文/蘇央
不知道有多少聽過“薛定諤的貓”這個詞呢？
你第一次聽到這個詞是因為網劇《薛定諤的貓》嗎？
還是對此一點都不了解？
今天要說的是思想實驗-薛定諤的貓，這可與網劇毫無關系，而網劇也只是借用薛定諤的貓中平行空間這一概念而已，但其實，薛定諤的貓思想實驗并不是講的平行空間，而是更為復雜的量子領域。
在聽到量子領域，你是都已經放棄看下去了呢？
別放棄，這其實是一個很有意思的實驗，也許你一開始會有些懵，但是當你看完這篇文章，相信你應該能大致了解它了。
好了，現在正式開始。
在講述實驗之前，我想先把最后的現象告訴大家。
這個實驗的結果是，通過一個裝置，把貓變成存在獨立于生與死之外的另一種狀態，他們把這時的貓稱為既死又活。需要注意的是，這里的既死又活不是概率中有多少概率活著，多少概率死亡，而是生死同時存在，可以理解為一只貓中有一半是活的，另一半死亡，處于一種生死疊加態。
相信第一次接觸這個實驗的人，已經有些暈了，貓怎么能既生又死呢？下面我們就來看看薛定諤是怎么做到的。
實驗是這樣的：在一個盒子里有一只貓，以及少量放射性物質。之后，有50%的概率放射性物質將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。
根據經典物理學，在盒子里必將發生這兩個結果之一，而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結果。
但是在量子的世界里，當盒子處于關閉狀態，整個系統則一直保持不確定性的狀態，即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開后，外部觀測者觀測時，物質以粒子形式表現后才能確定。
這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解，可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理，客觀規律不以人的意志為轉移，貓既活又死違背了邏輯思維。
以上，是百度百科給的實驗過程，相信還是有許多人沒有看懂這個實驗到底做了什么，怎么發生的。那我就來給大家詳細地解釋下。
首先，有一只貓，這只貓并不是你養的或者日常生活中簡單的實體貓，它只是一只存在于想象中概念的貓，你可以自己決定它是什么樣。當然這里不一定非要是一只貓，它也可以是一只狗，一直豬。當然，這里為了讓它具體化，讓它是一只貓，它的樣子就是下面那樣。
貓有了，現在就開始找箱子了。
有一個裝置，里面放著毒氣釋放裝置。這個裝置在一個密閉氧氣充足，完全不透明看不見里面的箱子里。毒氣釋放裝置由原子核衰變是放出來的粒子來控制，而且這個裝置是理想的，一旦出現衰變，立馬釋放毒死，立馬死亡，可以認為只要原子核衰變，貓立馬死亡。
還有一種放射性物質，它本身是穩定的，在放進箱子之后的一個小時里，它有一半的概率會衰變。
而且并不是過了一個小時才有一半的概率衰變，而是這一個小時里，這種放射性物質有一半的概率在任一時刻衰變。
現在可以實驗了，把貓呀，放射性物質都放進箱子里，密封好。
實驗開始。
想象你坐在箱子旁邊，焦急的等待，一分鐘，兩分鐘，三分鐘。
終于，一個小時過去了，你迫不及待地打開箱子。
現在打開箱子后，里面的現象情況分成兩種：
1'這只名叫卡特的貓一動不動，你用手戳了戳，它已經死了。
2'這只名叫卡特的貓一動不動，你用手戳了戳，它生了個懶腰，還活著。
看到這里，你大概會產生疑問了，貓的生死一直很明確，根本沒有出現什么生死疊加態呀，與開頭說的那么玄乎的既生又死毫無關連呀？
那是因為，實驗到這里，才剛剛開始，老薛要的不是打開箱子以后去看貓活不活，他在意的是箱子關上到打開的那一個小時的時間里，貓是死的還是活的。
有的人可能會覺得，箱子的貓，如果原子核衰變了，就死了，沒衰變就不能，因為不知道衰沒衰變，也就不知道死沒死。
這種觀念是錯的，這就用到一開頭說的，這時的貓，就是既死又活的生死疊加態。不能說這是不知道貓是不是死的，因為這時貓的狀態是確定的。
如果，把實驗的初始條件改成，毒氣裝置不由衰變放出的粒子控制，而是本身就有一般的可能隨機觸動的毒氣釋放裝置，那么貓的狀態就可以說是不知道了。
這樣比較起來看，就比較明顯了，問題出在了放射性物質的衰變上。
在說清楚這個問題之前，有必要先科普一下粒子的量子化問題。
電子具有波粒二象性。波粒二象性指的是它既能表現出波的特性，又能表現出粒子的特性，合在一起叫做波粒二象性。
量子化有個很奇怪的隨機性，表現在位置的隨機性，和速度的隨機性。
念過高中的人都知道，電子有一個軌道圖，電子繞原子核在軌道上運動。
其實這是不對的，軌道圖是根據電子分布的概率來繪制的，并不是說電子有一條確定的運動軌道，只是相對來說，出現在這條軌道上某個點的概率比較大。
除此之外，還有能量躍遷的問題。
高中知識告訴我們，每天軌道上的電子是具有一定能量的，如果電子要運動到另一條軌道上需要本身的能量大于勢壘。而如果能量小于勢壘，電子只能老老實實待在自己的軌道上。
在量子力學里，這條理論又被打破了，電子是有一定概率不用能量超過勢壘，就可以躍遷到所謂的另一條軌道上，只不過這里的概率很小。
量子的世界，可以說是受到概率支配的世界。
這里的概率不是理論上的概率，而是事實概率。也就是說，這里的概率不是經過一系列復雜得推論，得出來了的，而是通過觀察現象，統計出來的。
量子力學和經典力學的區別在于，一個試用于微觀世界，一個適用于宏觀世界。
相信很多人都看過劉慈欣的《球狀閃電》。球狀閃電的本質就是宏觀世界的電子。
劉慈欣做了一個很有意思的想象，把電子放大到宏觀世界可觀測的大小，那樣電子的波粒二象性的體現會是什么樣的？有興趣的人，可以去讀讀那本小說。
在微觀世界里，電子并不是一個實體，它由多重狀態疊加，又可以具體表現為某一種狀態。當沒有人去觀測它時，它是一個概率波的疊加，根據概率分布在原子周圍。波是沒有實質的，但卻有波峰波谷，當多個波疊加起來，分布就比較復雜了，所以它不是均勻的，且是按照某種概率分布的。
當有人觀測它時，它會由多重態疊加坍縮成粒子，具有粒子的特性，具體地在一個位置上顯現。
也就是說，人的觀測，能決定粒子的特性。
回到實驗上來。在黑暗的箱子里，放射性物質對于箱子外面的我來說，我是沒有觀測它的，所以電子存在于箱子的任何地方，只是概率的不同。
而放射性物質是否衰變，有電子脫離軌道釋放出來，只是一個概率問題。因為即使能量不夠，電子也有一定幾率出現在電子軌道之外。因為它的波動性，所以它無處不在，也可以說是它有一部分在原子內，有一部分在原子外，只是因為沒有人去觀測，所以它沒有坍縮成一個粒子，無法知道它是否衰變。
它在原子內部的那一部分決定貓是活的，它在原子外部的那一部分決定貓是死的，之所以你不知道貓是死是活是因為你沒有觀測，但其實事實是當你沒有觀測的時候，原子既衰變又沒有衰變，貓既死又活。
不知道講到了這里，你是否能理解了一些。
如果還不明白也情有可原。因為即使是頂級的科學家，也沒有辦法完全理解量子世界。在十幾年之前，對于量子的概率分布還在被兩波世界上頂級物理學家所爭論，一直到量子的隨機排布被證明后，才逐漸接受這一理論，但并不是說就沒有爭論了。
當然作為一個懷疑論者，我也沒有完全相信以上的所有理論，始終認為，所有得推理都基于前提，但前提不一定都是對的，被普遍認為的也不一定正確，常理也不一定對，如古代的天圓地方，現在看起來是荒謬的，但古代從來沒有人產生過懷疑。
現在所有的理論，我認為，都是相對客觀的，就像一開始的原子模型是球形，然后是棗糕，到最后，才演變成現在的模型。
可看完這篇文章就知道，這種模型也是錯誤的，因為電子是多態疊加，原子核不是能用實體圓球結合而成的，只不過在原來的基礎上，更加接近客觀的相對客觀。
所以，我覺得，人類對量子世界的探尋還只是很小的一部分，物理的規律還沒有完成統一，粒子的波粒二象性之間的應該有自己的內在聯系，而不是通過觀測才能轉換，多重狀態的疊加也應該更統一一些。
如果可以，你推翻前人所有的理論都行，只要你在已知得條件下能正確得出來即可，不要不敢想，哪怕是錯的也可以幫助更好的理解。
對于量子得隨機排布和觀察現象，也聽過一個很有意思的論調—多元宇宙論。
即這個粒子在所有地方都有分布，只不過分布在不同元的宇宙中，這些宇宙有無數個，故量子也有無數個，你觀測到的只是某一元宇宙的那一個。放到宏觀宇宙中也就是平行世界。
相信大家都看過小說，有一些小說里說，我們所在的世界和小說里的世界同為平行的宇宙，但是由于小說的世界是由作者創造的，所以從某種方面來說，小說的世界比我們的世界要低等。
作者將小說里主角的最終目標定成逃離小說的世界，進入到現實的世界中。當小說中主角意識到自己的世界之上有一個作者的存在時，他開始伙同一群人，將所謂的作者拖進小說的世界，其實也就是騙進來，而那個主角口中的作者為了成為主角世界的神，站在最頂點而打算在一個適合的時機進入到那個世界，但一旦進入到世界里，就不能在編寫這個世界，而淪為這個世界的一員。
書中的主角們為，要如何才能不被作者發現自己的意圖，又要怎么才能不被作者寫死，而想辦法。
這本小說的觀念就很有意思了，該怎么進入平行世界，我們是否也只在一本‘小說’中呢？如何才能逃避自己命運？這又是都算是平行宇宙？平行宇宙是否也存在嵌套？
劇透一下這本小說的結局，主角打敗了進入小說世界的作者，也逃出小說的世界，可是這卻不是終點，他感覺到在作者的世界之上還有作者，這似乎是一個無限的循環。
四元空間與平行空間又不同，平行世界與我們的世界里面的人物，概念，理論可以完全都不一樣，但是四元空間只是時間上的不同，本質上還是同一個宇宙。
例如，在平行世界里，你可能發現外星人一直在地球上生活，也可能遇到神話里的人，小說里的人，有任何可能性。
四元時空的話，你可能出現在幾百年前地球上，也可能在幾千年，幾萬年的地球上，也就是過去和未來。
很多學者認為，量子科學已經觸及到四維的空間，而人類作為三維生物，對四維的世界了解的太少，所以量子世界在人類面前始終掩蓋著一層厚紗，阻擋著人類的窺探。
如果人能回到過去，是否能改變歷史？宿命論認為，所有發生的一切都是注定的，你回到過去也會因為各種巧合而無法改變經歷過的歷史。如果你將歷史改變了，那個四維空間的那一個片段是不是就變成了一個平行世界呢？
回到那只貓身上去，貓的生死也分布在多元宇宙之中，我對它的觀察，是觀察眾多多元宇宙中的某一個，所以問題又來了，如果我們和貓一直處在同一個多元宇宙中，那么我們始終只能觀察到一種狀態，那么貓的狀態也始終確定，而這顯然與之前得出的結論相反。
那么是不是由于涉及到了粒子，所以我們就可以作用到不同的多元宇宙中的貓，簡單來說，我們可以通過某種方式，影響到另一個世界或者反過來被他們影響嗎？
文章快結束了，但是還有一個問題。那就是在箱子里，并不是沒有觀察者，如果把那只貓當成觀察者，對于貓自身的影響。
由于貓的觀察，放射性物質的狀態可以被貓知道，是否放射物衰變已經確定了，貓是不是死了對于它自己是已知的。因為觀察者的不同而狀態不同，所以說，觀察者一直都是一個很重要的關鍵，在很多問題上，觀察者都扮演著一個決定性的因素，是實驗不可或缺的一部分，就好像這個世界是因為人的自我意識而存在的，但從宏觀上看，物質是客觀存在的，故你自己決定這個世界的言論聽起來是很荒謬的，可是從量子角度，所有物質都是由微小粒子組成，即概率波組成的，概率波又是必須要人來觀測，那么這個想法聽起來有不是那么不可思議了。
最后來總結下，薛定諤的貓實驗并不是一個真是存在容易驗證的實驗（目前已經有一些科學家做出來了薛定諤的貓的驗證實驗），當初薛定諤提出這個實驗并不是為了要說明量子的不確定性，可得出的結論讓他自己也大吃一驚和迷惑不解，經過可很長時間的爭論，才逐漸被那些物理學家們認可并奉為幾大思想實驗之一。薛定諤的貓，也成了世界上最著名的貓之一。
