关于薛定谔的猫，这一思维实验，它的提出并非简单地为了探究量子世界的奥秘，更深层次的是，它反映了对经典物理与量子物理间冲突的思考。薛定谔的猫，在广泛的科普之中，是一个被反复阐述的主题，这不仅是因为它的复杂性，更是因为它为我们洞察量子力学的内在矛盾提供了一个有效的切入点。
我们先来了解一下背景。
爱因斯坦与尼尔斯·玻尔，两位现代物理学的奠基者，他们共同为量子力学的形成做出了巨大贡献。因此，我们理应认为这两位物理学大师对量子力学的理解是一致的，他们之间的共识应当没有争议。
然而，在第五次和第六次索尔维国际物理会议上，爱因斯坦和玻尔却意外地展开了一场激烈的讨论。这并不是一场拳脚相向的争斗，而是一场思想的碰撞。
爱因斯坦对玻尔所代表的哥本哈根解释中的量子力学不确定性原理提出质疑。爱因斯坦认为，“不确定性”和“叠加态”并非量子世界的本质，背后应该存在某些我们尚未发现的“隐变量”，一旦找到这些隐藏的变量，就可以使用经典的物理规律来理解量子世界的奇异现象。
然而玻尔坚持认为，“不确定性”和“叠加态”正是量子世界的根本特性，这使得两位物理学大师之间的辩论变得更加尖锐。
读者可能困惑：这和薛定谔以及薛定谔的猫有什么关系呢？别急，且听我慢慢道来。
爱因斯坦与玻尔的辩论并没有得出一个确定的结果，双方都未能说服对方。爱因斯坦对此并不满意，他与波多尔斯基和罗森一起提出了著名的EPR悖论，其中EPR是三人名字的首字母组合。
EPR悖论到底指什么？其实它还是针对哥本哈根解释中的不确定性原理。用通俗的语言来解释，不确定性原理指出，我们无法同时精确地测量一个微观粒子的位置和速度，位置测量得越精确，速度的测量就越不准确。速度和位置的不确定性乘积至少要大于一个常数，尽管这个常数极小，但它不等于零。
爱因斯坦和他的同事们认为，假设我们把两个纠缠的粒子A和B分开，让它们相隔遥远。然后测量粒子A的位置，根据不确定性原理，位置一旦确定，速度的精确度就无从谈起。但是如果我们测量粒子B的速度，由于A和B处于纠缠状态，根据动量守恒，我们可以推算出A的动量，进而知道其速度。
这似乎意味着我们可以同时确定粒子A的精确位置和速度，这明显与不确定性原理产生了矛盾。
换一个更通俗的解释：想象有一双手套，分别放在两个密封的箱子里，我们不知道哪只箱子里是左手套，哪只是右手套。现在，将这两个箱子放在相隔一千光年的两端，如果玻尔打开其中一个箱子，发现是左手套，他立刻就能知道另一个箱子里是右手套，这似乎意味着玻尔瞬间获取了相隔一千光年的信息，速度超过了光速，这显然是不可能的。
现在是时候引入薛定谔了。
薛定谔，作为经典物理学的坚定支持者，他对哥本哈根解释的不确定性原理同样表示反感。
薛定谔的智慧是举世闻名的，他提出了著名的薛定谔方程，在量子物理中的地位相当于牛顿定律在宏观物理中的地位，描述的是微观粒子的运动规律。但薛定谔本人对于方程中的“波函数”具体代表什么并不清楚，最终由波恩提出了“概率波”的解释，并因此获得了诺贝尔物理学奖。
尽管如此，薛定谔对波恩的解释并不满意，因为波恩也是哥本哈根学派的成员，他提出的概率波诠释本质上还是不确定性，这让薛定谔非常恼火。他将EPR悖论重新定义为“量子纠缠”，这个术语在当时并不受欢迎，甚至成为了笑柄。
之后，薛定谔又提出了著名的薛定谔的猫这个思想实验，以此讽刺和质疑哥本哈根学派的“叠加态”。薛定谔的思维确实独树一帜。
薛定谔最初设想这个思想实验是为了嘲讽哥本哈根学派，起初也确实达到了目的。然而随着量子物理的发展，这个思想实验最终成为了推动这一学科发展的动力，甚至成为了众所周知的科普知识。
实验过程简述如下：放射性元素的衰变与否会控制一个开关，开关决定着毒气瓶是否打开并释放毒气。
根据量子力学的“叠加态”，放射性元素一直处于“衰变与不衰变”的叠加状态，结果导致猫处于“生与死”的叠加状态。要确定这只猫的生死，唯有通过观测，而在观测的瞬间，猫的状态会从叠加态坍缩为一个确定状态，要么生，要么死。
显而易见，现实中并不存在这样的猫，薛定谔通过这个思想实验讽刺了哥本哈根学派。
薛定谔设计的这个思想实验确实非常巧妙，因为在爱因斯坦和玻尔的辩论中，玻尔总是强调量子世界的诡异现象，例如不确定性和叠加态仅出现在量子世界，而不会出现在宏观世界。
而薛定谔通过一个简单的思想实验，成功地将微观世界的量子效应（放射性元素的叠加态）与宏观世界（那只猫）联系起来。这个实验一度让玻尔也感到困惑，因为如果叠加态真的存在，那么理论上“既死又活”的猫也是可能的，但这在现实中显然不可能。
如果叠加态不存在，那就意味着玻尔和哥本哈根学派自己否定了自己。
随着薛定谔的猫这个思想实验的深入人心，这只猫最终成为了物理学界四大神兽之一，闻名遐迩。现实中很多人将自己的猫命名为“薛定谔”，可见其影响力之大。
但物理学界又如何解释薛定谔的猫这个思想实验呢？提出了许多假说。
例如多世界假说，这个假说令人觉得匪夷所思。它认为在我们观测的一瞬间，世界分裂为两个，其中一个世界里的猫活着，另一个世界里的猫死了。如果我们的世界里猫活着，并不意味着死猫不存在，它只是存在于另一个世界。
深层含义是，由于我们日常生活中不断观测，意味着世界每时每刻都在分裂。你的每一次选择，都会分裂出两个世界。当你做出一个选择时，你其实放弃了其他选择，但并不意味着其他选择没有发生，它们只是出现在了其他世界。
例如，你有两个心仪的对象，你不得不做出选择，只能选其一。但当你做出选择的时候，实际上分裂出了两个世界，你在另一个世界选择了另一个对象。
可以看出，多世界假说十分疯狂，也很难通过实验验证，因此尚未被大众接受。
另一个是“退相干”诠释，也是目前最可靠的诠释之一。所谓“退相干”，简单来说就是失去了相干性，也就是说不再有量子力学中的纠缠、叠加态和不确定性。
退相干理论认为，薛定谔的猫这个思想实验实际上没有意义，因为实验开始前，放射性元素的叠加态就已经“退相干”，不再有叠加态。放射性元素不可避免地与环境发生作用，就相当于一种“观测”。密封的箱子不是绝对真空，即使假设是真空，箱子内还有开关、毒气瓶以及猫本身。任何形式的观测都会导致叠加态坍缩成本征态，因此猫也可以被视为观测者。
也就是说，在哥本哈根学派看来，叠加态确实存在，是量子世界的固有属性，只不过这种叠加态很难在宏观世界表现出来。
20世纪60年代，贝尔不等式的提出，让爱因斯坦与哥本哈根学派之间的争论告一段落，结果是爱因斯坦错误，哥本哈根学派胜出。
贝尔不等式是从爱因斯坦的“隐变量理论”推导而来的，简单来说，如果隐变量存在，量子纠缠的结果应满足一定的统计规律，即贝尔不等式。
也就是说，如果贝尔不等式成立，隐变量存在，爱因斯坦是对的。如果贝尔不等式不成立，隐变量不存在，玻尔为首的哥本哈根学派是对的。
实验表明，贝尔不等式确实不成立，因此哥本哈根学派取得了胜利，这也是不确定性原理被主流科学界接受的原因。
许多实验，如我国的墨子号量子卫星，在2016年实现了相隔1200公里的两个纠缠光子分发，仍保持纠缠态，证实了量子纠缠现象的真实性。
