薛定谔猫的生与死 沈致远 乍看这个题目，以为是在开玩笑，其实这是一个严肃的科学问题。英国著名科学杂志《自然》（Nature）最近刊登了两篇文章专门讨论这个问题，其中一篇评论文章的题目就是：“薛定谔猫变胖了”[1]。 什么是薛定谔猫？这要从头说起。薛定谔（E.Schrdinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，薛定谔猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬[2]。这些年来许多物理学家绞尽脑汁，试图解开这个佯谬。直到最近经过一系列精巧的实验，这个问题才逐渐有了眉目。2000年7月，《自然》报道了最新的实验结果。 量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。果不其然！物理学家争论至今。 薛定谔猫佯谬是一个设计巧妙的理想实验：将一只猫关在箱子里，箱内还置有一小块铀、一个盛有毒气的玻璃瓶，以及一套受检测器控制的、由锤子构成的执行机构。铀是不稳定的元素，衰变时放出射线触发检测器，驱动锤子击碎玻璃瓶，释放出毒气将猫毒死。铀未衰变前，毒气未放出，猫是活的。铀原子在何时衰变是不确定的，所以它处于叠加态。薛定谔挖苦说：在箱子未打开进行观测前，按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等有人打开箱子看一眼才能决定猫的生死。这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器－锤子－毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变－未衰变叠加态”与猫的“死－活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！” 薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子才能决定猫的死活。谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的——衰变前猫是活的，衰变后猫就死了，这与是否有人打开箱子进行观察毫不相干。所以毛病出在观测的主观性上，应该朝这个方向寻根究底。 微观的观测与宏观的观测有所不同。宏观的观测对被观测对象没有什么影响。俗话说：“看一眼总行吧。”意思是对所看之物并无影响，用不着担心。微观的观测对被观测对象有影响，会引起变化。以观测电子为例，要用光照才能看见，光的最小单位光子的能量虽小但不是零，光子照到被观测的电子上，对电子的影响很大。所以，在微观世界中看一眼也会惹祸！ 量子力学认为，观测的结果使得被观测对象的状态改变了：一个确定态从原先不确定的叠加态中蹦了出来。再追究下去，观测无非是观测手段（如光子）与被观测对象（如电子）之间的一种相互作用，这种相互作用并不一定与观测者联系起来，后者可以用检测器之类的仪器代替。经过几十年的探索，物理学家终于认识到：在由叠加态到确定态的转变中，观测曾经扮演的角色应该以相互作用来代替，这样不仅更普遍而且更客观。具体到薛定谔猫佯谬，就能将人的主观因素完全排除——猫的死活不是由人开箱看猫一眼所决定的。 但是，箱中猫的“死－活叠加态”究竟是怎么一回事呢？

物理学家根据现有的实验结果，对薛定谔猫为什么不可能有“死－活叠加态”已能作出符合量子力学的解释。----------------------------------------这个解释是什么？怎么没说？

我不知道要是把这个过程录下来,会是什么样的效果,呵呵.

4楼所说的录下来 实际上已经破坏了实验条件 条件是猫的信息没有泄露！而在泄露之后即被确定了 不存在多种状态了！另一实验可见22 回复7：21楼：整个理论的不可观测性太强了。 呵呵 已经有一部分观测到了 关于哪只“谔辟定猫”的粒子版 即用一束实粒子流代替光束作双缝干涉实验 （由于光子在打到这些实粒子时会发出辉光 从而可以判断实粒子的位置） 当没有探测光子去暴露这些实粒子究竟是从左缝还是右缝穿过遮光板时 荧光屏上体现的是干涉条纹 而一旦有光子暴露了这些实粒子的确切路径 那么在荧光屏上则干涉条纹消失！ 即粒子在未被观测到之前有同时走过很多条路径 而粒子的信息一旦暴露 则只有惟一路径 注：一切干涉都是由同一个粒子在同时通过不同路径后和自身在发生作用！ 作者： 我真的没文化 2007-6-25 11:05 　 回复此发言

惭愧 老是把“辟定额”打成“谔辟定”。。。

那诗真有趣……

感谢作者，让我顿悟，不只是在这个科学问题上，还有我人生的道路。

猫的死活是由人或人的观察决定的吗?事物的存在具有客观性,怎么会由人或人的观察决定的呢?显然,这是唯心论的错误思维在做怪.另外,你如何知道粒子的存在是一种"叠加态"?你用死的观察去扑获运动极快的粒子的存在,不让观察者失望才怪呢?

路上的，为你感到悲哀。。。

“薛定谔” 好不好？？

我觉得把全人类的智慧叠加起来也未必解得了宇宙和生命以及量子力学之间的关系，..............

文章的作者是位很有思想的人，写的文章也符合科技文的特色，易懂！非常喜欢作者的在有关薛定谔猫的解释及其中渗透的作者自己的见解，非常赞！！适合写科技文！非常赞作者！！！

楼主是做物理学问的吗? 关于S猫的问题,只是Schrödinger为了说明量子状态与测量(也就是观察)确率的关系,量子状态是不可知的,被观察的同时即被打破(量子态收缩)... 楼主,自然科学是严肃的对与错不是重叠量子态,自己写来玩儿也就罢了,还把复旦大学的教授也拽出来,复旦的教授没看出毛病来?难怪国内的理论物理疲软. 作者： 121.200.162.* 2008-1-4 21:16 　 回复此发言 ============================同样的贴子到处贴..

量子物理实在是有些....................不过确实是比较好玩的

先不去观测薛定谔的猫，过几天再观测，如果猫早就死了，就会腐烂。不会有哥本哈根派的人会认为“生死叠加状态的猫”会腐烂吧？

楼上,那是理想的猫

9楼的脑袋进水泥了