薛丁格的貓是物理學的四大神獸之一,並非是指某種動物,而是一種思維實驗。接下來講一下這個實驗的背景故事。
二十世紀物理學的兩大支柱相對論和量子力學,大家對相對論比較了解,或者是即使不懂什麼意思但是會經常聽說。而對於量子力學就知之甚少了,但是大家一定都聽說個薛丁格的貓這隻神獸,並把它當作是量子力學的代名詞。但實際上卻並非如此,薛丁格的貓只是在諷刺量子力學中的量子不確定性。
1935年奧地利物理學家薛丁格提出了薛丁格的貓的思維實驗,實驗過程如下:一個封閉的盒子中裝著一隻貓,從外面看不到盒子內部的情況。盒子中設置一個實驗裝置,放有少量的放射性物質,這種物質衰變釋放出毒素的概率是百分之五十。這意味著在一段時間內這隻貓有百分之五十的機率被毒死,百分之五十的機會安全存活。
但是我們在沒有打開盒子前並不知道貓的狀態,因此貓只能是既死又活的疊加態。薛丁格用這種宏觀動物的既死又活疊加態,來諷刺微觀量子的既A又B疊加態。愛因斯坦在三十六歲提出廣義相對論後,有一段時間一直在和量子力學的哥本哈根派吵架。尤其是以波爾為代表的一眾哥本哈根派科學家。因為他們對量子力學的詮釋觸碰了愛因斯坦的禁區,那就是定域性。
但是最終的結果我們都知道愛因斯坦當時反對的量子不確定性、量子糾纏等目前都被確認是正確存在的。當時提出的薛丁格的貓思維實驗原本是用來諷刺量子力學,現在反而是量子力學的代名詞。