为什么“薛定谔的猫”既是活的又是死的

奥地利物理学家薛定谔

量子现象看起来如此不可思议，为什么我们在日常生活中一点都感觉不到呢？这是因为量子力学所描述的微观世界，比起我们眼睛可以看见的东西，实在是太小太小了。比如一颗沙粒的大小约0.1毫米，而电子还不到它的万万分之一。因此，沙粒的波动性对于沙粒的大小可以忽略不计。这也就是为什么在双缝实验中，观测不到沙子的干涉条纹，却能够观测到电子的干涉条纹。

为了说明奇异的量子现象，奥地利物理学家薛定谔提出了一个著名的佯谬，现在被称为“薛定谔的猫”。这个实验是这样设想的：把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个装置，其中包含一个原子核和毒气设施。这个原子核有50%的可能性发生衰变。衰变时发射出一个粒子，这个粒子将会触发毒气设施的开关，从而杀死那只猫。原子核的衰变符合量子力学的原理：当没有进行观察时，这个原子核既是“已衰变”，又是“未衰变”，状态不确定。这个量子力学规律可把那只猫弄惨了：只要不打开盒子去看它，那只可怜的猫就应该是处在“既死又活，非死非活”的诡异状态。

“薛定谔的猫”示意图

薛定谔这个思想实验，将量子力学中微观的不确定性与宏观大小的物体“猫”的状态联系起来，引起了大家的注意。物理学家们对此佯谬一直众说纷纭，争论至今。（张天蓉）

【微博士】两朵“乌云”带来的现代物理学

100多年前，在物理学晴朗的天空上，飘起了两朵乌云——有两个实验（迈克耳孙—莫雷实验和黑体辐射实验）的结果与经典的牛顿理论不相符，物理学家们一切想驱散乌云的努力都徒劳无功。谁也没有想到的是：由第一片乌云中，爱因斯坦推导出了相对论；而第二片乌云中则诞生了奇妙的量子理论。后者描述的是奇异的量子世界，微观世界粒子的行为和我们日常生活中所熟悉的宏观物体的行为完全不同。

【科学人】薛定谔

1926年，奥地利物理学家薛定谔（1887—1961）在爱因斯坦和德布罗意物质波的启发下，根据光学类比，建立了量子力学的波动方程，促进了量子力学的发展，因发展了原子理论，与英国理论物理学家狄拉克共获1933年诺贝尔物理学奖。1944年薛定谔写了《生命是什么》一书，引导人们用物理和化学方法研究生命本质，成为分子生物学的先驱。DNA的发现者沃森等人就深受薛定谔著作的影响。

【微问题】你认为上帝掷骰子吗？

【关键词】波粒二象性　不确定性原理　随机性