不死不活的「薛定諤貓」——11月30日科學史上的今天

1935年11月30日，奧地利物理學家歐文·薛定諤發表了一篇論文，在其中，他提出了一個叫做「薛定諤貓」的假想實驗。這隻「貓」在物理學發展史中，佔有重要的地位，也在量子力學兩大學派的爭端中，成為精彩的一筆。直到80多年後的今天，仍然有人在討論貓實驗的「真偽」，且遠遠地超出了「貓」的話題，由此勾起了關於物理世界「真實性」的哲學大討論。

「薛定諤貓」是眾多假想實驗中最為奇特、也最為狡黠的一個。

創立了量子力學的波動理論之後，薛定諤原本以為量子力學應該有更迅速的發展。然而，出現了另一個樣式迥然不同的量子理論，這就是矩陣力學。此後幾年，量子力學正朝著與他預期完全相反的道路上「滑行」下去。最令他反感的是德國物理學家馬克斯·玻恩對他所創立的波動方程提出的解釋。按照玻恩的說法，在任何一個瞬間，一個碳14原子處於衰變與不衰變的兩個狀態的「疊加態」之中。現在把它放在盒子里，除非你打開盒子去看它，才能一次性地確定，是衰變了，還是沒有衰變。這一次性的確定就是玻恩的疊加態「坍縮」。

為了揶揄這一說法，薛定諤提出了一個「貓實驗」。薛定諤說，既然放射性原子處於疊加態，可能衰變，也可能沒有衰變，那麼這隻貓就處在「不死不活」的「疊加態」里，即它可能死了、可能活著、可能不死不活，只要人不打開盒子，這隻貓就將永遠處於「不死不活」之中。

「狀態的疊加」與「坍縮」本是針對微觀粒子而言的，薛定諤的狡黠就在於他把微觀現象——一個放射性原子的衰變，與宏觀現象——貓的死活「嫁接」到了一起，確實使人感到妙趣橫生。

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書名：科學歷2018——科學史上的今天

作者：科學π工作室 編著

出 版 社：清華大學出版社

定價：￥99.00

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