01

我們現在有個梗，叫作“薛定谔的XXX”。

比如我說，我高中辛辛苦苦三年，怎麼學會的都是薛定谔的知識點呢？我想表達的意思就是這個知識點我又會又不會，也就是說我課堂上都是會的，一到考試時就一點都不懂了。

這些梗其實都源自于“薛定谔的貓”，一個大膽的量子物理學實驗。

“薛定谔的貓”是由奧地利物理學家薛定谔于1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗，是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。

這裡必須要認識量子行為的一個現象：觀測。微觀物質有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微觀物質以波的疊加混沌态存在；一旦觀測後，它們立刻選擇成為粒子。

實驗是這樣的：在一個盒子裡有一隻貓，以及少量放射性物質。之後，有50%的概率放射性物質将會衰變并釋放出毒氣殺死這隻貓，同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓将活下來。

簡單地說，其實“薛定谔的貓”就是用來描述量子力學中，量子狀态的一種不确定性。在你不對量子狀态進行觀測之前，量子狀态的各種可能性都有，就像那隻被關在盒子裡的貓，到底是死是活，隻有打開盒子看到貓才能知道這個狀态是什麼，而在這之前這隻貓的狀态就是“50%的活貓 50%的死貓”，即不确定性。

02

薛定谔，是一位在量子物理方面作出傑出貢獻的物理學家，他提出了量子物理學的核心方程——薛定谔方程，該方程的解已成為當今主要科技應用的源泉。

量子物理究竟是什麼？它有着怎樣的起源和發展？它的未來的前景是怎樣？

如果你好奇，卻又讀不懂那晦澀難懂專業性的物理著作，不妨讀一讀這本有趣的科普讀物——《沙灘上的薛定谔：帶着量子物理學去度假》。

愛因斯坦曾用相對論的重要推論——著名的公式E=mc^2——來表明“一切皆能量”，或許我們也可以用下面這句話來概括量子物理學的精髓：“一切皆波動！”

一切皆波動，一切都是“波”，像石子抛入水中後泛起的漣漪，像麥穗在風中形成的波浪，又像被樂器賦予了生命的旋律。

03

量子派還有這麼一個論調說：“當我們不觀察時，月亮是不存在的”。

這句話看起來挺玄乎，其實意思是因為月亮也是由不确定的粒子組成的，所以如果我們轉過頭不去看月亮，那一大堆粒子就開始按照波函數彌散開去。于是乎，月亮的邊緣開始顯得模糊而不确定，它逐漸“融化”，變成概率波擴散到周圍的空間裡去。

當然這麼大一個月亮完全融化成空間中的概率是需要很長很長時間的，不過問題的實質是：要是不觀察月亮，它就從确定的狀态變成無數不确定的疊加。不觀察它時，一個确定的，客觀的月亮是不存在的。但隻要一回頭，一輪明月便又高懸空中，似乎什麼事也沒發生過一樣。

這就是量子物理的世界，在這裡神秘的貓可以同時擁有生存和死亡兩種狀态，月亮之所以存在僅僅是因為機靈的老鼠在對它進行觀測，某些相互作用可以超越時空，一個物體可以同時出現在兩地且能從一地直抵另一地而不跨越任何中間地帶……

在這個奇特的世界裡，一切都歸結于概率和假想的波；在這裡，物質隻是轉瞬即逝卻又永無止境不斷再生的振動，所謂的“真空”實則充滿了神奇的能量；在這裡，無限大與無限小混雜交織，平行宇宙多如所想，荒誕與神聖并存；在這裡，無限大與無限小混雜交織，平行宇宙多如所想，荒誕與神聖并行共存……——《沙灘上的薛定谔：帶着量子物理學去度假》

04

量子物理在生活中無處不在。我們使用任何一種電子設備時，其實都在與量子物理學進行親密接觸。

沒有量子物理，我們就無法明白二極管和三極管的工作原理，也就不會有集成電路、微處理器和U盤。沒有量子物理，就不會有物質波、原子鐘和GPS，也不會有激光、磁懸浮列車、高精準的醫學成像和超高安全性的通信技術。

未來，在我們投票、刷卡、穿衣、出行……甚至在宇宙空間遨遊等時，我們所處的環境中會布滿各種在量子物理學指引下應運而生的新技術與新産品：從量子計算機、量子隐形傳态到石墨烯和碳納米管。

所以說，薛定谔的貓，可不僅僅隻是隻貓。

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