薛定谔的猫只是一个思想实验，到底想表达什么？

薛定谔的猫，作为一种奇特的思维实验，是由物理界的天才薛定谔提出来的。薛定谔的初衷其实颇为直接，他想要用一只既“活又死”的猫来嘲笑以玻尔为核心的哥本哈根学派。

哥本哈根学派推崇的核心理念是“不确定性”，或者可以称之为叠加态。他们认为，微观层面的粒子状态并不稳定，处于叠加态之中，而当我们尝试对这些微观粒子进行观察时，叠加态会突然转变成一个确定的状态。

在深入探讨薛定谔的猫之前，先来理解一个相似的实验：电子双缝干涉实验。对其有所了解后，将更利于我们理解薛定谔的猫实验的内在意义。

长久以来，物理学家们总是将电子看作是与玻璃球一样的实体粒子。然而，当他们将电子用于双缝干涉实验时，却得出了颠覆常理的结果。

即使他们一次只发射一个电子，也就是单个电子实验，随着发射数量的累积，接收屏上仍然会显现出干涉图案。

尽管最初接收屏上出现的亮点似乎毫无秩序，但随着电子数量的增多，那些原本杂乱无章的亮点逐渐演变成明暗有序的干涉条纹。

如果说发射的是电子束而产生干涉条纹，这或许还能得到理解。但发射单个电子仍能产生干涉条纹，这让物理学家们感到困惑。

原因是什么呢？

因为要形成干涉图案，最基本的条件是至少有两个粒子同时通过不同的狭缝。

问题是：如果单个电子想产生干涉效果，那它就必须同时通过两条狭缝，与自身的另一部分发生干涉！

这可能吗？一个像玻璃球一样的单个电子，怎么可能同时通过两条狭缝？

但物理学家们自然好奇电子是如何穿越两条狭缝的，理论上似乎很简单，直接观察不就行了吗？

然而，观测的结果却让物理学家们更加迷惑：电子似乎预先知道会被观察，乖乖地选择一条狭缝通过，接收屏上的干涉条纹也随之消失。

这表明了什么？表明观测行为会影响最终结果。

在我们不观察时，电子通过两条狭缝的概率是100%，即同时通过两条。但一旦我们观察，电子通过某一条狭缝的概率就变成了50%，它只会选择其中一条。

现在我们来探讨薛定谔的猫这一思维实验。

实验本身十分简单：一个封闭的盒子，内含一只猫、放射性物质、开关、铁锤和装有毒气的瓶子。

放射性物质可能发生衰变，一旦发生，就会触发开关，铁锤击碎毒气瓶，毒死猫。如果不衰变，猫自然安然无恙。

于是，猫的生死取决于放射性物质是否衰变。但根据量子力学的不确定性和叠加态理论，放射性物质是否衰变是不确定的。

注意，这种不确定性并不是指放射性物质可能衰变也可能不衰变，而是说它同时处于衰变和不衰变两种叠加状态，也就是说，衰变和不衰变的概率都是100%，而不是50%。只有当我们观测时，衰变和不衰变的概率才会降到50%，即要么发生衰变，要么不发生。

以宏观物体作比喻，这种叠加态是难以置信的。就如同我们投掷硬币，在某个时刻，硬币的状态对我们而言是不确定的，但这与量子世界的不确定性有着本质的不同，严格来说，硬币只有正反两面，我们只是不知道哪一面朝上。

但在量子世界，硬币的状态却可能是“既是正面也是反面”的叠加态！

因此，既然放射性物质处于衰变和不衰变的叠加态，那么盒子里的猫自然也处于“既死又活”的叠加态，也就是说，猫活着的概率是100%，死的概率也同样是100%。只有在我们打开盒子进行观察的瞬间，猫生与死的概率才会各降到50%。

显然，这样的情况完全违背了我们的常识，一只“既死又活”的猫显然是不存在的。薛定谔正是利用“既死又活”的猫来讽刺哥本哈根学派的不确定性解释。

虽然薛定谔的猫只是个思维实验，意味着在现实中无法直接进行验证。但至少从理论上来看，薛定谔的猫是无懈可击的，因此物理学家们需要对这只“既死又活”的猫作出解释。

目前主要有两种解释：平行宇宙（多世界解释）以及退相干解释。

多世界解释认为，在我们每次进行观测的瞬间，宇宙都会分裂，在我们的宇宙中只能观察到猫的某一种状态，例如一只活猫。但这并不意味着死猫不存在，它只是出现在了另一个世界，即所谓的平行宇宙中。

更深层的含义在于，由于我们生活中处处都是观测行为，意味着我们的每一次观测，每一次决定，都会导致宇宙分裂。在我们面临多种选择时，我们只能做出一种决定，那些未被选择的选项并非消失，而是出现在了另一个平行宇宙中。

多世界解释听起来有些疯狂，难以被接受，也难以在实验中得到验证。

而退相干解释则相对合理许多。退相干意味着“退出相干性”，即“退出量子相干性”。具体来说，微观粒子的量子效应会因为量子退相干而消失，使系统的量子行为转变为经典的行为。

任何微观粒子都不可能孤立存在，不可能与环境完全无交互。以薛定谔的猫实验为例，实际上根本不用我们直接观测，已经有其他物质为我们“观测”了。因为“观测”并不局限于“用眼睛看”，任何相互作用都可以被视作“观测”。

即便是装有猫的盒子完全封闭，也无法完全排除所有物质，例如无所不在的中微子。即便真的可以排除所有外部物质，盒子内的猫、瓶子、开关等物体同样会影响放射性物质的状态。

也就是说，猫自身的“观测”已经使放射性物质发生“波函数坍缩”，从衰变和不衰变的叠加态转变为“要么衰变要么不衰变”的单一确定状态。

最大的问题在于：观测行为为何能影响微观粒子的量子系统？具体是如何影响的？

这个问题看似简单，但至今仍未有完美的解答。有人可能会说，观测行为意味着光子与微观粒子的相互作用，对微观粒子造成扰动。这种解释虽然符合我们的日常认知，但站不住脚，因为如果观测行为确实干扰了微观粒子的量子状态，那就意味着在观测之前，粒子就拥有一个确定的状态，显然这与观测之前的不确定性相矛盾。

那么，该如何解释呢？

我只能无奈地说：不知道！不仅仅是我不知道，物理学界中的顶尖专家也同样不知道。这也是为什么费曼会说：如果你学量子力学时觉得已经明白了，那说明你其实并没有明白！

因为没有人真的理解量子力学，至少目前是这样。

观测行为为何能影响微观粒子的量子状态，目前的主流解释是哥本哈根诠释，也就是不确定性和叠加态。观测行为会致使微观粒子的波函数发生坍缩，至于为什么会发生坍缩，就像之前提到的：不知道。

物理学家们只是根据结果倒推，也就是说，他们观察到微观粒子的“波函数”发生坍缩，然后用“波函数坍缩”来总结或解释观测行为，但并不知道其背后的原因。

换句话说，波函数坍缩不过是假设或者说是公理。这与“光速不变原理”是一样的，物理学家们并不知道光速为何恒定不变，他们只是观察到这一现象，于是便假定“光速不变”。

许多科学发现都是如此，我们只是看到了某种现象，但并不知道其背后的深层次原理是什么。