在自然界，像鈾那樣的大原子核，很不穩定，會衰變成另一個較小的原子核，並放射出α、β、r粒子或中微子。
原子核的衰變具有不確定性。在一定單位時間內，只能計算原子核發生衰變的振幅，預言單位時間內發生衰變的概率。例如，在一大塊鈾礦中，存在著大量的鈾原子核發生衰變，我們就會觀測到一個穩定的射線強度；但是，如果只有幾個鈾原子核，就不能確切地知道什麼時候會發生一次鈾原子核衰變了。
原子核裂變示意圖
一個可能發生衰變的原子核，它可以處於未衰變和已衰變兩種狀態的疊加態。隨著時間延長，或者說經過足夠長的時間，它必然會發生衰變，量子疊加態隨之消失。
談到不確定性和量子疊加態，薛丁格同愛因斯坦一樣持反對態度。科學的目的，就是要發現事物的運行規律，準確地把握事物的發展趨勢。量子力學卻搞出了一個「不確定性原理」，意味著科學家像牌桌上的賭徒，只能依靠擲骰子猜數字混日子了。受到原子核衰變的啟發，薛丁格設計了一套假想實驗來嘲笑哥本哈根解釋。
這個假想實驗設計如下:
在一個箱子裡，放入少許放射性元素，一個蓋格計數器，一臺接收計數器信號的機器，一個裝滿毒氣的玻璃瓶，一把錘子，一隻可愛的貓咪。箱子關上後，處於密閉狀態。如果放射性元素發生衰變，蓋格計數器就會發出一個電信號，信號接收機接收到信號就會觸發連結錘子的機關，錘子便下落砸碎毒氣瓶子，隨即毒死那只可愛的貓咪。
如果不打開箱子，我們就不能觀察到放射性元素的具體狀態，自然也就不知道貓咪的生死情況了。
非觀測狀態的放射性元素，處於未衰變和已衰變的疊加態；那只可憐的貓咪，隨之也處於既生又死的疊加態。
薛丁格的「貓實驗」，本意是想用貓不可能處於「既死又活」的狀態來否定哥本哈根解釋。誰知道這只可憐的貓咪，卻成了量子力學的絕佳形象代言人。薛丁格的貓，成了物理學的四大神獸之一，赫赫有名，威震八方。
這個假想實驗，在邏輯上沒有什麼破綻，幾乎無法反駁。
說一個微觀粒子的狀態處於疊加態，雖然不好理解，但基本可以接受。可是，一隻貓咪，作為宏觀物體，它竟然可以處於既死又活的疊加態，就難以接受了。
有人提出，在箱子裡面安裝一個攝像頭，記錄箱子裡面放射性元素衰變對貓咪的影響。問題是攝像機一旦開啟，觀測事件就會導致原子核的波函數坍縮。
至於觀測如何導致原子核的波函數坍縮，哥本哈根學派沒有解釋清楚，直到現在也沒有人能夠解釋清楚。波函數坍縮涉及太深的哲學問題，理解起來非常困難。
下面我談一點個人的理解，希望對大家有所啟發。
量子力學定義的觀測，是指一個量子系統作用於另外一個量子系統。即使說，觀測者可以是人，也可以不是人。放射性元素的原子核，在非觀測狀態下，處於未衰變與已衰變的疊加態；一旦發生觀測事件，疊加態就會坍縮為已衰變或未衰變的確定狀態。在箱子裡面，貓咪可以作為觀測者，空氣分子可以作為觀測者，計數器、玻璃瓶等也可以作為觀察者，甚至箱子材料釋放的電磁波也可以作為觀察者。
人的觀測，需要操作儀器，儀器又通過操作光子、電子或者其它微觀粒子，作用於想要觀測的量子系統。其間並不涉及到意識活動。人的意識無法直接作用於微觀粒子。意識作為一種抽象的東西，如果可以直接作用於微觀粒子，必然會破壞能量守恆定律。這個問題我在《麥克斯韋妖》裡面詳細論述過，感興趣的朋友可以看一下。
其實，在計數器發出電信號的那一瞬間，放射性元素的波函數就已經坍縮了。這時候，接收信號的機器觸發連結錘子的機關，砸碎毒氣瓶，貓咪必死無疑。貓死不能復生，它已處於死亡的確定狀態。
這裡穿插一個笑話：
有一個貪財鬼，被一個富翁揍了一頓，賠得了一些錢。貪財鬼想要更多的錢，要求富翁再揍他一頓。富翁說:我把你打死，然後將我所有的錢財都給你，如何？貪財鬼想了一下回道:那你將我打個半死吧！我只想要你一半的財產。富翁冷笑道:想得倒美，半死也是一個活人，別跟我玩文字遊戲！
貓作為一個宏觀物體，它的生死狀態無法同時共存，要麼死，要麼生，沒有中間狀態。千萬不要像那位貪財鬼，跟我談什么半死不活的貓，半死不活也是活，不是死與活的疊加態。
在科學和哲學的交匯處，量子力學還不夠完善，但並不妨礙它在原子物理、材料科學、半導體等領域取得的巨大成就。你能夠通過手機閱讀到這篇文章，也是量子科技的功勞。