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量子力学最著名的一个臆想实验
1. 薛定谔的猫思想实验原本是为了讽刺哥本哈根学派对量子力学中叠加态的解释，但最终却成为了量子力学最著名的科普故事之一。
2. 双缝干涉实验的恐怖之处在于，它揭示了微粒子同时具有波动性和粒子性这两种状态，而人为的观察甚至可以使其状态发生改变，产生逆时空的错觉。
3. 要理解薛定谔的猫的实验背景，我们必须知道它是在爱因斯坦的决定论和波尔的概率论之争的最后阶段被提出的。
爱因斯坦已经去世，薛定谔作为他的忠实支持者，用这个思想实验来表达他对量子力学概率解释的不满。
4. 薛定谔之所以不满，是因为他和其他反对者认为，量子力学的概率解释让他们难以接受。
他们认为，自己和爱因斯坦等人为物理学做出的贡献，不应被玻尔等人的概率解释轻易取代。
5. 薛定谔的猫实验实际上是在质疑玻尔等人对波函数坍缩的解释。
他们认为，如果微观粒子的行为是随机的，那么宏观物体也应该如此，这意味着我们看到的月亮可能只存在于我们观察它的那一刻。
6. 玻尔回应说，量子力学中的概率解释是针对微观粒子的，而不是宏观物体。
薛定谔为了反驳这一点，设计了一个将微观特性引入宏观世界的实验。
他通过一个微观事件——元素衰变，来决定一只宏观猫的生死。
7. 根据量子力学的概率解释，元素衰变在没有被观测之前，同时处于衰变和未衰变的状态，这种状态称为叠加态。
薛定谔认为，这意味着猫也应该同时处于生死两种状态。
8. 然而，这个实验在本质上是不合逻辑的，因为它缺乏科学依据。
薛定谔的猫实验虽然揭示了量子力学的一些非直观特性，但它并不是一个真正的物理实验，而是一个思想实验，用于探讨和挑战量子力学的某些解释。
量子力学里有“叠加态”，应该怎么去理解这个词？
所谓“叠加态”是指微观粒子特有的一种状态，微观粒子具有同时存在于多个位置的能力，这种能力在我们宏观世界是非常不可思议的，但是在微观世界却是真实存在的，虽然爱因斯坦很反对这种“叠加态”概念，薛定谔甚至还设计了思想实验“薛定谔的猫”来嘲笑“叠加态”的概念，但随后的“贝尔不等式”证明在微观世界不成立，强有力的证明了微观粒子的确具有“叠加态”，这也证明了大神爱因斯坦也有错的时候，前面关于贝尔不等式我也讲解过，没看的话可以去看看前面几期。
请确保你的确理解了“叠加态”，那么我们可以接着往下谈，叠加态表示微观粒子可以同时处于多个位置，怎么用数学语言来表达这种概念呢？很简单，我们可以把概率分到多个位置，让每个位置都分到一部分概念即可，我们用一张图来表达宏观物体和微观物体关于位置的信息，也就是前面几期我多次谈到的“位置概率图”，如下图所示。
为了照顾没看前面文章的朋友，我再解释下“位置概率图”，其实就是把粒子的位置放到横坐标，纵坐标放粒子出现的概率值，我们对比两幅图可以看出，宏观世界的位置概率图是一条竖线，只有某一个位置分到了概率且为100%，其余位置分到的概率值为0%，也就是一个位置“吃独食”的感觉。
但是微观世界的“位置概率图”却是大家一起“吃大锅饭”的感觉，每个位置多少都分到了一点概率值，所以这下你理解叠加态的数学表达方式了吧，其实就是把每个位置分到的概率值表达出来即可。
所以一个微观粒子虽然我们没观察前并不知道微观粒子到底在哪，但是我们可以说微观粒子处于：A地25%概率+B地35%概率+C地40%概率，也就是微观粒子同时处于A、B、C三地。
但是有人会问：你都没观察微观粒子，你怎么就能计算出A、B、C三地的概率？哈哈，其实你会这样问也能理解，因为我们宏观世界计算概率，如果无法用理论来计算，就只能去把一个实验重复做，然后统计次数来估算概率，比如我们抛硬币想知道正面的概率，假设我们啥理论都不知道，那么我们只需重复实验1000次，然后统计下正面的次数，就可以估算出来概率。
但是微观世界为啥我们没观察，就能提前知道微观粒子处于各个地方的概率值了？很简单，因为我们也可以像宏观世界一样把实验重复做，然后统计出现在各地的次数来估算概率，实验做很多次你就会发现一些规律，这些规律就是微观世界的物理规律，薛定谔就是用这种大量实验统计各个位置出现次数的方法“猜”出了薛定谔方程，关于薛定谔方程前面我也花了一期文章来讲，这里如果没看可以先去看看。
所以我们之所以不观察微观粒子就知道各个地方出现的概率，是因为我们掌握了微观世界的某种规律，也就是用“薛定谔方程”解出波函数，有了波函数就能知道微观粒子将来任意一个时刻各个地方出现的概率值了。
所以波函数其实就是用来预测一个微观粒子未来某个时刻某位置出现的概率值的。
但是你也许又会有疑问：仅仅知道概率值就足够了吗？我们宏观世界可以用牛顿力学去预言一个物体将来的运动，每一个时刻都可以给出100%概率的确定结，微观世界能否也找到一个类似“牛顿力学”的这种物理规律，让我们可以预言一个电子将来一定100%出现在某位置？
虽然我们很想找到这种“类似牛顿力学”的物理规律，爱因斯坦也想找到，所以说爱因斯坦认为目前量子力学不完备，可能存在“隐变量”。
可是我们却找不到，无论如何费劲去找就是找不到，所以此时你可能又会有疑问：现在找不到，不代表将来找不到，以后技术更发达，也许就能找到了呢。
我非常遗憾的告诉你，以后无论技术如何发展，你还是找不到。
为什么我敢这么肯定的告诉你这个结论呢？因为很简单，微观世界只能预测概率不是因为我们观察技术不行，而是因为“概率”是微观世界的本质属性，也就是微观物体本身就一直处于“不确定状态”。
很多人认为我们之所以对微观粒子用概率描述，是因为微观粒子运动速度太快，所以看起来好像同时处于多个位置，实际微观粒子一直都只处于一个位置，只是运动太快而已。
有这种想法的朋友很多，但是大家是否想过一个问题，一个微观粒子运动速度再快能快过光速吗？以我们目前的测量技术，连光速都可以精确测量出来，难道还不能用我们的技术去追踪一个小于光速的微观粒子？所以说“因为微观粒子太快导致我们测不准其属性”这种说法是极度错误的，我们之所以无法确定一个微观粒子而必须谈概率只有一个原因：微观粒子本来就不确定。
量子力学的“叠加态”“纠缠态”理论不可证伪
量子力学的哥本哈根诠释为我们揭示了两个关键概念：叠加态和纠缠态。
这一诠释强调量子世界中的不确定性，允许多种状态同时存在，如猫同时处于生与死的叠加状态。
薛定谔的猫原想揭示这种叠加的不可能，但在量子力学的视角下，这种看似荒谬的“既死又活”状态却是理论允许的。
哥本哈根诠释进一步引入了观察者效应，即量子在未被观测时保持在叠加态，但一旦被测量，就会瞬间坍缩到一个确定的状态，这就是波函数坍缩。
然而，这意味着我们无法直接观察到量子叠加态或纠缠态，因为它们在被观测前并不存在于我们能感知的世界中，无法被证实或证伪。
从科学哲学家卡尔-波普尔的视角来看，理论的可证伪性是科学的基础，如果无法被证伪，就被视为潜在的伪科学。
量子力学的叠加态和纠缠态理论由于其不可观察性，似乎挑战了这一标准。
这引发了对于这一理论本质的深入思考：它们究竟是科学的，还是仅仅停留在理论层面的谜团？
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