深入解析：薛定谔的猫这一著名思想实验。
以艺术形式呈现的薛定谔的猫。（图像：©快门）
薛定谔的猫，这一量子力学中广为人知且常被误解的概念，通过其深刻的探讨，为科学家们揭示了物质世界的奇异特性。这一思想实验不仅挑战了我们对现实的认知，也激发了科学研究的深入。
依据《量子》杂志的相关报道，奥地利物理学家埃尔文·施罗德（Erwin Schrodinger）作为量子力学的奠基人之一，于1935年提出了这一思想实验，作为对爱因斯坦早期质疑的回应。
在探索亚原子领域的奥秘时，爱因斯坦与施罗德的同行们已经意识到量子实体展现出非同寻常的行为。丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）提出了一种观点，即像电子这样的粒子在未被测量前并不具备确定的属性。在这些粒子被观测之前，它们存在于所谓的叠加态中，例如，存在50%的概率呈现上旋状态，以及50%的概率呈现下旋状态。
爱因斯坦对这种模糊不清的解释持反对态度。他质疑宇宙如何知晓是否有人在测量某个物体。施罗德通过他著名的猫思想实验，进一步强调了这种怪异现象。他在1935年的一篇论文中写道，设想一个装置，其中包含一个装有密封氰化物的小瓶，小瓶上方悬挂一个锤子，锤子连接到盖革计数器，用于探测一小块轻度放射性的铀。小瓶中还有一只猫（请注意，这只是一个从未实际进行的实验）。这个装置被密封起来，实验进行一段时间，可能是一小时。在这一小时内，铀的粒子遵循量子力学定律，有一定几率释放辐射，被盖革计数器捕捉，进而触发锤子落下并打破小瓶，导致猫因氰化物中毒而死亡。
根据玻尔等人的观点，在打开盒子“观测”猫的状态之前，猫将保持在生与死的叠加状态。爱因斯坦和施罗德等人拒绝这种可能性，因为这与我们通常的经验不符——猫要么活着，要么死了，而不可能同时处于两种状态。
科学记者亚当·贝克尔（Adam Becker）在他的著作《什么是真实的》中写道：“量子物理学缺乏一个关键的要素，即它未能解释量子世界与宏观世界是如何相互关联的（基础书籍，2018年）。” “量子物理学所控制的无数原子是如何构成我们所感知的世界？”
薛定谔的猫揭示了玻尔对现实解释的怪异之处：在量子领域与日常领域之间缺乏明确的界限。尽管许多人认为它证明了粒子在未被测量前缺乏明确的性质，但施罗德提出这一实验的初衷恰恰相反，他旨在证明这种想法是多么荒谬。然而，在接下来的几十年里，物理学家们主要关注其他问题，而忽略了这一思想实验。
但从20世纪70年代开始，科学家们证明了量子粒子可以在相对的状态下产生——即一个粒子表现出上旋，另一个粒子则表现为下旋，这种现象被称为量子纠缠。这项研究为新兴的量子计算领域提供了支持，该领域有望实现远超当前技术的计算速度。
2010年，物理学家们成功创造了一个现实版的薛定谔的猫，尽管不涉及任何实际的谋杀行为。加州大学圣巴巴拉分校的科学家们制造了一个谐振器，本质上是一个极小的音叉，相当于电脑屏幕上的一个像素。他们将其置于既振荡又不振荡的叠加状态，表明相对较大的物体也可以占据奇特的量子态。
这一实验将多达2000个原子群同时置于两个不同的位置，进一步模糊了微观与宏观之间的界限。2019年，格拉斯哥大学的研究人员甚至设法用一种特殊的相机拍摄到了纠缠光子的照片，每当一个光子与其纠缠的对象出现时，相机就会自动拍摄一张照片。尽管物理学家和哲学家尚未就如何理解量子世界达成共识，但薛定谔的洞见已经激发了众多富有成效的研究方向，并且在未来很可能会继续发挥重要作用。
FY: 米粥