薛定谔的猫好扯淡（不可言说还是妙不可言）

（来源：263财富网）

请原谅小编这次，小小的标题党了一把。其实，这个“不可言说”也许是说不清楚吧。写到最后，小编愈发稀里糊涂，有不准确的地方，希望大家多多批评指正。

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还是，那只猫的故事

设想在一个封闭的匣子里，有一只活猫及一瓶毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。衰变发生，药瓶被打破，猫就会被毒死。

按照常识，猫可能死了也可能还活着，更确切的说，猫是处于一种或死或活两种本征态的叠加态。只不过毒药衰变的几率是随机的，科学家无法计算出它什么时候衰变。

所以，只有打开匣子，我们才知道猫到底是死了还是活着。但是打开匣子观测这个行为意味着实验结果是：猫或死或活的叠加态坍缩，到了或者死、或者活的一方，也就是其中一种本征态。

（来源：羊城晚报）

上面内容介绍的是“薛定谔的猫”的内容。这个本来是奥地利物理学家薛定谔于1935年提出来嘲笑关于量子研究的思想实验，却阴差阳错地把微观领域的量子行为扩展到宏观世界推演，巧妙地从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题。

“薛定谔的猫”只存在于科学家的大脑之中，有没有被实验验证了呢？

事实上，在1996年5月，美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）的Monroe等人用单个铍离子做成了“薛定谔的猫”并拍下了快照，发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态，而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态，而这两个状态相距80nm之遥！

80nm——这在原子尺度上是一个巨大的距离了。打个比方，在量子领域内，这个铍离子就像一位通灵大师，他分身有术，能在巴黎埃尔菲铁塔上看星星，同时在喜马拉雅之巅感受风之凛冽；能在墨西哥餐厅吃牛排，同时在中国江南小镇游山玩水！

（来源：图虫网）

除去“薛定谔的猫”，量子理论领域还有另外一个重要的实验。并且和前者既有几分相似，却又有不少区别，这个实验就是——双缝干涉实验。所以，这两个实验到底有什么不同？又有什么内在的关系呢？

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此刻，开始光的故事

在我们的高中课本上学到过，双缝干涉实验的大概现象是：一束光在通过间距很小的两个缝隙时候，投射在平面，会因为光的波动性导致投射出来的影像成明暗交替状。

（来源：简书）

双缝干涉条纹产生的原因是：光的波动性。两缝透出的光波相互干涉（波峰波谷相互重叠或消减），导致投射在平面的光斑出现干涉条纹。

（来源：我为祖国献石油的博客）

以上的传统实验，发射出的光束包含了大量光子。所以可以认为是不同的光子之间发生了干涉。但实验人员对实验条件做出了一个小小的改变：每次只发射出一个光子，光子每次只会从其中一个缝内通过。猜想一下：是否还会产生干涉条纹呢？

没猜错的话，你会觉得在投影面只会形成两个均匀的光斑，而且因为每次只有一个光子通过，该光子无法与其他光子发生干涉，所以不可能会产生干涉条纹。

但是，实际的实验结果十分出乎意料——投影板上依旧产生了干涉条纹！也就是说：每个光子似乎同时通过了两个缝隙，自己与自己产生了干涉！

(来源：简书）

更为奇怪的事情在后面：如果用仪器测量光子到底通过了哪个狭缝，干涉条纹就会就会消失。引用一位网友的话说：此时，光子似乎能够知道自己被测量，一旦被测量则它只会从一个缝中通过，没有干涉发生，也就没有了明暗交替的光斑。

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剪不断，理还乱

再回顾“薛定谔的猫”的实验，对比可以看出：如果没有打开盒子（没有测量），则猫处于一种既死又活的叠加态（光子同时经过双缝，与自身产生干涉）。一旦打开盒子进项观察（进行测量），则猫既死又活的叠加态就会塌缩到要么死、要么活的本征态（光子只会经过一个缝，干涉条纹消失）。

两个实验，一个存在于思想之中，一个是实际实践所得，但是却有着不可言说的关系。也许到目前为止，量子的世界仍旧神秘莫测，无论是哥本哈根解释，还是平行世界理论，都没有被完全证实。

在这里，笔者相信：这份神秘，终将不会被永远保持下去的。。。

（来源：罗福林999的博客）

参考文献：

[1]百度百科：薛定谔的猫[EB/OL].https://baike.baidu.com/item/薛定谔的猫/554903?fr=aladdin.

[2]13号大王. 杨氏双缝干涉实验与薛定谔的猫[EB/OL].https://www.zhihu.com/question/290859720/answer/472724572.2016-11-22.

[3]百度百科:双缝实验[EB/OL].https://baike.baidu.com/item/双缝实验/5648320?fr=aladdin.

[4]保护伞突然有一天.双缝干涉实验的量子世界，这个世界我们已经无法理解！[EB/OL].https://baijiahao.baidu.com/s?id=162153625603877752-7&wfr=spider&for=pc.2019-01-02.

来源：中科院半导体所

编辑：Quanta Yuan