薛定谔的猫，物理学界“四大神兽”之一，是由物理学家薛定谔在1935年提出的思想实验，该实验把微观世界的量子效应扩展到了宏观世界，试图通过宏观世界的表现描述微观世界的不可理喻性。

该思想实验并不复杂。一个密封的箱子，里面有一个放射性原子，衰变概率为50%，还有一个开关，一把锤子和一个瓶子，瓶子里装满了毒气，还有一只猫。如果放射性原子衰变了，开关就会打开，锤子落下砸碎瓶子，瓶子释放毒气，把猫毒死。如果放射性原子没有衰变，猫就不会被毒死。

也就是说，猫到底是死的还是活的，取决于放射性原子是否衰变。

按照我们宏观世界的理解，猫最终的状态只能有一种，要么活要么死，同时我们只有通过观测才能知道猫最终的状态。

但是按照量子力学的不确定性和叠加态来理解，在没有观测之前，盒子这个封闭系统一直处于不确定性的波态，放射性原子一直处于衰变和不衰变的“叠加态”，于是猫就处于“生和死”的叠加态。

而当人们想看看一只“既死又活”的猫到底是什么样的时候，就需要观测，但在观测的一瞬间，猫就会从“生和死”的叠加态坍缩为“要么生，要么死”的唯一确定状态，这个过程就是“波函数坍缩”。

薛定谔当初提出该思想实验的目的其实很简单，并不是想证明什么，而是为了表达对哥本哈根学派的不满，讽刺该学派关于不确定性和叠加态的解读，要知道当时的薛定谔和爱因斯坦一样，都是经典物理学的坚定拥护者，认为世界是可认知的，是确定的，可描述的。

不过，让薛定谔没有想到的是，薛定谔的猫这个思想实验在一定程度上推动了量子力学的发展，把微观世界和宏观世界联系起来，让人们对量子力学有了更深层的认识和解读，这样的结果只能说是“无心插柳”！

那么，该如何解释薛定谔的猫呢，一只“既死又活”的猫是怎么回事呢？

这里有必要了解一下量子力学中一个非常重要的概念：叠加态。

量子力学有一个核心思想，不确定性，简单讲就是在没有观测之前，微观粒子的位置和速度信息是不确定的。说白了，微观粒子可能在这里，也可能在那里，还可能同时在两个不同的地方，这就是所谓的“叠加态”。

叠加态的核心其实还是不确定性，同时叠加态包括很多情况，比如说上面的位置叠加，还有微观粒子的自旋方向叠加，同时处于“朝上和朝下”的方向，刚才所讲的放射性原子“衰变与不衰变”的叠加态。

叠加态在我们看来是无法理解的。就好比掷硬币的游戏，当我们把硬币抛向空中，并不知道在某一时空硬币到底是正面还是反面。但硬币的状态其实已经确定了，只是我们不知道而已。

但是如果这枚硬币在量子世界，就完全不同了，在我们观测之前，永远无法知道硬币的状态，因为硬币一直处于“正面和反面”的叠加态，意味着在任何一个瞬间，硬币都处于“既是正面又是反面”的叠加态。

而想要知道硬币到底是正面还是反面，或者说放射性原子到底衰变了没有，只有通过观测。而在我们观测的一瞬间，放射性原子就会从“叠加态”坍缩为的“要么衰变，要么不衰变”的唯一确定状态。

也就是说，无论如何我们都不可能看到“叠加态”到底是一种什么状态，只能根据实验结果去倒推。原因很简单，这纯粹就是一个逻辑问题：要想知道就必须观测，但只要已观测，叠加态就坍缩了不存在了。但不观测就更不知道叠加态到底是一个什么状态了。

有人可能会说，实在不行把密封的箱子换成透明的不就行了，这样就不需要打开箱子也能悄悄地观察猫的状态。

但是，我要强调的是，所谓的“观测”并不只是指人类的观测，也不是指“用眼睛看”，任何形式的观测行为都会导致波函数坍缩。

波函数是哥本哈根诠释中一个很重要的概念，通俗理解就是量子世界里微观粒子的状态只能用波函数去描述，说白了微观粒子本质上就是波，而不是粒子。量子力学中实际上从来都没有粒子的概念。

任何测量行为都会导致波函数坍缩，至于为什么会坍缩，我们并不知道。因为波函数坍缩只是一个假设，根据实验结果做出的假设，就相当于公理。

那么，该如何解释薛定谔猫这个思想实验中那只“既死又活”的猫呢？

有好几种观点，比如说多世界解释，退相干诠释等。多世界诠释，也就是所谓的平行宇宙理论，认为在我们观测的一瞬间，宇宙就发生了分裂，分裂出了其他宇宙。如果在我们的宇宙里看到的猫是活的，意味着在平行宇宙里的猫是死的。

多世界诠释太具颠覆性了，很难被我们接受，最关键的是很难通过科学验证。

而退相干诠释更容易被我们接受。何为“退相干”？退相干指的是一个量子系统状态间相互干涉的性质，会随着时间逐渐丧失，最终变为经典行为，导致量子叠加态转变为确定的状态。

这个过程通常是由于量子系统与其环境相互作用，因为任何系统都不是孤立存在的。拿薛定谔的猫这个思想实验来讲，封闭的箱子是一个系统，但其实根本不用我们观测，放射性元素早就因为退相干而失去了叠加态，因为这个箱子系统里有很多物体，这些物体都会与放射性元素发生作用，甚至那只猫本身也会对放射性元素有观测行为，导致波函数发生坍缩。

这就是量子力学和薛定谔的猫带给人们的震撼。一百多年过去了，其实至今人们也不明白量子世界的底层逻辑到底是什么，只知道那些诡异现象的确存在，同时根据实验过程和结果做出了很多自洽的假设来解释，比如说波函数坍缩，叠加态，波粒二象性等。

完。