薛丁格貓究竟死了沒有?

導讀：如果你對薛丁格貓很熟悉，請直接跳到第二節。

今天是物理界大神薛丁格的生日，他老人家1887年8月12日生於奧地利首都維也納。蹭大神的生日，扯篇文章紀念一下。

一、薛丁格貓

薛丁格方程是偏微分方程，要掰扯偏微分方程，就要有足夠的門檻，不是什麼人都能扯上兩句的(估計扯了也沒人聽)，但是「薛丁格貓」似乎不需要什麼高深的數學手段，什麼人都能扯上一通，所以在網上和自媒體上時不時的跳來跳去。據說圍繞它爭論直到現在也沒有確切的說法。

我們首先來看看，薛丁格的貓究竟是什麼樣的貓。

說是薛大神(腦補式)把一隻貓關在一個封閉的鐵容器裡面，並放入少量的放射性物質。這些物質在一小時內有50%的概率發生衰變，還有50%的概率不發生衰變。如果物質發生了衰變，旁邊的探測器會探測到，這樣會通過一個裝置啟動一個錘子。錘子會打碎一個裝有有毒物質的瓶子。瓶子裡的有毒物質擴散到容器裡，就會把貓毒死。如果物質沒有衰變，那麼有毒物質不會擴散，貓就活得好好的。

因為量子系統處於疊加態，故而在人們沒有打開盒子看的時候，這些放射性物質處於衰變和沒有衰變的疊加(混合)態之中，這就使得這隻貓處於一種既活又死的疊加(混合)態之中。只有打開盒子進行觀測，在這一瞬間混合態會瞬間坍塌成本徵態，這隻貓就從一個既死又活的狀態立刻變為活的或者死的貓。

究竟是死還是活，有人提議在盒子上安裝一個玻璃來看這隻貓。然而根據量子力學主義的「信仰」：任何的觀測行為都會影響實驗。我們通過玻璃看到貓的狀態，是照進了盒子再反射出來，這些光子就影響了原來的量子系統。這就不是「純潔」的原始量子態。

也就是「純潔」的原始量子態中，薛丁格貓是死是活「客觀」不確定的。這與宏觀的認知有衝突，因為在宏觀系統下，普通貓在盒子中是死是活，與你是否去看它沒有關係。你的觀察行為不會影響貓死活的宏觀客觀狀態。

順著薛丁格貓，一些玄而又玄的愛好者造出了N多噱頭，比如休·艾弗雷特提出了著名的「多世界詮釋」。他扯到：在進行薛丁格的貓的實驗時，箱子裡原本就有兩個世界。這兩個世界在箱子外的情況完全相同，只是一個世界裡箱子裡有個死貓，而另一個世界裡箱子裡有一隻活貓，只不過這兩個世界是糾纏在一起的。當我們打開箱子進行觀測時，這兩個世界就會發生分離，從此之後各自變為一個新的世界，而且彼此毫無影響。

二、胡說八道

KFC沒有系統學習過量子力學和理論物理，但是自媒體主流本就是大家湊個熱鬧，吸引個眼球，弄點流量，點個廣告什麼的，所以下面也就胡言亂語閒扯一通(歡迎請你以娛樂而不是學究的心態來批判)。

2.1 關於態

薛丁格貓的關鍵概念是「態」，以及不同「態」之間的不連續性。即這裡的「死態」和「活態」，沒有從「活態」向「死態」的「過渡態」。

微觀世界沒有過渡態呢！？

對於微觀世界，我們無法「裸眼」測量，基本都是「間接」測量。從間接測量獲得的測量值經由數學模型去推斷實際的過程。如果這種推斷具有很強解釋力，而且找不到反例，我們就會把相應的數學模型接受為「真理」。總之，微觀系統的各種態，並不是裸眼觀察到的，而是要經數學反演出來的。

薛丁格方程是量子力學的圖騰，它是線性偏微分方程。這類方程的解，可以表示為多個(或無窮多個)簡單解乘上一個權係數的和。這裡的簡單解不是隨便湊的，而是要從上述偏微分方程定出來的「固有」特徵，就是經常說的「本」徵(本身特徵)。

如果上述的偏微分方程果真能夠反映客觀物理現象，則這些本徵的簡單解也就對應可實現的物理狀態，也就是本徵態，即薛丁格貓的「死態」或「活態」。

對於宏觀機械振動，固有特徵態或本徵態可以裸眼觀察到，但對於微觀量子力學的本徵態需要將間接測量結果的數據進行反演。宏觀機械振動的兩個本徵態可以混合在一起，被裸眼觀察到。微觀世界的「死貓」和「活貓」的兩個本徵態在「純潔」量子態說是可以混合的，但是一旦人去觀察了(外來幹涉)就選擇了其中一個態。KFC再次強調這是推斷，並不是裸眼觀察到的結果。

2.2 關於方程

我們再來看方程。對於線性方程或弱非線性方程，解可以表示為「態」的疊加。對於非線性方程，則沒有「本徵態」的概念。目前，刻畫量子世界的方程是薛丁格方程或薛丁格-狄拉克方程。注意薛丁格方程是「湊」出來了的（不像機械振動的波動方程是由牛頓第二定律導出來的）。

既然是湊出來的，薛丁格方程對不對，也不是不可以討論的。如果薛丁格方程需要縫縫補補，甚至補成非線性，那麼「態」的概念是否還有物理意義，都是可以討論的。

即便是線性微分方程正確（從而有「態」的概念），目前對本徵態喋喋不休，是不是科學家還沒有投入足夠的精力去念叨混合態呢？。如果實驗條件合適，或者線性微分方程是非齊次的，那麼所表徵物理現象，恐怕也會是純態那樣簡單了。

2.3 關於時間和因果

目前的「態」與時間無關，「態」之間的選擇也與時間無關。玻璃窗口外的光線照射、與貓態的相互作用，之後反射都是瞬間完成的。實際的物理過程一定是有時間，但目前的量子力學研究更側重對物理對象的唯像刻畫，而演變動力過程則不大怎麼受到重視(KFC的胡亂猜測)。

對於準靜態過程，可以暫時忽略時間演變因素，但真實物理物理過程是否真的如此呢？目前顯學「量子糾纏」是否考慮了真實物理過程的時間因素呢？

另外宏觀世界測量儀器也會對被測對象有幹擾，但是人類的聰明在於能通過其他知識或模型把這種幹擾校正掉，從而得到更趨近實際的測量結果。為什麼到了量子系統，人類這種聰明就不好使了呢？

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