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1.2 薛定谔的猫：生死之间的叠加态

1.2.1 猫是死是活？观测如何揭晓答案

奥地利物理学家埃尔温·薛定谔，量子力学的奠基人之一，面对量子世界那些令人匪夷所思的现象，也曾感到深深的困惑。为了揭示量子叠加态在宏观尺度下可能引发的荒谬，他构想出了一个著名的思想实验——“薛定谔的猫”。

那是一个完全封闭、与外界隔绝的箱子。箱子里，除了有一只活生生的猫，还有一个精巧的装置：一个放射性原子核，一个盖革计数器，以及一个与计数器相连的、装有剧毒氰化物的锤击装置。这个放射性原子核在接下来的一小时内发生衰变的几率，我们假设是50%。如果原子核衰变了，盖革计数器就会被触发，进而驱动锤子砸碎毒药瓶，猫就会被毒死。如果原子核没有衰变，猫就安然无恙。

现在，问题来了：在这一小时结束，而你尚未打开箱子进行观测之前，这只猫，究竟是死是活？

按照我们经验，答案似乎很简单：猫要么是死的，要么是活的，只不过我们不知道是哪一种罢了。但量子力学，却给出了一个令人毛骨悚然的答案：由于原子核在被观测前处于“衰变且未衰变”的叠加态，因此，与它命运捆绑在一起的猫，会处于“既死又活”的叠加态！它不是“50%的概率死，50%的概率活”，而是同时拥有这两种相互排斥的可能性，像一枚悬在空中、不断旋转的硬币，正反两面同时存在于我们的认知之外。

一只猫怎么可能同时既是死的又是活的呢？这与我们“眼见为实”的经验世界格格不入。

然而，根据量子力学的哥本哈根诠释，正是我们打开箱子，进行观测这个行为，才迫使猫的波函数从生死的叠加态中瞬间坍缩，变成一个确定的状态——你要么看到一只活着的猫，要么看到一只不幸的猫。你好奇想一探究竟，或者说任何形式的与宏观世界的相互作用，竟然成为了决定猫生死的关键一环。“好奇害死猫”，在量子的世界里，这句俗语似乎有了全新的、更为深刻的物理学内涵。

薛定谔的猫，像一把锋利的手术刀，剖开了经典物理学所描绘的确定性世界与量子力学所揭示的概率性世界之间的巨大裂痕。它并非真的要探讨猫的生死，而是用一种极端的方式，将微观量子的诡异特性放大到宏观层面，从而引发我们对“实在”、“观测”以及“现实本身”的深刻反思。它告诉我们，在概率主宰的世界里，现实可能远比我们想象的更离奇，而我们的“看”与“不看”，竟然拥有着改写命运的神秘力量。