它 是物理学界上古四大神兽之一，传闻他拥有分裂宇宙、超越生死的无上秘法。由时空道祖爱因斯坦和虐猫大帝薛定谔这两大物理界巨头强强联手，耗费数年光阴，倾注毕生修为孕育而出。就是要给如日中天的哥本哈根一派发起致命一击。没错，它就是出道即巅峰的薛定谔的猫。它为正道而至，为应劫而生，夺天地造化集万千因果，于微末中崛起，在破败中复苏醒，因困境而升华。

薛定谔的猫大家都不陌生，但人们对他的理解却不尽相同。有人把他比喻成查成绩，只要我不看，我就没挂科，主打的就是一个心态无敌。也有人认为薛定谔的猫体现的是一种世界观，你未看此猫时，此猫与你同归于寂。你来看此猫时，则此猫一时明白起来。还有人认为，世上哪有什么既死又活的猫，不过是分裂成了两个平行世界，其中一只是活的，另一只是死的。到底应该如何理解它呢？今天我们将通过五层理解，为大家深度解析这个物理学神兽背后暗藏的玄机。

第一层：只要我不看，就一切都没发生。

停留在这一层的大多对物理学涉猎较浅。通过网友们强大的发散思维和玩梗能力，将其推广至各个场景之中。其核心要点是：当你不看一个东西或者结果时，它就是不确定的。比如薛定谔的股票、薛定谔的成绩、薛定谔的感情等等。这种用法虽然也是很形象地反映了一种生活中的不确定性，但实际上，它非常不准确，因为它并没有真正理解薛猫的核心是那个既生又死的叠加态。

考试成绩出来了，我不去查，那只是我自己不知道而已，但这个分数已经是板上钉钉的客观事实，要么及格要么不及格，而没有第三种状态，及格和不及格的叠加态。这和薛定谔的猫存在着本质上的区别。

第二层：薛定谔的猫是想象中一种宏观下的量子叠加态。

量子力学原本是一个关于微观世界的理论，在哥本哈根解释中，一个电子在被观测前，它的自旋可以同时处于各个方向。只有我们非要通过测量获知它的自旋方向时，它才表现出某个确定的方向。这种现象是量子世界最本质的神奇之处，但爱因斯坦和薛定谔一直都是不相信这套解释的。

于是，在爱因斯坦的启发下，薛定谔提出了这样一个思想实验，作为对哥本哈根解释的反击。假设有一个盒子，盒子里面装着一只猫和一个能探测到放射性衰变的装置。这个装置里有一个随时可能发生衰变的原子。如果这个原子衰变了，探测装置就会触发一个机关，比如一个锤子会落下来，打碎一个装有毒气体的瓶子，猫就会被毒死。而只要那个原子没衰变，猫就还会继续活着。这个实验将原子衰变这个量子事件和猫的生死巧妙地关联在了一起，把微观的量子效应放大到了宏观尺度。

所以薛定谔说：如果你认为量子力学是对的，那你就必须接受这个既死又活的猫。但现实世界中，根本没人见过这样的猫。所以当时，连哥本哈根的带头老大波尔对此也无言以对，只能勉强地解释说：你这个思想实验不对，你的探测装置都是宏观的，而衰变的原子是微观的。宏观的探测会影响微观，所以你这个思想实验有问题。这个解释乍一听有点道理，但宏观具体是怎么影响微观的，波尔自己也不知道。但我们大概可以看出，无论是爱因斯坦、薛定谔还是波尔，都不相信宏观世界中存在量子叠加态。

第三层，我们的观测会让猫的波函数发生坍缩。

观测会让波函数坍缩。这在数学上表示起来其实非常简单，比如，在打开箱子之前，猫的状态可以写成两个状态相加，其中根号1/2这个系数是为了确保粒子坍缩到其中每个状态的概率都是1/2。因为概率是波函数绝对值的平方。当然我们称之为波函数只是一个历史习惯，严格讲应该叫态函数，因为它描写的是猫的量子叠加态。当我们打开箱子看到猫时，它的状态就瞬间变成了要么死要么活，但具体变成哪个完全是随机的。这就是波函数的坍缩。

但是在底层物理机制上，观测的动作具体是怎么让波函数坍缩的呢？理论上，由于坍缩是纯随机的，而数学里并不存在真正的随机，单纯用数学方程是无法描述坍缩的具体过程的。所以，波函数的坍缩也许需要一个数学之外的机制来触发。于是冯·诺伊曼大胆猜测，是因为意识。他认为人的意识是唯一有可能不受数学方程限制的东西。

冯·诺伊曼是何许人也？你可能只听说过他是计算机之父，但除此之外，他还是数学家、物理学家以及化学家。是美国国家科学院院士，也是普林斯顿高等研究院教授，并且还写了一本《量子力学的数学基础》。为哥本哈根诠释、矩阵力学和波动力学的建立都起到了巨大作用，是一个不折不扣的全能型超级通才。

量子力学与意识的关系是一个引发了无数争论的大题目。既然说到了意识，那就不得不再提一个关于意识和波函数坍缩的思想实验，这就引出了接下来的第四层理解。

第四层，你我眼中的猫并不一样。

尤金·维格纳，1963年诺贝尔物理学奖得主，他在1961年提出了一个著名的悖论，叫做“维格纳的朋友”。原悖论中使用的是一个处于水平偏振和垂直偏振叠加态的光子。这里为了便于理解，我们将这个光子替换成薛定谔的猫。大概意思是，维格纳的朋友带上防毒面具，跟猫一起待在盒子里。在他看来猫的状态是确定的，因为猫的波函数在他看到猫的一瞬间就坍缩了。

但在盒子外的维格纳看来，我并不知道我朋友的观测结果。根据量子力学，我就必须假设猫的波函数没有坍缩。不过考虑到我朋友也在盒子里，那就应该把朋友也算做这个量子系统的一部分。所以波函数应该写成下面这个样子。

所以问题来了，在维格纳的朋友看来，猫现在已经是个确定的状态。而在维格纳看来，猫的状态连同他朋友的观测结果都还是存在不同可能性的，还可以坍缩成不同的结果。

在上帝视角看，假如现在维格纳的朋友已经看到了猫是死的，此时如果维格纳也打开箱子看，这个大的波函数依然有一定的可能性会坍缩成猫是活的，并且连同他朋友的观测结果也变成了猫是活的。那么这意味着维格纳的世界线在这里就分了岔，进入到了和分叉前的维格纳不一样的平行世界。

2019年，英国赫瑞瓦特大学的几个物理学家用光子代替维格纳和维格纳的朋友以及薛定谔的猫，真的做成了这个实验。实验设计非常复杂，该实验证实了维格纳和他的朋友确实观测到了不一样的现实。这也就是说，你所身处的世界和我所身处的世界严格来说是不一样的。那为什么我们实际上看到的现实都是一样的呢？因为日常生活的宏观世界中，没有谁真的见过量子叠加态。但是宏观世界真的不存在量子叠加态吗？既生又死的猫真的不能存在吗？

第五层，既生又死的猫真的可以存在。

薛定谔的真正问题是，如果猫可以处于叠加态，那为什么我们在日常生活中从没见过宏观物体的叠加态呢？薛定谔那一代人没想明白这个问题，但是新一代物理学家已经有了非常合理的答案。我们有了一个新的概念，叫做退相干。最简单的波函数就是单个粒子的情况，它等于该粒子各种状态之和。复杂一点的波函数就涉及到多个粒子，其中每一个状态都是系统中所有粒子各自的状态和环境状态相乘，然后整个的波函数是所有可能状态的叠加。

理想情况下，一个孤立系统没有任何扰动，而且这个系统的每一个可能状态都还保持不变，准确说就是相位不变。那么我们就认为这个系统是处于相干态。相干的意思就是这些状态之间仍然可以发生干涉。

然而，世界上并没有绝对孤立的环境，粒子们总要和外界接触。所以那个大波函数的各个分量实际上会随着时间发生变化。这就导致干涉不再能稳定呈现。稍微来点干扰，原本有个干净的相位差，能发生漂亮干涉的几个粒子就变得杂乱无章。这就叫做退相干。这好比同班同学，在一起上学、读书时，各方面的性质都是同步的，大家似乎总有讨论不完的共同话题。某些同学之间甚至还能发生亲密纠缠，这就是相干。但一旦毕业，面对社会环境的不断影响，每个人会发生一些不一样的变化，有些话就说不到一起去了，彼此之间慢慢就变得不再有关联。这就是退相干。粒子之间只有保持相干性，科学家们才可能利用它们表达出一些稳定的信息。

一旦退相干，波函数变得杂乱无章，就好像从进退有度的士兵变成了吵吵闹闹的老百姓，就会失去价值。所以这也是量子计算中最关心的问题。和瞬间的坍缩不一样，退相干是个可观测的过程。2000年，美国国家标准技术研究所的物理学家已经在实验室里观察到了几个粒子逐渐退相干的全过程。而且他们证实了，参与的粒子数目越多，退相干的速度就越快。再想想薛定谔的猫，猫不是一个孤立的东西，它随时都要呼吸，要与外界环境互动。猫加上外界的环境，再加上探测的设备，这得有多少粒子。所以猫的退相干速度可以说是瞬间发生的事。因此，在日常生活中，谁也无法捕捉到猫的叠加态。那有没有什么办法延缓粒子们退相干的速度呢？

当然是有的。导致退相干的主要原因就是外界的扰动，所以我们只需要屏蔽外界的干扰即可。如果有空气扰动，那就抽成真空；如果有热运动的干扰，那就给它冷冻起来。现在，我们再回到最初的那个问题：猫到底有没有叠加态？最新的回答是有的，只不过猫的退相干发生得太快了，我们无法探测到。如果有一种猫能在接近绝对零度的真空中存活，那你紧接着将会看到一系列非常有趣的实验，比如猫的干涉。