文/苏央
不知道有多少听过“薛定谔的猫”这个词呢？
你第一次听到这个词是因为网剧《薛定谔的猫》吗？
还是对此一点都不了解？
今天要说的是思想实验-薛定谔的猫，这可与网剧毫无关系，而网剧也只是借用薛定谔的猫中平行空间这一概念而已，但其实，薛定谔的猫思想实验并不是讲的平行空间，而是更为复杂的量子领域。
在听到量子领域，你是都已经放弃看下去了呢？
别放弃，这其实是一个很有意思的实验，也许你一开始会有些懵，但是当你看完这篇文章，相信你应该能大致了解它了。
好了，现在正式开始。
在讲述实验之前，我想先把最后的现象告诉大家。
这个实验的结果是，通过一个装置，把猫变成存在独立于生与死之外的另一种状态，他们把这时的猫称为既死又活。需要注意的是，这里的既死又活不是概率中有多少概率活着，多少概率死亡，而是生死同时存在，可以理解为一只猫中有一半是活的，另一半死亡，处于一种生死叠加态。
相信第一次接触这个实验的人，已经有些晕了，猫怎么能既生又死呢？下面我们就来看看薛定谔是怎么做到的。
实验是这样的：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状态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者观测时，物质以粒子形式表现后才能确定。
这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。
以上，是百度百科给的实验过程，相信还是有许多人没有看懂这个实验到底做了什么，怎么发生的。那我就来给大家详细地解释下。
首先，有一只猫，这只猫并不是你养的或者日常生活中简单的实体猫，它只是一只存在于想象中概念的猫，你可以自己决定它是什么样。当然这里不一定非要是一只猫，它也可以是一只狗，一直猪。当然，这里为了让它具体化，让它是一只猫，它的样子就是下面那样。
猫有了，现在就开始找箱子了。
有一个装置，里面放着毒气释放装置。这个装置在一个密闭氧气充足，完全不透明看不见里面的箱子里。毒气释放装置由原子核衰变是放出来的粒子来控制，而且这个装置是理想的，一旦出现衰变，立马释放毒死，立马死亡，可以认为只要原子核衰变，猫立马死亡。
还有一种放射性物质，它本身是稳定的，在放进箱子之后的一个小时里，它有一半的概率会衰变。
而且并不是过了一个小时才有一半的概率衰变，而是这一个小时里，这种放射性物质有一半的概率在任一时刻衰变。
现在可以实验了，把猫呀，放射性物质都放进箱子里，密封好。
实验开始。
想象你坐在箱子旁边，焦急的等待，一分钟，两分钟，三分钟。
终于，一个小时过去了，你迫不及待地打开箱子。
现在打开箱子后，里面的现象情况分成两种：
1'这只名叫卡特的猫一动不动，你用手戳了戳，它已经死了。
2'这只名叫卡特的猫一动不动，你用手戳了戳，它生了个懒腰，还活着。
看到这里，你大概会产生疑问了，猫的生死一直很明确，根本没有出现什么生死叠加态呀，与开头说的那么玄乎的既生又死毫无关连呀？
那是因为，实验到这里，才刚刚开始，老薛要的不是打开箱子以后去看猫活不活，他在意的是箱子关上到打开的那一个小时的时间里，猫是死的还是活的。
有的人可能会觉得，箱子的猫，如果原子核衰变了，就死了，没衰变就不能，因为不知道衰没衰变，也就不知道死没死。
这种观念是错的，这就用到一开头说的，这时的猫，就是既死又活的生死叠加态。不能说这是不知道猫是不是死的，因为这时猫的状态是确定的。
如果，把实验的初始条件改成，毒气装置不由衰变放出的粒子控制，而是本身就有一般的可能随机触动的毒气释放装置，那么猫的状态就可以说是不知道了。
这样比较起来看，就比较明显了，问题出在了放射性物质的衰变上。
在说清楚这个问题之前，有必要先科普一下粒子的量子化问题。
电子具有波粒二象性。波粒二象性指的是它既能表现出波的特性，又能表现出粒子的特性，合在一起叫做波粒二象性。
量子化有个很奇怪的随机性，表现在位置的随机性，和速度的随机性。
念过高中的人都知道，电子有一个轨道图，电子绕原子核在轨道上运动。
其实这是不对的，轨道图是根据电子分布的概率来绘制的，并不是说电子有一条确定的运动轨道，只是相对来说，出现在这条轨道上某个点的概率比较大。
除此之外，还有能量跃迁的问题。
高中知识告诉我们，每天轨道上的电子是具有一定能量的，如果电子要运动到另一条轨道上需要本身的能量大于势垒。而如果能量小于势垒，电子只能老老实实待在自己的轨道上。
在量子力学里，这条理论又被打破了，电子是有一定概率不用能量超过势垒，就可以跃迁到所谓的另一条轨道上，只不过这里的概率很小。
量子的世界，可以说是受到概率支配的世界。
这里的概率不是理论上的概率，而是事实概率。也就是说，这里的概率不是经过一系列复杂得推论，得出来了的，而是通过观察现象，统计出来的。
量子力学和经典力学的区别在于，一个试用于微观世界，一个适用于宏观世界。
相信很多人都看过刘慈欣的《球状闪电》。球状闪电的本质就是宏观世界的电子。
刘慈欣做了一个很有意思的想象，把电子放大到宏观世界可观测的大小，那样电子的波粒二象性的体现会是什么样的？有兴趣的人，可以去读读那本小说。
在微观世界里，电子并不是一个实体，它由多重状态叠加，又可以具体表现为某一种状态。当没有人去观测它时，它是一个概率波的叠加，根据概率分布在原子周围。波是没有实质的，但却有波峰波谷，当多个波叠加起来，分布就比较复杂了，所以它不是均匀的，且是按照某种概率分布的。
当有人观测它时，它会由多重态叠加坍缩成粒子，具有粒子的特性，具体地在一个位置上显现。
也就是说，人的观测，能决定粒子的特性。
回到实验上来。在黑暗的箱子里，放射性物质对于箱子外面的我来说，我是没有观测它的，所以电子存在于箱子的任何地方，只是概率的不同。
而放射性物质是否衰变，有电子脱离轨道释放出来，只是一个概率问题。因为即使能量不够，电子也有一定几率出现在电子轨道之外。因为它的波动性，所以它无处不在，也可以说是它有一部分在原子内，有一部分在原子外，只是因为没有人去观测，所以它没有坍缩成一个粒子，无法知道它是否衰变。
它在原子内部的那一部分决定猫是活的，它在原子外部的那一部分决定猫是死的，之所以你不知道猫是死是活是因为你没有观测，但其实事实是当你没有观测的时候，原子既衰变又没有衰变，猫既死又活。
不知道讲到了这里，你是否能理解了一些。
如果还不明白也情有可原。因为即使是顶级的科学家，也没有办法完全理解量子世界。在十几年之前，对于量子的概率分布还在被两波世界上顶级物理学家所争论，一直到量子的随机排布被证明后，才逐渐接受这一理论，但并不是说就没有争论了。
当然作为一个怀疑论者，我也没有完全相信以上的所有理论，始终认为，所有得推理都基于前提，但前提不一定都是对的，被普遍认为的也不一定正确，常理也不一定对，如古代的天圆地方，现在看起来是荒谬的，但古代从来没有人产生过怀疑。
现在所有的理论，我认为，都是相对客观的，就像一开始的原子模型是球形，然后是枣糕，到最后，才演变成现在的模型。
可看完这篇文章就知道，这种模型也是错误的，因为电子是多态叠加，原子核不是能用实体圆球结合而成的，只不过在原来的基础上，更加接近客观的相对客观。
所以，我觉得，人类对量子世界的探寻还只是很小的一部分，物理的规律还没有完成统一，粒子的波粒二象性之间的应该有自己的内在联系，而不是通过观测才能转换，多重状态的叠加也应该更统一一些。
如果可以，你推翻前人所有的理论都行，只要你在已知得条件下能正确得出来即可，不要不敢想，哪怕是错的也可以帮助更好的理解。
对于量子得随机排布和观察现象，也听过一个很有意思的论调—多元宇宙论。
即这个粒子在所有地方都有分布，只不过分布在不同元的宇宙中，这些宇宙有无数个，故量子也有无数个，你观测到的只是某一元宇宙的那一个。放到宏观宇宙中也就是平行世界。
相信大家都看过小说，有一些小说里说，我们所在的世界和小说里的世界同为平行的宇宙，但是由于小说的世界是由作者创造的，所以从某种方面来说，小说的世界比我们的世界要低等。
作者将小说里主角的最终目标定成逃离小说的世界，进入到现实的世界中。当小说中主角意识到自己的世界之上有一个作者的存在时，他开始伙同一群人，将所谓的作者拖进小说的世界，其实也就是骗进来，而那个主角口中的作者为了成为主角世界的神，站在最顶点而打算在一个适合的时机进入到那个世界，但一旦进入到世界里，就不能在编写这个世界，而沦为这个世界的一员。
书中的主角们为，要如何才能不被作者发现自己的意图，又要怎么才能不被作者写死，而想办法。
这本小说的观念就很有意思了，该怎么进入平行世界，我们是否也只在一本‘小说’中呢？如何才能逃避自己命运？这又是都算是平行宇宙？平行宇宙是否也存在嵌套？
剧透一下这本小说的结局，主角打败了进入小说世界的作者，也逃出小说的世界，可是这却不是终点，他感觉到在作者的世界之上还有作者，这似乎是一个无限的循环。
四元空间与平行空间又不同，平行世界与我们的世界里面的人物，概念，理论可以完全都不一样，但是四元空间只是时间上的不同，本质上还是同一个宇宙。
例如，在平行世界里，你可能发现外星人一直在地球上生活，也可能遇到神话里的人，小说里的人，有任何可能性。
四元时空的话，你可能出现在几百年前地球上，也可能在几千年，几万年的地球上，也就是过去和未来。
很多学者认为，量子科学已经触及到四维的空间，而人类作为三维生物，对四维的世界了解的太少，所以量子世界在人类面前始终掩盖着一层厚纱，阻挡着人类的窥探。
如果人能回到过去，是否能改变历史？宿命论认为，所有发生的一切都是注定的，你回到过去也会因为各种巧合而无法改变经历过的历史。如果你将历史改变了，那个四维空间的那一个片段是不是就变成了一个平行世界呢？
回到那只猫身上去，猫的生死也分布在多元宇宙之中，我对它的观察，是观察众多多元宇宙中的某一个，所以问题又来了，如果我们和猫一直处在同一个多元宇宙中，那么我们始终只能观察到一种状态，那么猫的状态也始终确定，而这显然与之前得出的结论相反。
那么是不是由于涉及到了粒子，所以我们就可以作用到不同的多元宇宙中的猫，简单来说，我们可以通过某种方式，影响到另一个世界或者反过来被他们影响吗？
文章快结束了，但是还有一个问题。那就是在箱子里，并不是没有观察者，如果把那只猫当成观察者，对于猫自身的影响。
由于猫的观察，放射性物质的状态可以被猫知道，是否放射物衰变已经确定了，猫是不是死了对于它自己是已知的。因为观察者的不同而状态不同，所以说，观察者一直都是一个很重要的关键，在很多问题上，观察者都扮演着一个决定性的因素，是实验不可或缺的一部分，就好像这个世界是因为人的自我意识而存在的，但从宏观上看，物质是客观存在的，故你自己决定这个世界的言论听起来是很荒谬的，可是从量子角度，所有物质都是由微小粒子组成，即概率波组成的，概率波又是必须要人来观测，那么这个想法听起来有不是那么不可思议了。
最后来总结下，薛定谔的猫实验并不是一个真是存在容易验证的实验（目前已经有一些科学家做出来了薛定谔的猫的验证实验），当初薛定谔提出这个实验并不是为了要说明量子的不确定性，可得出的结论让他自己也大吃一惊和迷惑不解，经过可很长时间的争论，才逐渐被那些物理学家们认可并奉为几大思想实验之一。薛定谔的猫，也成了世界上最著名的猫之一。
