沒(méi)有“內(nèi)部”和“外部”之分。在拓?fù)鋵W(xué)中，克萊因瓶（Klein Bottle）是一個(gè)不可定向的拓?fù)淇臻g?？巳R因瓶最初由德國(guó)幾何學(xué)大家 Felix Klein 提出。在1882年，著名數(shù)學(xué)家菲立克斯·克萊因 (Felix Klein) 發(fā)現(xiàn)了后來(lái)以他的名字命名的著名“瓶子”。克萊因瓶的結(jié)構(gòu)可表述為：一個(gè)瓶子底部有一個(gè)洞，現(xiàn)在延長(zhǎng)瓶子的頸部，并且扭曲地進(jìn)入瓶子內(nèi)部，然后和底部的洞相連接。和我們平時(shí)用來(lái)喝水的杯子不一樣，這個(gè)物體沒(méi)有“邊”，它的表面不會(huì)終結(jié)。它和球面不同 ，一只蒼蠅可以從瓶子的內(nèi)部直接飛到外部而不用穿過(guò)表面（即它沒(méi)有內(nèi)外之分）?；蛘哒f(shuō)，這個(gè)瓶子不能裝水[1] 。1命名來(lái)源“克萊因瓶”這個(gè)名字的翻譯其實(shí)是有些錯(cuò)誤的，因?yàn)樽畛跤玫抡Z(yǔ)命名時(shí)候名字中“Kleinsche Fl?che”是“克萊因平面”的意思。因?yàn)榉g問(wèn)題寫成了Flasche，這個(gè)詞才是瓶子的意思。不過(guò)不要緊，“瓶子”這個(gè)詞用起來(lái)也非常合適。在1882年，著名數(shù)學(xué)家菲利克斯·克萊因（Felix Klein）發(fā)現(xiàn)了后來(lái)以他的名字命名的著名“瓶子”。這是一個(gè)像球面那樣封閉的（也就是說(shuō)沒(méi)有邊）曲面，但是它卻只有一個(gè)面。在圖片上我們看到，克萊因瓶的確就像是一個(gè)瓶子。但是它沒(méi)有瓶底，它的瓶頸被拉長(zhǎng)，然后似乎是穿過(guò)了瓶壁，最后瓶頸和瓶底圈連在了一起。如果瓶頸 *** 過(guò)瓶壁而從另一邊和瓶底圈相連的話，我們就會(huì)得到一個(gè)輪胎面（即環(huán)面）。2描述克萊因瓶是一個(gè)不可定向的二維緊流形，而球面或輪胎面是可定向的二維緊流形。如果觀察克萊因瓶，有一點(diǎn)似乎令人困惑－－克萊因瓶的瓶頸和瓶身是相交的，換句話說(shuō)，瓶頸上的某些點(diǎn)和瓶壁上的某些點(diǎn)占據(jù)了三維空間中的同一個(gè)位置。但是事實(shí)卻非如此。事實(shí)是：克萊因瓶是一個(gè)在四維空間中才可能真正表現(xiàn)出來(lái)的曲面。如果我們一定要把它表現(xiàn)在我們生活的三維空間中，我們只好將就點(diǎn)，把它表現(xiàn)得似乎是自己和自己相交一樣。事實(shí)上，克萊因瓶的瓶頸是穿過(guò)了第四維空間再和瓶底圈連起來(lái)的，并 *** 過(guò)瓶壁。用扭結(jié)來(lái)打比方，如果把它看作平面上的曲線的話，那么它似乎自身相交，再一看似乎又?jǐn)喑闪巳亍５鋵?shí)很容易明白，這個(gè)圖形其實(shí)是三維空間中的曲線。它并不和自己相交，而是連續(xù)不斷的一條曲線。在平面上一條曲線自然做不到這樣，但是如果有第三維的話，它就可以穿過(guò)第三維來(lái)避開(kāi)和自己相交。只是因?yàn)槲覀円阉嬙诙S平面上時(shí)，只好將就一點(diǎn)，把它畫成相交或者斷裂了的樣子?？巳R因瓶也一樣，這是一個(gè)事實(shí)上處于四維空間中的曲面。在我們這個(gè)三維空間中，即使是更高明的能工巧匠，也不得不把它做成自身相交的模樣；就好像更高明的畫家，在紙上畫扭結(jié)的時(shí)候也不得不把它們畫成自身相交的模樣。有趣的是，如果把克萊因瓶沿著它的對(duì)稱線切下去，竟會(huì)得到兩個(gè)莫比烏斯環(huán)。在二維看似穿過(guò)自身的繩子在二維看似穿過(guò)自身的繩子如果莫比烏斯帶能夠完美的展現(xiàn)一個(gè)“二維空間中一維可無(wú)限擴(kuò)展之空間模型”的話，克萊因瓶只能作為展現(xiàn)一個(gè)“三維空間中二維可無(wú)限擴(kuò)展之空間模型”的參考。因?yàn)樵?*** 莫比烏斯帶的過(guò)程中，我們要對(duì)紙帶進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)再首尾相連，這就是一個(gè)三維空間下的操作。理想的“三維空間中二維可無(wú)限擴(kuò)展之空間模型”應(yīng)該是在二維面中，朝任意方向前進(jìn)都可以回到原點(diǎn)的模型，而克萊因瓶雖然在二維面上可以向任意方向無(wú)限前進(jìn)。但是只有在兩個(gè)特定的方向上才會(huì)回到原點(diǎn)，并且只有在其中一個(gè)方向上，回到原點(diǎn)之前會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)“逆向原點(diǎn)”，真正理想的“三維空間中二維可無(wú)限擴(kuò)展之空間模型”也應(yīng)該是在二維面上朝任何方向前進(jìn)，都會(huì)先經(jīng)過(guò)一次“逆向原點(diǎn)”，再回到原點(diǎn)。而 *** 這個(gè)模型，則需要在四維空間上對(duì)三維模型進(jìn)行扭曲。數(shù)學(xué)中有一個(gè)重要分支叫“拓?fù)鋵W(xué)”，主要是研究幾何圖形連續(xù)改變形狀時(shí)的一些特征和規(guī)律的，克萊因瓶和莫比烏斯帶變成了拓?fù)鋵W(xué)中最有趣的問(wèn)題之一。莫比烏斯帶的概念被廣泛地應(yīng)用到了建筑，藝術(shù)，工業(yè)生產(chǎn)中。3拓?fù)鋵W(xué)的定義克萊因瓶定義為正方形區(qū)域 [0,1]×[0,1] 模掉等價(jià)關(guān)系(0,y)~(1,y), 0≤y≤1 和 (x,0)~(1-x,1), 0≤x≤1。類似于 Mobius Band, 克萊因瓶不可定向。但 Mobius 帶可嵌入 ，而克萊因瓶只能嵌入四維（或更高維）空間。4莫比烏斯帶把一條紙帶的一段扭180°，再和另一端粘起來(lái)就得到一條莫比烏斯帶的模型。這也是一個(gè)只有莫比烏斯帶、一個(gè)面的曲面，但是和球面、輪胎面和克萊因瓶不同的是，它有邊（注意，它只有一條邊）。如果我們把兩條莫比烏斯帶沿著它們唯一的邊粘合起來(lái)，你就得到了一個(gè)克萊因瓶莫比烏斯帶莫比烏斯帶（當(dāng)然不要忘了，我們必須在四維空間中才能真正有可能完成這個(gè)粘合，否則的話就不得不把紙撕破一點(diǎn)）。同樣地，如果把一個(gè)克萊因瓶適當(dāng)?shù)丶糸_(kāi)來(lái)，我們就能得到兩條莫比烏斯帶。除了我們上面看到的克萊因瓶的模樣，還有一種不太為人所知的“8字形”克萊因瓶。它看起來(lái)和上面的曲面完全不同，但是在四維空間中它們其實(shí)就是同一個(gè)曲面－－克萊因瓶。實(shí)際上，可以說(shuō)克萊因瓶是一個(gè)3°的莫比烏斯帶。我們知道，在平面上畫一個(gè)圓，再在圓內(nèi)放一樣?xùn)|西，假如在二度空間中將它拿出來(lái)，就不得不越過(guò)圓周。但在三度空間中，很容易不越過(guò)圓周就將其拿出來(lái)，放到圓外。將物體的軌跡連同原來(lái)的圓投影到二度空間中，就是一個(gè)“二維克萊因瓶”，即莫比烏斯帶（這里的莫比烏斯帶是指拓?fù)湟饬x上的莫比烏斯帶）。再設(shè)想一下，在我們的3°空間中，不可能在不打破蛋殼的前提下從雞蛋中取出蛋黃，但在四度空間里卻可以。將蛋黃的軌跡連同蛋殼投影在三度空間中，必然可以看到一個(gè)克萊因瓶。5制造經(jīng)歷事實(shí)上，德國(guó)數(shù)學(xué)家克萊因就曾提出了“不可能”設(shè)想，即拓?fù)鋵W(xué)的大怪物－－克萊因瓶。這種瓶子根本沒(méi)有內(nèi)、外之分，無(wú)論從什么地方穿透曲面，到達(dá)之處依然在瓶的外面，所以，它本質(zhì)上就是一個(gè)“有外無(wú)內(nèi)”的古怪東西。 盡管現(xiàn)代玻璃工業(yè)已經(jīng)發(fā)展得非常先進(jìn)，但是，所謂的“克萊因瓶”卻始終是大數(shù)學(xué)家克萊因先生腦子里頭的“虛構(gòu)物”，根本制造不出來(lái)。許多國(guó)家的數(shù)學(xué)家老是想造它一個(gè)出來(lái)，作為獻(xiàn)給國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)的禮物。然而，等待他們的是一個(gè)失敗接著一個(gè)失敗。也有人認(rèn)為，即使造不出玻璃制品，能造出一個(gè)紙模型也不錯(cuò)呀。如果真的解決了這個(gè)問(wèn)題，那可是個(gè)大收獲?。】巳R因瓶是不可能嵌入三維空間中的。在三維空間中，克萊因瓶必然跟自身相交，用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言說(shuō)，這樣得到的克萊因瓶在三維中的實(shí)現(xiàn)是克萊因瓶在三維空間中的浸入（immersion）。薛定諤的貓“薛定諤的貓”是由奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的有關(guān)貓既是死的又是活的著名思想實(shí)驗(yàn)的名字，它描述了量子力學(xué)的真相：在量子系統(tǒng)中，一個(gè)原子或者光子可以同時(shí)以多種狀態(tài)的組合形式存在，而這些不同的狀態(tài)可能對(duì)應(yīng)不同的甚至是矛盾的結(jié)果。整個(gè)實(shí)驗(yàn)是這樣進(jìn)行的：在一個(gè)盒子里有一只貓，以及少量放射性物質(zhì)。在一小時(shí)內(nèi)，大約有50%的概率放射性物質(zhì)將會(huì)衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，剩下50%的概率是放射性物質(zhì)不會(huì)衰變而貓將活下來(lái)。1什么是薛定諤的貓？“薛定諤的貓”是由奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的有關(guān)貓既是死的又是活[1] 的著名思想實(shí)驗(yàn)的名字，它描述了量子力學(xué)的真相[2] ：粒子的某些特性無(wú)法確定，直到測(cè)量外力迫使它們選擇。整個(gè)實(shí)驗(yàn)是這樣進(jìn)行的：在一個(gè)盒子里有一只貓，以及少量放射性物質(zhì)。在一小時(shí)內(nèi)，大約有50%的概率放射性物質(zhì)將會(huì)衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，剩下50%的概率是放射性物質(zhì)不會(huì)衰變而貓將活下來(lái)[2] 。根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，在盒子里必將發(fā)生這兩個(gè)結(jié)果之一，而外部觀測(cè)者只有打開(kāi)盒子才能知道里面的結(jié)果[2] 。但在量子力學(xué)的怪異世界里，貓到底是死是活都必須在盒子打開(kāi)后，外部觀測(cè)者“測(cè)量”具體情形才能知曉[2] 。當(dāng)盒子處于關(guān)閉狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)則一直保持不確定性的狀態(tài)，貓既是死的也是活的。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)旨在論證怪異的量子力學(xué)，當(dāng)它從粒子擴(kuò)大宏觀物體，諸如貓，聽(tīng)起來(lái)非?；闹嘯2] 。薛定諤的貓本身是一個(gè)假設(shè)的概念，但隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诠庾?、原子、分子中?shí)現(xiàn)了薛定諤貓態(tài)，甚至已經(jīng)開(kāi)始嘗試用病毒來(lái)制備薛定諤貓態(tài)，就像劉慈欣《球狀閃電》中變成量子態(tài)的人，人們已經(jīng)越來(lái)越接近實(shí)現(xiàn)生命體的薛定諤貓[3] ?？墒橇硗庖环矫?，人們發(fā)現(xiàn)薛定諤貓態(tài)（量子疊加態(tài)）本身就在生命過(guò)程中存在著，且是生物生存不可缺少的[3] 。2理想實(shí)驗(yàn)薛定諤的貓(Schr?dinger's Cat)是關(guān)于量子理論的一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。盡管量子論的誕生已經(jīng)過(guò)了一個(gè)世紀(jì)，其輝煌鼎盛與繁榮也過(guò)了半個(gè)世紀(jì)。但是量子理論曾經(jīng)引起的困惑至今仍困惑著人們。正如玻爾的名言：“誰(shuí)要是之一次聽(tīng)到量子理論時(shí)沒(méi)有感到困惑，那他一定沒(méi)聽(tīng)懂。”薛定諤的貓是諸多量子困惑中有代表性的一個(gè)。一只貓被封在一個(gè)密室里，密室里有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個(gè)錘子，錘子由一個(gè)電子開(kāi)關(guān)控制，電子開(kāi)關(guān)由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出阿爾法粒子，觸動(dòng)電子開(kāi)關(guān)，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出里面的氰化物氣體，貓必死無(wú)疑。原子核的衰變是隨機(jī)事件，物理學(xué)家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時(shí)間。如果一種放射性元素的半衰期是一天，則過(guò)一天，該元素就少了一半，再過(guò)一天，就少了剩下的一半。但是，物理學(xué)家卻無(wú)法知道，它在什么時(shí)候衰變，上午，還是下午。當(dāng)然，物理學(xué)家知道它在上午或下午衰變的幾率——也就是貓?jiān)谏衔缁蛘呦挛缢劳龅膸茁?。如果我們不揭開(kāi)密室的蓋子，根據(jù)我們?cè)谌粘Ｉ钪械慕?jīng)驗(yàn)，可以認(rèn)定，貓或者死，或者活。這是它的兩種本征態(tài)。但是，如果我們用薛定諤方程來(lái)描述薛定諤貓，則只能說(shuō)，它處于一種活與不活的疊加態(tài)。我們只有在揭開(kāi)蓋子的一瞬間，才能確切地知道貓是死是活。此時(shí)，貓的波函數(shù)由疊加態(tài)立即收縮到某一個(gè)本征態(tài)。量子理論認(rèn)為：如果沒(méi)有揭開(kāi)蓋子，進(jìn)行觀察，我們永遠(yuǎn)也不知道貓是死是活，它將永遠(yuǎn)處于半死不活的疊加態(tài)。薛定諤挖苦說(shuō)：按照量子力學(xué)的解釋，箱中之貓?zhí)幱凇八溃畀B加態(tài)”——既死了又活著！要等到打開(kāi)箱子看貓一眼才決定其生死。（請(qǐng)注意！不是發(fā)現(xiàn)而是決定，僅僅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所說(shuō)：“生存還是死亡，這是一個(gè)問(wèn)題。”只有當(dāng)你打開(kāi)盒子的時(shí)候，疊加態(tài)突然結(jié)束（在數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)就是“波函數(shù)坍縮（collapse）”），哈姆雷特王子的猶豫才終于結(jié)束，我們知道了貓的確定態(tài)：死，或者活。哥本哈根的幾率詮釋的優(yōu)點(diǎn)是：只出現(xiàn)一個(gè)結(jié)果，這與我們觀測(cè)到的結(jié)果相符合。但是有一個(gè)大的問(wèn)題：它要求波函數(shù)突然坍縮。但物理學(xué)中沒(méi)有一個(gè)公式能夠描述這種坍縮。盡管如此，長(zhǎng)期以來(lái)物理學(xué)家們出于實(shí)用主義的考慮，還是接受了哥本哈根的詮釋。付出的代價(jià)是：違反了薛定諤方程。這就難怪薛定諤一直耿耿于懷了。哥本哈根詮釋在很長(zhǎng)的一段時(shí)間成了“正統(tǒng)的”、“標(biāo)準(zhǔn)的”詮釋。但那只不死不活的貓卻總是像惡夢(mèng)一樣讓物理學(xué)家們不得安寧。格利賓在《尋找薛定諤的貓》中想告訴我們的是，哥本哈根詮釋在哪兒失敗？以及用什么詮釋可以替代它？干涉實(shí)驗(yàn)1801年，托馬斯·楊進(jìn)行了一次光學(xué)實(shí)驗(yàn)，即著名的楊氏雙孔干涉實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，光顯示出波粒二象性。后來(lái)又有人做了單電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，這是否證明了埃弗雷特的多世界理論呢？在一張紙板上開(kāi)兩道狹縫，然后在紙板后架上光屏，用一個(gè)儀器發(fā)射出一個(gè)電子，使其通過(guò)狹縫。按照正常思維來(lái)看，電子可能通過(guò)這個(gè)狹縫，也可能通過(guò)另一個(gè)狹縫。而觀測(cè)顯示：這個(gè)電子在兩道狹縫后都形成了圖像。有人說(shuō)只射出一個(gè)電子，也會(huì)產(chǎn)生干涉條紋，這是德布羅意物質(zhì)波的相干疊加所導(dǎo)致的必然結(jié)果。3尋找薛定諤貓哥本哈根詮釋哥本哈根詮釋在很長(zhǎng)的一段時(shí)間成了“正統(tǒng)的”、“標(biāo)準(zhǔn)的”詮釋。但那只不死不活的貓卻總是像惡夢(mèng)一樣讓物理學(xué)家們不得安寧。格利賓在《尋找薛定諤的貓》中想告訴我們的是，哥本哈根詮釋在哪兒失??？以及用什么詮釋可以替代它？格利賓1957年，埃弗雷特提出的“多世界詮釋”似乎為人們帶來(lái)了福音，雖然由于它太離奇開(kāi)始沒(méi)有人認(rèn)真對(duì)待。格利賓認(rèn)為，多世界詮釋有許多優(yōu)點(diǎn)，由此它可以代替哥本哈根詮釋。我們下面簡(jiǎn)單介紹一下埃弗雷特的多世界詮釋。格利賓在書中寫道：“埃弗雷特……指出兩只貓都是真實(shí)的。有一只活貓，有一只死貓，但它們位于不同的世界中。問(wèn)題并不在于盒子中的放射性原子是否衰變，而在于它既衰變又不衰變。當(dāng)我們向盒子里看時(shí)，整個(gè)世界分裂成它自己的兩個(gè)版本。這兩個(gè)版本在其余的各個(gè)方面都是全同的。唯一的區(qū)別在于其中一個(gè)版本中，原子衰變了，貓死了；而在另一個(gè)版本中，原子沒(méi)有衰變，貓還活著。”也就是說(shuō)，上面說(shuō)的“原子衰變了，貓死了；原子沒(méi)有衰變，貓還活著”這兩個(gè)世界將完全相互獨(dú)立地演變下去，就像兩個(gè)平行的世界一樣。格利賓顯然十分贊賞這一詮釋，所以他接著說(shuō)：“這聽(tīng)起來(lái)就像科幻小說(shuō)，然而……它是基于無(wú)懈可擊的數(shù)學(xué)方程，基于量子力學(xué)樸實(shí)的、自洽的、符合邏輯的結(jié)果。”“在量子的多世界中，我們通過(guò)參與而選擇出自己的道路。在我們生活的這個(gè)世界上，沒(méi)有隱變量，上帝不會(huì)擲骰子，一切都是真實(shí)的?！卑锤窭e所說(shuō)，愛(ài)因斯坦如果還活著，他也許會(huì)同意并大大地贊揚(yáng)這一個(gè)“沒(méi)有隱變量，上帝不會(huì)擲骰子”的理論。這個(gè)詮釋的優(yōu)點(diǎn)是：薛定諤方程始終成立，波函數(shù)從不坍縮，由此它簡(jiǎn)化了基本理論。它的問(wèn)題是：設(shè)想過(guò)于離奇，付出的代價(jià)是這些平行的世界全都是同樣真實(shí)的。這就難怪有人說(shuō)：“在科學(xué)史上，多世界詮釋無(wú)疑是目前所提出的更大膽、最野心勃勃的理論?！绷孔酉喔尚?996年5月，美國(guó)科羅拉多州博爾德的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）的Monroe等人用單個(gè)鈹離子作成了“薛定諤的貓”并拍下了快照，發(fā)現(xiàn)鈹離子在之一個(gè)空間位置上處于自旋向上的狀態(tài)，而同時(shí)又在第二個(gè)空間位置上處于自旋向下的狀態(tài)，而這兩個(gè)狀態(tài)相距80納米之遙！（1納米等于1毫微米）——這在原子尺度上是一個(gè)巨大的距離。想像這個(gè)鈹離子是個(gè)通靈大師，他在紐約與喜馬拉雅同時(shí)現(xiàn)身，一個(gè)他正從摩天樓頂往下跳傘；而另一個(gè)他則正爬上雪山之巔！——量子的這種“化身博士”特點(diǎn)，物理學(xué)上稱“量子相干性”。在早期的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，單個(gè)光粒子即以優(yōu)美的波粒二象性，輕巧地同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫，在觀察屏上制造出一幅美麗的明暗相干條紋。4薛定諤方程方程埃爾溫·薛定諤在20世紀(jì)20年代中期創(chuàng)立了現(xiàn)在被稱為量子力學(xué)分支中的一個(gè)方程。后來(lái)被稱之為薛定諤現(xiàn)六光子薛定諤貓態(tài)方程：▽2ψ(x，y，z)+(8π2m/h2)[E-U(x，y，z)]ψ(x，y，z)=0量子理論是20世紀(jì)科學(xué)的重大進(jìn)展之一，但由于量子力學(xué)對(duì)傳統(tǒng)觀念所帶來(lái)的巨大沖擊，連“量子”的提出者在內(nèi)的科學(xué)家都想盡各種辦法拒絕它，或做出各種調(diào)和性的解釋。事實(shí)上，薛定諤就被量子力學(xué)的結(jié)果弄得心神不安，他不喜歡波粒二象性的二元解釋以及波的統(tǒng)計(jì)解釋，試圖建立一個(gè)只用波來(lái)解釋的理論。一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)薛定諤嘗試著用一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)量子理論隱含的不確之處。設(shè)想在一個(gè)封閉的匣子里，有一只活貓及一瓶毒藥。當(dāng)衰變發(fā)生時(shí)，藥瓶被打破，貓將被毒死。按照常識(shí)，貓可能死了也可能還活著。但是量子力學(xué)告訴我們，存在一個(gè)中間態(tài)，貓既不死也不活，直到進(jìn)行觀察看看發(fā)生了什么。量子力學(xué)告訴我們：除非進(jìn)行觀測(cè)，否則一切都不是真實(shí)的。愛(ài)因斯坦和少數(shù)非主流派物理學(xué)家拒絕接受由薛定諤及其同事創(chuàng)立的理論結(jié)果。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，量子力學(xué)只不過(guò)是對(duì)原子及亞原子粒子行為的一個(gè)合理的描述，是一種唯象理論，它本身不是終極真理。他說(shuō)過(guò)一句名言：“上帝不會(huì)擲骰子?！彼怀姓J(rèn)薛定諤的貓的非本征態(tài)之說(shuō)，認(rèn)為一定有一個(gè)內(nèi)在的機(jī)制組成了事物的真實(shí)本性。他花了數(shù)年時(shí)間企圖設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這種內(nèi)在真實(shí)性是否確在起作用，但他沒(méi)有完成這種設(shè)計(jì)就去世了。5薛定諤貓態(tài)“薛定諤貓”態(tài)美國(guó)科學(xué)家宣布，他們成功讓6個(gè)鈹離子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自旋方向完全相反的宏觀量子疊加態(tài)，也就是量子力學(xué)理論中的“薛定諤貓”態(tài)。根據(jù)量子力學(xué)理論，物質(zhì)在微觀尺度上存在兩種完全相反狀態(tài)并存的奇特狀況，這被稱為有效的相干疊加態(tài)。由大量微觀粒子組成的宏觀世界是否也遵循量子疊加原理？奧地利物理學(xué)家薛定諤為此在1935年提出著名的“薛定諤貓”佯謬?！把Χㄖ@貓”佯謬假設(shè)了這樣一種情況：將一只貓關(guān)在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。鐳的衰變存在幾率，如果鐳發(fā)生衰變，會(huì)觸發(fā)機(jī)關(guān)打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會(huì)死；如果鐳不發(fā)生衰變，貓就存活。根據(jù)量子力學(xué)理論，由于放射性的鐳處于衰變和沒(méi)有衰變兩種狀態(tài)的疊加，貓就理應(yīng)處于死貓和活貓的疊加狀態(tài)。這只既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。顯然，既死又活的貓是荒謬的。薛定諤想要借此闡述的物理問(wèn)題是：宏觀世界是否也遵從適用于微觀尺度的量子疊加原理?！把Χㄖ@貓”佯謬巧妙地把微觀放射源和宏觀的貓聯(lián)系起來(lái)，旨在否定宏觀世界存在量子疊加態(tài)。然而隨著量子力學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家已先后通過(guò)各種方案獲得了宏觀量子疊加態(tài)。此前，科學(xué)家最多使4個(gè)離子或5個(gè)光子達(dá)到“薛定諤貓”態(tài)。但如何使更多粒子構(gòu)成的系統(tǒng)達(dá)到這種狀態(tài)并保存更長(zhǎng)時(shí)間，已成為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的一大挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所的萊布弗里特等人在最新一期《自然》雜志上稱，他們已實(shí)現(xiàn)擁有粒子較多而且持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的“薛定諤貓”態(tài)。實(shí)驗(yàn)中，研究人員將鈹離子每隔若干微米“固定”在電磁場(chǎng)阱中，然后用激光使鈹離子冷卻到接近絕對(duì)零度，并分三步操縱這些離子的運(yùn)動(dòng)。為了讓盡可能多的粒子在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)“薛定諤貓”態(tài)，研究人員一方面提高激光的冷卻效率，另一方面使電磁場(chǎng)阱盡可能多地吸收離子振動(dòng)發(fā)出的熱量。最終，他們使6個(gè)鈹離子在50微秒內(nèi)同時(shí)順時(shí)針自旋和逆時(shí)針自旋，實(shí)現(xiàn)了兩種相反量子態(tài)的等量疊加糾纏，也就是“薛定諤貓”態(tài)。奧地利因斯布魯克大學(xué)的研究人員也在同期《自然》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們?cè)?個(gè)離子的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了“薛定諤貓”態(tài)，但維持時(shí)間稍短。研究意義科學(xué)家稱，“薛定諤貓”態(tài)不僅具有理論研究意義，也有實(shí)際應(yīng)用的潛力。比如，多粒子的“薛定諤貓”態(tài)系統(tǒng)可以作為未來(lái)高容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的核心部件，也可以用來(lái)制造極其靈敏的傳感器以及原子鐘、干涉儀等精密測(cè)量裝備。愛(ài)因斯坦羅森橋1基本簡(jiǎn)介蟲(chóng)洞(Wormhole)，又稱愛(ài)因斯坦-羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道。蟲(chóng)洞是1930年代由愛(ài)因斯坦及納森·羅森在研究引力場(chǎng)方程時(shí)假設(shè)的，認(rèn)為透過(guò)蟲(chóng)洞可以做瞬時(shí)間的空間轉(zhuǎn)移或者做時(shí)間旅行。不過(guò)目前其存在性尚未確認(rèn)。理論上，蟲(chóng)洞是連結(jié)白洞和黑洞的多維空間隧道，是無(wú)處不在，但轉(zhuǎn)瞬即逝的。不過(guò)有人假想一種奇異物質(zhì)可以使蟲(chóng)洞保持張開(kāi)。實(shí)際上，即使蟲(chóng)洞確實(shí)存在，目前通過(guò)蟲(chóng)洞做時(shí)間旅行尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橄x(chóng)洞中的引力非常大，任何物質(zhì)都無(wú)法通過(guò)。而且有人相信，蟲(chóng)洞很不穩(wěn)定——以至于試圖通過(guò)蟲(chóng)洞的物質(zhì)對(duì)時(shí)空的作用就可能使蟲(chóng)洞消失。但有些科學(xué)家則相信研究蟲(chóng)洞的價(jià)值是巨大的。蟲(chóng)洞的出現(xiàn)，幾乎何以說(shuō)是和黑洞同時(shí)的。在史瓦西發(fā)現(xiàn)了史瓦西黑洞以后，理論物理學(xué)家們對(duì)愛(ài)因斯坦常方程的史瓦西解進(jìn)行了幾乎半個(gè)世紀(jì)的探索。包括上面說(shuō)過(guò)的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及后來(lái)的紐曼解，都是圍繞史瓦西的解研究出來(lái)的成果。我在這里將介紹給大家的蟲(chóng)洞，也是史瓦西的后代。蟲(chóng)洞在史瓦西解中之一次出現(xiàn)，是當(dāng)物理學(xué)家們想到了白洞的時(shí)候。他們通過(guò)一個(gè)愛(ài)因斯坦的思想實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)時(shí)空可以不是平坦的，而是彎曲的。在這種情況下，我們會(huì)十分的發(fā)現(xiàn)，如果恒星形成了黑洞，那么時(shí)空在史瓦西半徑，也就是視界的地方是與原來(lái)的時(shí)空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時(shí)空中，這種結(jié)構(gòu)就以為著黑洞的視界內(nèi)的部分會(huì)與宇宙的另一個(gè)部分相結(jié)合，然后在那里產(chǎn)生一個(gè)洞。這個(gè)洞可以是黑洞，也可以是白洞。而這個(gè)彎曲的視界，叫史瓦西喉，也就是一種特定的蟲(chóng)洞。自從在史瓦西解中發(fā)現(xiàn)了蟲(chóng)洞，物理學(xué)家們就開(kāi)始對(duì)蟲(chóng)洞的性質(zhì)感到好奇。我們先來(lái)看一個(gè)蟲(chóng)洞的經(jīng)典作用：連接黑洞和白洞，成為一個(gè)愛(ài)因斯坦—羅森橋，將物質(zhì)在黑洞的奇點(diǎn)處被完全瓦解為基本粒子，然后通過(guò)這個(gè)蟲(chóng)洞（即愛(ài)因斯坦——羅森橋）被傳送到這個(gè)白洞的所在，并且被輻射出去。當(dāng)然，前面說(shuō)的僅僅是蟲(chóng)洞作為一個(gè)黑洞和白洞之間傳送物質(zhì)的道路，但是蟲(chóng)洞的作用遠(yuǎn)不只如此。黑洞和黑洞之間也可以通過(guò)蟲(chóng)洞連接，當(dāng)然，這種連接無(wú)論是如何的將強(qiáng)，它還是僅僅是一個(gè)連通的“宇宙監(jiān)獄”。蟲(chóng)洞不僅可以作為一個(gè)連接洞的工具，它還開(kāi)宇宙的正常時(shí)空中出現(xiàn)，成為一個(gè)突然出現(xiàn)在宇宙中的超空間管道。蟲(chóng)洞沒(méi)有視界，它有的僅僅是一個(gè)和外界的分解面。蟲(chóng)洞通過(guò)這個(gè)分解面和超空間連接，但是在這里時(shí)空曲率不是無(wú)限大。就好比在一個(gè)在平面中一條曲線和另一條曲線相切，在蟲(chóng)洞的問(wèn)題中，它就好比是一個(gè)四維管道和一個(gè)三維的空間相切，在這里時(shí)空曲率不是無(wú)限大。因而我們現(xiàn)在可以安全地通過(guò)蟲(chóng)洞，而不被巨大的引力所摧毀。2蟲(chóng)洞特質(zhì)那么蟲(chóng)洞都有些什么性質(zhì)呢？利用相對(duì)論在不考慮一些量子效應(yīng)和除引力以外的任何能量的時(shí)候，我們得到了一些十分簡(jiǎn)單、基本的關(guān)于蟲(chóng)洞的描述。這些描述十分重要，但是由于我們研究的重要是黑洞，而不是宇宙中的洞，因此我在這里只簡(jiǎn)單介紹一下蟲(chóng)洞的性質(zhì)，而對(duì)于一些相關(guān)的理論以及這些理論的描述，這里先不涉及。蟲(chóng)洞有些什么性質(zhì)呢？最主要的一個(gè)，是相對(duì)論中描述的，用來(lái)作為宇宙中的高速火車。但是，蟲(chóng)洞的第二個(gè)重要的性質(zhì)，也就是量子理論告訴我們的東西又明確的告訴我們：蟲(chóng)洞不可能成為一個(gè)宇宙的告訴火車。蟲(chóng)洞的存在，依賴于一種奇異的性質(zhì)和物質(zhì)，而這種奇異的性質(zhì)，就是負(fù)能量。只有負(fù)能量才可以維持蟲(chóng)洞的存在，保持蟲(chóng)洞與外界時(shí)空的分解面持續(xù)打開(kāi)。當(dāng)然，狄拉克在芬克爾斯坦參照系的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來(lái)分析物理問(wèn)題。同樣的，負(fù)能量在狄拉克的另一個(gè)參照系中，是非常容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槟芰康谋憩F(xiàn)形式和觀測(cè)物體的速度有關(guān)。這個(gè)結(jié)論在膜規(guī)范理論中同樣起到了十分重要的作用。根據(jù)參照系的不同，負(fù)能量是十分容易實(shí)現(xiàn)的。在物體以近光速接近蟲(chóng)洞的時(shí)候，在蟲(chóng)洞的周圍的能量自然就成為了負(fù)的。因而以接近光速的速度可以進(jìn)入蟲(chóng)洞，而速度離光速太大，那么物體是無(wú)論如何也不可能進(jìn)入蟲(chóng)洞的。這個(gè)也就是蟲(chóng)洞的特殊性質(zhì)之一。但是蟲(chóng)洞并沒(méi)有這么太平。前面說(shuō)的是在安靜的相對(duì)論中的蟲(chóng)洞，在暴躁的量子理論中，蟲(chóng)洞的性質(zhì)又有了十分重要的變化。我們想先來(lái)看在黑洞中的蟲(chóng)洞，也就是史瓦西喉和奇點(diǎn)周圍形成的子宇宙。黑洞周圍的量子真空漲落在黑洞巨大引力的作用下，會(huì)被黑洞的引力能“喂”大，成為十分的能量輻射。這種能量會(huì)毫不留情地將一切形式的蟲(chóng)洞摧毀。在沒(méi)有黑洞包圍的蟲(chóng)洞中，由于同樣的沒(méi)有黑洞巨大引力的“喂養(yǎng)”，蟲(chóng)洞本身也不可能開(kāi)啟太久。蟲(chóng)洞有很大幾率被隨機(jī)打開(kāi)，但是有更大的幾率突然消失。蟲(chóng)洞打開(kāi)的時(shí)間十分短，僅僅是幾個(gè)普朗克時(shí)間。在如此短的“壽命”中，即使是光也不可能走完蟲(chóng)洞的一半旅途，而在半路由于蟲(chóng)洞的消失而在整個(gè)時(shí)空中消失，成為真正的四維時(shí)空組旅行者。而且，在沒(méi)有物體通過(guò)蟲(chóng)洞的時(shí)候，蟲(chóng)洞還比較“長(zhǎng)壽”，而一旦有物體進(jìn)入了蟲(chóng)洞，如果這個(gè)物體是負(fù)能量的，那么還好，蟲(chóng)洞會(huì)被撐開(kāi)；但是如果物體是正能量的，那么蟲(chóng)洞會(huì)在自己“自然死亡”以前就“滅亡”掉。而在宇宙中，幾乎無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在能量輻射通過(guò)宇宙的每一個(gè)角落，而這些輻射都是正能量的，因此幾乎可以肯定，在自然情況下是不存在蟲(chóng)洞的。那么蟲(chóng)洞是如何產(chǎn)生的呢？蟲(chóng)洞的自然產(chǎn)生機(jī)制有兩種：其一，是黑洞的強(qiáng)大引力能；其二，是克爾黑洞的快速旋轉(zhuǎn)，其倫斯——梯林效應(yīng)將黑洞周圍的能層中的時(shí)空撕開(kāi)一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉(zhuǎn)能的作用下被擊穿，成為一些十分小的蟲(chóng)洞。這些蟲(chóng)洞在黑洞引力能的作用下，可以確定它們的出口在那里，但是現(xiàn)在還不可能完全完成，因?yàn)榱孔永碚摵拖鄬?duì)論還沒(méi)有完全結(jié)合。

請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)知道薛定諤的貓理論，如果盒子是透明的，那如何解釋呢？

什么是薛定諤貓？這要從頭說(shuō)起。薛定諤（E.Schr dinger ，1887—1961）是奧地利著名物理學(xué)家、量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一，曾獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，薛定諤貓是他在1935年提出的關(guān)于量子力學(xué)的一個(gè)佯謬[2]。這些年來(lái)許多物理學(xué)家絞盡腦汁，試圖解開(kāi)這個(gè)佯謬。直到最近經(jīng)過(guò)一系列精巧的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)問(wèn)題才逐漸有了眉目。2000年7月，《自然》報(bào)道了最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 　 量子力學(xué)是描述原子、電子等微觀粒子的理論，它所揭示的微觀規(guī)律與日常生活中看到的宏觀規(guī)律很不一樣。處于所謂“疊加態(tài)”的微觀粒子之狀態(tài)是不確定的。例如，電子可以同時(shí)位于幾個(gè)不同的地點(diǎn)，直到被觀察測(cè)量（觀測(cè)）時(shí)，才在某處出現(xiàn)。這種事如果發(fā)生在宏觀世界的日常生活中，就好比：我在家中何處是不確定的，你看我一眼，我就突然現(xiàn)身于某處——客廳、餐廳、廚房、書房或臥室都有可能；在你看我之前，我像云霧般隱身在家中，穿墻透壁到處游蕩。這種“魔術(shù)”別說(shuō)常人認(rèn)為荒謬，物理學(xué)家如薛定諤也想不通。于是薛定諤就編出了這個(gè)佯謬，以引起注意。果不其然！物理學(xué)家爭(zhēng)論至今。 薛定諤貓佯謬是一個(gè)設(shè)計(jì)巧妙的理想實(shí)驗(yàn)：將一只貓關(guān)在箱子里，箱內(nèi)還置有一小塊鈾、一個(gè)盛有毒氣的玻璃瓶，以及一套受檢測(cè)器控制的、由錘子構(gòu)成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。鈾是不穩(wěn)定的元素，衰變時(shí)放出射線觸發(fā)檢測(cè)器，驅(qū)動(dòng)錘子擊碎玻璃瓶，釋放出毒氣將貓毒死。鈾未衰變前，毒氣未放出，貓是活的。鈾原子在何時(shí)衰變是不確定的，所以它處于疊加態(tài)。薛定諤挖苦說(shuō)：在箱子未打開(kāi)進(jìn)行觀測(cè)前，按照量子力學(xué)的解釋，箱中之貓?zhí)幱凇八溃畀B加態(tài)”——既死了又活著！要等有人打開(kāi)箱子看一眼才能決定貓的生死。這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)的巧妙之處，在于通過(guò)“檢測(cè)器－錘子－毒藥瓶”這條因果鏈，似乎將鈾原子的“衰變－未衰變疊加態(tài)”與貓的“死－活疊加態(tài)”聯(lián)系在一起，使量子力學(xué)的微觀不確定性變?yōu)楹暧^不確定性；微觀的混沌變?yōu)楹暧^的荒謬——貓要么死了，要么活著，兩者必居其一，不可能同時(shí)既死又活！難怪英國(guó)著名科學(xué)家霍金聽(tīng)到薛定諤貓佯謬時(shí)說(shuō)：“我去拿槍來(lái)把貓打死！” 薛定諤貓佯謬實(shí)際上提出了一個(gè)十分重要的問(wèn)題：什么是量子力學(xué)的觀測(cè)？觀察或測(cè)量都與人的主觀有關(guān)，而人在箱外，所以必須打開(kāi)箱子才能決定貓的死活。誰(shuí)都知道箱中貓的死活是由鈾的衰變決定的——衰變前貓是活的，衰變后貓就死了，這與是否有人打開(kāi)箱子進(jìn)行觀察毫不相干。所以毛病出在觀測(cè)的主觀性上，應(yīng)該朝這個(gè)方向?qū)じ康住?微觀的觀測(cè)與宏觀的觀測(cè)有所不同。宏觀的觀測(cè)對(duì)被觀測(cè)對(duì)象沒(méi)有什么影響。俗話說(shuō)：“看一眼總行吧?！币馑际菍?duì)所看之物并無(wú)影響，用不著擔(dān)心。微觀的觀測(cè)對(duì)被觀測(cè)對(duì)象有影響，會(huì)引起變化。以觀測(cè)電子為例，要用光照才能看見(jiàn)，光的最小單位光子的能量雖小但不是零，光子照到被觀測(cè)的電子上，對(duì)電子的影響很大。所以，在微觀世界中看一眼也會(huì)惹禍！ 量子力學(xué)認(rèn)為，觀測(cè)的結(jié)果使得被觀測(cè)對(duì)象的狀態(tài)改變了：一個(gè)確定態(tài)從原先不確定的疊加態(tài)中蹦了出來(lái)。再追究下去，觀測(cè)無(wú)非是觀測(cè)手段（如光子）與被觀測(cè)對(duì)象（如電子）之間的一種相互作用，這種相互作用并不一定與觀測(cè)者聯(lián)系起來(lái)，后者可以用檢測(cè)器之類的儀器代替。經(jīng)過(guò)幾十年的探索，物理學(xué)家終于認(rèn)識(shí)到：在由疊加態(tài)到確定態(tài)的轉(zhuǎn)變中，觀測(cè)曾經(jīng)扮演的角色應(yīng)該以相互作用來(lái)代替，這樣不僅更普遍而且更客觀。具體到薛定諤貓佯謬，就能將人的主觀因素完全排除——貓的死活不是由人開(kāi)箱看貓一眼所決定的。 但是，箱中貓的“死－活疊加態(tài)”究竟是怎么一回事呢 物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，一切要由實(shí)驗(yàn)來(lái)判定。較早的一批關(guān)于“薛定諤貓”的實(shí)驗(yàn)[3,4]是將處于疊加態(tài)的單個(gè)原子或分子從周圍環(huán)境中孤立起來(lái)，然后以可控制的 *** 使之相互作用，以觀察其變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵在于環(huán)境的相互作用，它導(dǎo)致原先的量子疊加態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)典的確定態(tài)。但是將這些實(shí)驗(yàn)對(duì)象當(dāng)作薛定諤貓是一種極度的簡(jiǎn)化，單個(gè)原子或分子與薛定諤貓相去何止十萬(wàn)八千里。 這次《自然》報(bào)道的實(shí)驗(yàn)[5]與上述那些實(shí)驗(yàn)不同。紐約州立大學(xué)石溪分校弗里德曼（J. R. Friedman）等人拿來(lái)做實(shí)驗(yàn)的“薛定諤貓”不是單個(gè)粒子，而是在接近絕對(duì)零度的超導(dǎo)體環(huán)形電路中由幾十億對(duì)電子構(gòu)成的超導(dǎo)流。實(shí)驗(yàn)證明，這種由大量粒子構(gòu)成的宏觀量子系統(tǒng)也可以處于疊加態(tài)——相當(dāng)于薛定諤貓的“死－活疊加態(tài)”。幾十億對(duì)電子構(gòu)成的超導(dǎo)流當(dāng)然還不能與幾億億億個(gè)原子構(gòu)成的貓相比，但較之單個(gè)原子分子畢竟前進(jìn)了一大步。所以有人驚呼：“薛定諤貓變胖了！” 下一步是否拿一只真的貓來(lái)做實(shí)驗(yàn)?zāi)?？不可能！首先是無(wú)法將之與周圍環(huán)境隔離——置于真空中的貓馬上會(huì)死掉。其次，與接近絕對(duì)零度的超導(dǎo)流不同，常溫下的貓根本不是宏觀量子系統(tǒng)，何來(lái)疊加態(tài)？而且也沒(méi)有必要做這樣的實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)家根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)薛定諤貓為什么不可能有“死－活疊加態(tài)”已能作出符合量子力學(xué)的解釋。 讀者會(huì)說(shuō)：“不就是一只假想的貓嗎，讓霍金開(kāi)槍打死不就完了?！笔虑椴⒎悄敲春?jiǎn)單，否則許多物理學(xué)大師就不會(huì)那么孜孜以求了。薛定諤貓佯謬衍生出更深刻的問(wèn)題：大量原子、分子所構(gòu)成的生物與這些微觀粒子遵從的量子力學(xué)規(guī)律之間的關(guān)系究竟是什么？這不僅是重要的理論問(wèn)題，而且具有實(shí)際意義。例如，自我意識(shí)的機(jī)制至今仍然是未解之謎，有人認(rèn)為可能與量子力學(xué)或者更深層次的微觀規(guī)律有關(guān)。再如思維過(guò)程中的“頓悟”，會(huì)不會(huì)與前述之“一個(gè)確定態(tài)就從原先不確定的疊加態(tài)中蹦了出來(lái)”有關(guān)呢？可能有關(guān)的還有：生命的起源、物種的變異、光合作用的機(jī)制……如此等等?？傊?，生命的秘密和思維的奧妙不可能與量子力學(xué)的規(guī)律無(wú)關(guān)。這就難怪薛定諤后來(lái)轉(zhuǎn)而對(duì)生命科學(xué)很感興趣了。1946年他寫出了著名的《生命是什么》一書，提出了一些很有創(chuàng)見(jiàn)的觀點(diǎn)。遺憾的是，在他有生之年，那可憐的箱中之貓依然生死不明。

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薛定諤的貓有什么意義

1. 薛定諤的貓是奧地利物理學(xué)家薛定諤提出的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，旨在探討量子疊加原理在宏觀世界中的表現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)將微觀的量子現(xiàn)象與宏觀的貓的狀態(tài)聯(lián)系起來(lái)，提出了一個(gè)關(guān)于觀測(cè)和量子態(tài)的問(wèn)題。

2. 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)貓被放置在一個(gè)盒子里，盒子里還裝有少量的鐳和氰化物。根據(jù)量子力學(xué)的理論，鐳原子可能處于衰變和未衰變兩種狀態(tài)的疊加。如果鐳原子衰變，會(huì)觸發(fā)機(jī)關(guān)打碎裝有氰化物的瓶子，導(dǎo)致貓死亡；如果鐳原子未衰變，貓則存活。

3. 根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)，當(dāng)我們打開(kāi)盒子觀察時(shí)，盒內(nèi)的系統(tǒng)只能處于貓生或貓死的其中一種狀態(tài)。然而，在量子世界里，當(dāng)盒子關(guān)閉時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于不確定性的波態(tài)，即貓的生死狀態(tài)疊加。只有當(dāng)我們打開(kāi)盒子進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，貓的狀態(tài)才會(huì)確定為生或死。

4. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)引發(fā)了關(guān)于量子力學(xué)和宏觀世界的關(guān)系的哲學(xué)爭(zhēng)議。它挑戰(zhàn)了我們對(duì)確定性和不確定性的理解，以及觀測(cè)對(duì)現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的影響。

5. 隨著科技的發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)在微觀粒子如光子、原子和分子中實(shí)現(xiàn)了類似薛定諤貓態(tài)的量子疊加。甚至有嘗試使用病毒制備薛定諤貓態(tài)的研究。這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)展使我們?cè)絹?lái)越接近在生命體中實(shí)現(xiàn)薛定諤貓態(tài)。

6. 薛定諤貓態(tài)不僅在生命過(guò)程中存在，而且是生物生存不可缺少的。這一實(shí)驗(yàn)和理論的發(fā)展，對(duì)于理解量子力學(xué)在宏觀世界中的應(yīng)用具有重要意義。

7. 薛定諤通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)試圖闡述宏觀世界是否遵從適用于微觀尺度的量子疊加原理。盡管實(shí)驗(yàn)結(jié)果在宏觀尺度上與我們的日常經(jīng)驗(yàn)相悖，但它激發(fā)了關(guān)于物理規(guī)律和觀測(cè)的深入思考。

8. 科學(xué)家們已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)使多個(gè)粒子達(dá)到薛定諤貓態(tài)，并嘗試延長(zhǎng)這種狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間。這成為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)中的一個(gè)挑戰(zhàn)，也是對(duì)量子力學(xué)理論的進(jìn)一步驗(yàn)證和探索。

薛定諤的貓有意義嗎

1. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)是量子力學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)經(jīng)典思想實(shí)驗(yàn)，由奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出。

2. 該實(shí)驗(yàn)旨在揭示量子系統(tǒng)在觀測(cè)之前處于一種疊加態(tài)，即同時(shí)存在于多個(gè)狀態(tài)之中。

3. 在實(shí)驗(yàn)中，一只貓被放置在密封的箱子里，箱子中還有一個(gè)幾率性的原子衰變觸發(fā)機(jī)制，這個(gè)機(jī)制如果被激活，會(huì)導(dǎo)致貓死亡。

4. 根據(jù)量子力學(xué)的解釋，由于原子衰變是一個(gè)量子事件，因此在觀測(cè)之前，貓同時(shí)處于生死兩種狀態(tài)的疊加。

5. 薛定諤提出這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，是為了批判量子力學(xué)中某些解釋的荒謬性，尤其是哥本哈根詮釋中關(guān)于量子疊加態(tài)的瞬時(shí)坍縮。

6. 該實(shí)驗(yàn)不僅推動(dòng)了量子物理學(xué)的發(fā)展，還引發(fā)了關(guān)于物理現(xiàn)實(shí)、觀測(cè)和量子測(cè)量等哲學(xué)問(wèn)題的廣泛討論。

7. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)至今仍是物理學(xué)和哲學(xué)界討論的熱點(diǎn)，它幫助我們理解量子世界與宏觀世界之間的聯(lián)系。

薛定諤的貓比喻什么意思

1. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)闡釋了一個(gè)觀點(diǎn)：如果不采取行動(dòng)，一個(gè)事件可能會(huì)有兩種結(jié)果。但當(dāng)我們?nèi)?shí)施行動(dòng)時(shí)，最終的結(jié)果只有一種，而我們自身的介入也會(huì)影響最終的結(jié)果。

2. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)是由奧地利物理學(xué)家薛定諤提出的思想實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一只貓被放置在一個(gè)封閉的容器中，容器內(nèi)含有少量的鐳和氰化物。鐳的衰變是隨機(jī)且有可能發(fā)生的，如果鐳衰變，會(huì)觸發(fā)機(jī)關(guān)釋放氰化物，導(dǎo)致貓死亡；如果鐳沒(méi)有衰變，貓將存活。

3. 根據(jù)量子力學(xué)的理論，由于鐳同時(shí)處于衰變和未衰變兩種狀態(tài)，貓也應(yīng)該同時(shí)處于生死兩種狀態(tài)的疊加。然而，實(shí)際上不可能存在既死又活的貓，我們只能在打開(kāi)容器后得知結(jié)果。

4. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)試圖從宏觀層面解釋微觀層面的量子疊加原理。它將微觀物質(zhì)在觀測(cè)后可能呈現(xiàn)的粒子或波的狀態(tài)與宏觀的貓的狀態(tài)聯(lián)系起來(lái)，以此來(lái)探討觀測(cè)對(duì)量子狀態(tài)的影響。

5. 隨著量子物理學(xué)的發(fā)展，薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)不僅引發(fā)了關(guān)于物理學(xué)的平行宇宙等問(wèn)題的討論，還觸及了哲學(xué)上的爭(zhēng)議。

6. 薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)對(duì)量子力學(xué)的影響和意義深遠(yuǎn)。作為20世紀(jì)最具突破性和最具爭(zhēng)議的科學(xué)成就之一，它讓人們無(wú)法接受量子力學(xué)中的不確定性。傳統(tǒng)物理學(xué)認(rèn)為，只要找到事物之間的相關(guān)聯(lián)系，就能隨時(shí)確定事物之間的物理數(shù)據(jù)。然而，海森堡提出的量子不確定性原理表明，我們無(wú)法預(yù)知微觀粒子的未來(lái)狀態(tài)。

7. 正如愛(ài)因斯坦所言：“上帝不玩骰子?！比欢?，量子力學(xué)讓我們不得不承認(rèn)，似乎上帝是在擲骰子的。

薛定諤的貓有什么哲學(xué)意義？

薛定諤的貓是奧地利著名物理學(xué)家薛定諤提出的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問(wèn)題，巧妙地把微觀物質(zhì)在觀測(cè)后是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯(lián)系起來(lái)，以此求證觀測(cè)介入時(shí)量子的存在形式。隨著量子物理學(xué)的發(fā)展，薛定諤的貓還延伸出了平行宇宙等物理問(wèn)題和哲學(xué)爭(zhēng)議。

根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，在盒子里必將發(fā)生這兩個(gè)結(jié)果之一，而外部觀測(cè)者只有打開(kāi)盒子才能知道里面的結(jié)果。在量子的世界里，當(dāng)盒子處于關(guān)閉狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)則一直保持不確定性的波態(tài)，即貓生死疊加。

貓到底是死是活必須在盒子打開(kāi)后，外部觀測(cè)者觀測(cè)時(shí)，物質(zhì)以粒子形式表現(xiàn)后才能確定。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)旨在論證量子力學(xué)對(duì)微觀粒子世界超乎常理的認(rèn)識(shí)和理解，可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理，客觀規(guī)律不以人的意志為轉(zhuǎn)移，貓既活又死違背了邏輯思維。

擴(kuò)展資料：

薛定諤的貓本身是一個(gè)假設(shè)的概念，隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诠庾印⒃?、分子中?shí)現(xiàn)了薛定諤貓態(tài)，甚至已經(jīng)開(kāi)始嘗試用病毒來(lái)制備薛定諤貓態(tài)，如劉慈欣《球狀閃電》中變成量子態(tài)的人，人們已經(jīng)越來(lái)越接近實(shí)現(xiàn)生命體的薛定諤貓 。

可是另外一方面，人們發(fā)現(xiàn)薛定諤貓態(tài)（量子疊加態(tài)）本身就在生命過(guò)程中存在著，且是生物生存不可缺少的。

“薛定諤貓”佯謬假設(shè)了這樣一種情況：將一只貓關(guān)在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。鐳的衰變存在幾率，如果鐳發(fā)生衰變，會(huì)觸發(fā)機(jī)關(guān)打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會(huì)死；如果鐳不發(fā)生衰變，貓就存活。根據(jù)量子力學(xué)理論，由于放射性的鐳處于衰變和沒(méi)有衰變兩種狀態(tài)的疊加，貓就理應(yīng)處于死貓和活貓的疊加狀態(tài)。這只既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。

顯然，既死又活的貓是荒謬的，可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理，客觀規(guī)律不以人的意志為轉(zhuǎn)移，貓既活又死違背了邏輯思維。薛定諤想要借此闡述的物理問(wèn)題：宏觀世界是否也遵從適用于微觀尺度的量子疊加原理。

“薛定諤貓”佯謬巧妙地把微觀放射源和宏觀的貓聯(lián)系起來(lái)，旨在否定宏觀世界存在量子疊加態(tài)。然而隨著量子力學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家已先后通過(guò)各種方案獲得了宏觀量子疊加態(tài)。此前，科學(xué)家最多使4個(gè)離子或5個(gè)光子達(dá)到“薛定諤貓”態(tài)。如何使更多粒子構(gòu)成的系統(tǒng)達(dá)到這種狀態(tài)并保存更長(zhǎng)時(shí)間，已成為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的一大挑戰(zhàn)。