薛定谔猫是由伟大的物理学家薛定谔提出的一个理想实验,为了指出量子力学哥本哈根解释的不完备性。设想在一个封闭的盒子里面,放着一只猫。在箱子的一角有一个装有毒气的瓶子,瓶子是封闭的。另外,还有一个放射性原子核与瓶子连接起来,毒气瓶的封口会被放射性原子核衰变发出的粒子给打破,放出毒气,杀死猫。在一定的时间范围内,放射性物质发生衰变放出粒子的概率是一定的。比方说,在1个小时内,放射性原子核将有50%的概率发生衰变,有50%的概率不发生衰变。那么在我们打开箱子观看猫的死活之前,我们是不知道其是生是死的。我们可以说,猫处于既是生、又是死的量子叠加态。一旦我们观察了猫,它就会塌缩到“生”或者“死”之中的某个状态。
量子叠加态的概念在微观的量子世界是很具备说服力的,是解释诸多实验现象必不可少的理论。可是当薛定谔把这个概念借由“薛定谔猫”这个理想实验推广到宏观世界后,就与我们的常识产生了极大的冲突。我们何曾在生活中看到过既死又活的生物呢?如果我们否认薛定谔猫的存在,就是把世界运行的规律给硬生生的割裂开来了:微观世界只适用量子物理规律,而宏观世界适用经典物理规律。在避开了这个麻烦之后,又给我们引入了另外一个深刻的问题:量子与经典的界限在哪里?我们可以在多大的系统中找到薛定谔猫态呢?争议存在了很多年,一直没有定论。