世界上已经做过的薛定谔的猫类似实验打开盒子之后的情形是怎样的，真的是有时候“猫死”，有时候猫活吗

1935年，物理学家薛定谔（Erwin Schrödinger）提出了世界上最著名的思想实验——薛定谔的猫，这只猫在盒中会处于一种不确定的尴尬状态。

薛定谔提出在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。

根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。

但是在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后才能够知道。

现实世界里，猫怎么可能处于既生有死的状态，薛定谔认为这非常好的反驳了玻尔，但是他忽略了一个问题，微观世界和现实世界是不一样的。

宏观世界的认知是无法适用于微观世界的，量子力学的一个中心原则就是粒子可以存在于叠加态中，能同时拥有两个相反的特性，也就是我们说的波粒二象性。

尽管我们在日常生活中常常面对“不是A就是B”的抉择，而但在微观世界中是可以接受“既是 A 又是 B”的。

后来经过多次的实验，都证明了量子叠加是正确的，也就是说在微观世界里，猫真的是处于“既生又死”的状态，粒子同时以两种状态存在的能力。

现在有物理学家设计了一个全新版本的实验：他们将猫换成了一位做实验的物理学家。随之而来的是一个令物理学家更加困惑的局面：哥本哈根诠释在这种情况下自相矛盾。

爱因斯坦和少数非主流派物理学家拒绝接受由薛定谔及其同事创立的理论结果。爱因斯坦认为，量子力学只不过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述，这是一种唯象理论，它本身不是终极真理。他说过一句名言：“‘上帝’不会掷骰子。”他不承认薛定谔的猫的非本征态之说，认为一定有一个内在的机制组成了事物的真实本性。他花了数年时间企图设计一个实验来检验这种内在真实性是否确在起作用，他没有完成这种设计就去世了。

尽管量子论的诞生已经过了一个世纪，其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。量子理论曾引起的困惑直到21世纪仍困惑着人们。

正如玻尔名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有发火，那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。而正是基于量子叠加的特性，使得量子计算成为可能，量子计算也被称为是第四次工业革命的引擎 。

“薛定谔的猫”并不是薛定谔养了一只猫，而是薛定谔所假设的一个有关猫的实验。实验的内容是：假设把一只猫放在密闭的房间里，且该房间有一个释放毒气的装置。该装置由放射性原子控制，如果该放射性原子衰变，释放粒子和能量从而变为相对稳定的原子，那么装置就会自动释放毒气，毒死这只猫；如果放射性原子没有衰变，那么毒气就不会释放，猫也能幸免于难。那么在人们没有打开房间观察前，这只猫处于什么状态？

一般人可能会疑惑，这只猫要么是死的，要么是活的，这算什么问题呢？当然薛定谔提出的这个实验不是要以常规的观点思考的。这个问题是针对物理中量子力学哥本哈根学派的观点所提出的。按照哥本哈根学派的理论，一个粒子在未被人观测时，处于各种可能性叠加的状态，只有在被观测到时，才能确定它的状态。同样的，放射性原子衰变也是一个随机事件，我们并不能知道什么时候会发生衰变，只有在观测时，才能确定它有没有衰变。

这个理论用于放射性原子是没有问题的，但用在猫的身上时会发现：如果不进行观测，放射性原子处于衰变和没有衰变的叠加状态，衰变时猫就会死，没有衰变猫就是活的，所以猫处于死和活的叠加状态，只有在观测后才能知道猫是活的还是死的。

但死和活的叠加状态是什么状态？一只猫怎么会又是死的又是活的呢？量子力学的理论在这只猫身上看起来是如此的可笑。薛定谔提出的这个佯缪实际上是为了引导科学家注意一个物理现象：微观尺度的叠加原理是否同样适用于宏观世界？该实验将微观的放射性原子和宏观的猫结合在一起，巧妙地否定了宏观世界的量子叠加状态，因而这只猫直至现在仍在科学家中很“出名”。

“薛定谔的猫”是量子力学的一个思想实验，实际可以做实验，但是无法观测到“猫死”和“活”的叠加；如果把猫换成其他微观粒子，科学家是可以制备薛定谔猫态的，也有不少实验室完成过类似的实验。

大名鼎鼎的“薛定谔的猫”，已经折腾了科学界80多年，可以说人类对量子力学的理解还远远不够，就连物理学家费恩曼也说到：”我想我可以有把握地说，没有人真正理解量子力学。”

薛定谔的猫是奥地利物理学家薛定谔，在1935年提出的量子力学思想实验，实验内容：一个封闭盒子内有一只猫，以及少量放射性物质，一段时间后，有50%的概率放射性物质会发生衰变，然后通过巧妙的物理装置释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变，从而猫活了下来。那么问题在于，我们在没有打开箱子前，猫是死的还是活的？

第一眼看到这个问题时，很多人肯定会想“提问的人有毛病吧！是死是活打开不就知道了，没打开前就是一个概率问题。”

如果我们在经典力学中思考这个问题，那么质疑者完全是正确的，没打开盒子前猫的死活就是一个概率问题；然而一旦把这个问题放在量子力学中考虑，结果就会变得扑朔迷离。

根据量子力学根本哈根学派的解释：由于物质衰变是一个量子随机的过程，所以在没打开盒子前，整个系统就处于不确定性的波态，猫的死与活是叠加的，需要注意的是，量子力学描述猫的死与活叠加并非一个数学描述，而是要求物理情景就是"猫死"与“猫活”的叠加，一只不死不活的猫，换做是谁也接受不了。

薛定谔的猫只是量子力学中怪异结论的一个，这个问题直指量子力学和经典力学的边界性，量子力学在微观获得了巨大的成功，但是宏观世界的解释还得靠经典力学，那么两者的边界到底在哪里呢？

"薛定谔的猫"实验是无法实际完成的，因为我们不可能同时观测到猫死与猫活两个状态，但是在微观世界当中，确实有科学家制备了“薛定的猫态”，也就是叠加态。

比如在2021年，《科学》杂志发表一篇文章，称美国耶鲁大学的一名科学家，首次实现了一种双模式的猫态，实验者利用两个微波超导空腔，空腔内有几十个光子组成驻波，然后通过巧妙的方法，把两个空腔内的光子实现关联，这些光子就如一只“薛定谔的猫”同时存在于两个箱子当中。

在2021年1月23日，浙江大学和中国科学技术大学的研究人员联合中美多个研究团队，首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用，从而实现了“薛定谔猫态”的制备，也就是叠加态的制备，目前量子计算机的技术瓶颈，也就是对叠加态的制备和操控。

引言：其实在科学研究的过程中，是有很多有趣的现象出现的，所以说一定程度上也可以吸引人们对于科学研究的兴趣。在物理学的研究中就有一个非常有特色的情况，那就是薛定谔的猫。那么薛定谔的猫究竟是怎样的一个现象呢？

其实这就是薛定谔这个物理学家在研究量子物理学的过程中所提出来的一个假设，就是说把一个猫放在充满毒气的罐子中，有一半的可能是毒气会释放，然后猫死掉，还有一半的可能是毒气没有释放，猫还活着。但是在没有打开罐子之前谁也不知道这个猫是怎样的一个状态，但是在打开之后就有一个唯一确定的状态了。所以说就在打开的一瞬间从未知的两个状态变成了确定的一个状态，薛定谔利用这样的一个假设的实验，来解释出量子物理学中很多奇奇怪怪的现象。尤其是散射实验所带来的结果，比如说光的波粒二相性中就会有类似的一个情况。当人靠近的时候是一个现象，当人没有靠近的时候又是另一种现象。薛定谔就是利用自己所提出的假设性实验来揭示量子物理学中所发生的奇奇怪怪的事情。

实际上物理学的研究已经脱离了人们原本的认知，在人们传统的印象中，物理学的研究就是研究人们肉眼可见的现象，比如说牛顿对力学的研究。但是自从爱因斯坦这样的大科学家提出了相对论之后，物理学的研究就呈现出了完全不同的状态。再加上对微观世界的研究，其实就已经能够提出出很多的问题。所以如果真的想去往物理学方向发展的话，一方面是要学习理论学科，另一方面也要有敢于质疑的精神。因为在微观世界里面有很多宏观世界的现象是无法进行解释的，所以说也希望有更多的人能够大胆的进行创新。