在量子力学的浩瀚宇宙中，有一个奇异而迷人的实验，长久以来，它吸引了无数科学家和爱好者的目光——薛定谔的猫。它是由物理学界的泰斗级人物，薛定谔亲手构建的一个思想实验。他原本希望借助一只同时处于生死之间的猫，对玻尔为首的哥本哈根解释进行批判讽刺，不料，结果却事与愿违。薛定谔的猫不但没有让哥本哈根解释销声匿迹，反而使量子力学名声大振，并最终得到科学界的广泛认可。
那么，薛定谔的猫究竟是什么样的一只猫呢？
实际上，薛定谔的猫仅仅是一个思想实验。作为一个思想实验，它要求我们只能在思维上构建和探索，而不能在现实中真实地进行。为何如此呢？简单描绘一下这个实验，你便会明白。
实验所需的器材很简单：一只密封的箱子，一只猫，一个铁锤，一个开关，一个装有毒气的瓶子，和一些放射性元素。
如果放射性元素发生了衰变，便会触发开关，开关启动后，铁锤落下，打碎毒气瓶，释放毒气，猫因此被毒死。
反过来，如果放射性元素没有衰变，猫便不会中毒死亡。
然而，根据量子力学中的叠加态原理，我们无法确定放射性元素是否衰变，确切地说，放射性元素处于衰变与未衰变的叠加状态，每个状态的概率都是50%。
那么，开关就处于“开”和“关”的叠加状态，而那只猫，也就自然处于“生”与“死”的叠加状态。
根据量子力学的不确定性原理，在没有人为观察的情况下，猫会处于一种生死叠加的状态，而不是简单的“生”或“死”，而当我们试图观察“生死叠加态”时，猫的状态会立刻坍缩为确定的“生”或“死”。
换言之，观测行为导致了猫的状态从各占50%的概率的叠加态，变成了确定的100%的结果。
显然，我们都知道现实中不可能存在一只既死又活的猫。既然不存在，反推之，则表明量子叠加态是不存在的，或者至少是不完全的。
正是通过这样的方式，薛定谔试图对量子力学的不确定性和叠加态原理，以及哥本哈根解释发起质疑。
作为量子力学的奠基者之一的薛定谔，为何要对哥本哈根解释的不确定性提出质疑呢？
薛定谔拥有深厚的数学背景，尤其擅长微积分，凭借多年的钻研，他在1926年提出了著名的薛定谔方程。虽然这个方程本身并不复杂，但理解起来却颇为复杂。你不必完全理解它，只需了解薛定谔方程在量子力学中的重要性。
薛定谔方程的地位，就如同牛顿运动定律在经典物理学中的地位，现在你应该能够领会到它的重要性了。值得注意的是，这个方程能够精确地解释氢原子的结构。
然而，遗憾的是，薛定谔本人始终无法解释方程中的波函数到底意味着什么。我们都知道，任何数学公式最终都应为现实服务，这意味着公式必须有具体的物理意义，否则便失去了实际意义，也不算是一个完善的理论。
随后不久，德国科学家玻恩为波函数赋予了具体的物理意义。他认为波函数实际上代表的是一种概率波，这种概率波只能预测微观粒子在特定位置出现的可能性，观测的结果也是一种可能性，并不能保证一定会出现某种结果。
正因为玻恩对概率波的解释，他荣获了1954年的诺贝尔物理学奖。
理论上，薛定谔应该感谢玻恩才对，毕竟他为薛定谔方程中的波函数赋予了具体的物理含义。但实际情况却带有讽刺意味。玻恩是哥本哈根学派的一员，他提出的概率波解释正是“哥本哈根解释”的一部分，而薛定谔和爱因斯坦等物理学大师则属于“决定论派”，与哥本哈根解释完全对立。
因此，薛定谔对玻恩的概率波解释不仅没有感激之情，反而感到极度愤怒，对此表示强烈不满。
虽然薛定谔和爱因斯坦都是量子力学的重要奠基者，对量子力学的发展起到了巨大的推动作用，他们实际上并不是反对量子力学本身，而是反对哥本哈根解释。
正因如此，爱因斯坦与哥本哈根解释的代表人物玻尔之间展开了三次大辩论，但最终爱因斯坦未能说服对方。
然而，薛定谔对于这样的结果并不甘心，在爱因斯坦去世之后，他终于使出了“杀手锏”：提出了薛定谔的猫，再次向玻尔等哥本哈根学派的成员发起了挑战。
之前已经提到，薛定谔的真实意图非常明显，他希望通过“薛定谔的猫”这个看似荒谬的实验，来讽刺哥本哈根解释，表达自己的不满。但同时，薛定谔自己也无法给出一个令人满意的解释。
爱因斯坦和玻尔争论的核心问题很明确，他们争论的不仅仅是科学问题，还有哲学的成分：我们所生活的世界是由什么控制的？是决定论还是概率论？
概率论在前面已经讨论过，那么，什么是决定论呢？简单来说，我们的世界是确定的，可以描述的，也是可以预测的。决定论也叫做实在论或者定域论，它认为我们的世界是真实客观存在的，这种客观性不会受到任何观测行为的影响。
你应该已经意识到了，爱因斯坦和玻尔的争论已经超越了科学的边界，引发了哲学上的讨论，因此，至今还没有一个公认的、令人满意的答案。
说了这么多，我们还没有回答一个关键问题：到底什么是哥本哈根解释，为什么它能让爱因斯坦和薛定谔等人如此难以接受？
深入了解哥本哈根诠释，我们会发现：
首先，波恩对波函数意义的理解，即概率波解释，在前面已经提及。
其次，尼尔斯·玻尔提出的互补原理。什么是互补原理呢？一些物理实体似乎拥有相互冲突的多重特性，然而实际上，我们不能用单一方法同时观察这些不同特性，只能通过不同方法分别观察不同特性。
这听起来有些复杂。我们可以这样简单理解：比如，光既有波动性又有粒子性，这两种看似矛盾的性质实际上是互补的，它们同时存在，互为补充。我们无法在验证其中一种特性的同时，确保另一种特性不会受到干扰或破坏。根据互补原理，自然界的物质既不是纯粹的粒子也不是纯粹的波，为了突显其中一种特性而进行的实验或测量，必然会牺牲另一种特性。
第三，由维尔纳·海森堡提出的不确定性原理，也被称作“测不准原理”。该原理指出，我们无法同时精确测量微观粒子的位置与速度，位置越精确，速度的不确定性就越大。反之亦然，速度越精确，位置的不确定性就越大。位置和速度的不确定性的乘积必须大于一个固定的常数。
第四，叠加态原理，实际上是在希尔伯特空间中构建一个与波函数在形式上很相似的物体。通俗地说，就是波函数可以像两个叠加的波那样叠加。
第五，波函数的坍缩。前面已经提及，在进行测量之前，微观物体实际上并不存在，它是模糊的，以模糊的概率波的形式存在，只有当我们进行观测时，它才会从模糊的概率波状态坍缩到一个确定的状态。
在审视哥本哈根诠释之后，我们可能会感到头疼。难怪像薛定谔和爱因斯坦这样的物理学界巨头会强烈反对哥本哈根诠释，他们对此同样感到头疼。
爱因斯坦认为量子力学一定是不完整的，一定还有某些隐变量未被发现，这才使得量子力学显得如此奇异。一旦找到这些隐变量，就可以用经典物理的方法来解释量子力学。
但爱因斯坦始终没有找到这些隐变量是什么。关键在于，尽管哥本哈根诠释看起来令人头疼，违背了我们的直观感觉，但其推导出的结论与实验结果却完美匹配。在这种情况下，人们没有理由不接受哥本哈根诠释。到目前为止，也没有其他理论能比“哥本哈根诠释”提供更好的解释。
哥本哈根诠释不仅得到了实验的支持，还有理论的支撑，比如著名的贝尔不等式，这是一个关于是否存在完整局部隐变量理论的不等式。在经典物理中，这个不等式成立，但在量子物理中则不成立，这意味着不存在这样的理论。实验表明贝尔不等式不成立，也就是说不存在任何关于局部隐变量的物理理论能够复制量子力学的所有预测，换句话说，哥本哈根诠释是有其坚实基础的。
当然，对于薛定谔的猫这个思想实验，还有其他的解释，比如退相干理论和多世界解释等。
退相干是什么？简单说来就是“失去相干性”。一个宏观物体肯定会与外部环境发生相互作用，即使构成环境的单个微粒很小，与宏观物体碰撞时的能量交换可以忽略不计，但环境仍可以记录下宏观物体的运动信息，从而与宏观物体形成量子纠缠，引发量子退相干。
简而言之：开放量子系统的量子相干性会随着时间的推移，因为与外部环境的量子纠缠而逐渐丧失。密封的猫所在的箱子无法保证与外部环境完全隔绝，任何微小的扰动都可能导致放射性元素发生“波函数坍缩”，甚至猫自身的观测行为也能引起波函数坍缩。所以，根本不需要等到科学家进行观测，猫的状态在瞬间就已经确定。
多世界解释则更为离奇。它说的是，在我们观测猫的瞬间，宇宙会分裂出平行宇宙。在我们的宇宙中，我们只能看到活着的或死掉的猫。如果看到的是活猫，并不意味着不存在死猫，只是死猫出现在另一个宇宙中。也就是说，所有可能性都会发生，只是发生在不同的宇宙。
综述
薛定谔的猫这个思想实验，原本可能被视为薛定谔等物理学界巨头的一个玩笑或赌气之作，相信薛定谔本人当时也不会过于认真，没有把这个思想实验当真。但没想到的是，这个实验竟然开启了科学家们将量子世界的量子特性引入到宏观世界的设想和探索。
2005年，美国科学家成功地让6个铍离子实现自旋方向完全相反的宏观量子叠加态，也被戏称为“薛定谔猫态”。尽管只是6个铍离子，但这意义重大，证明了叠加态确实存在，甚至可以在宏观世界中存在。
只是我们所在的宏观世界由于质量巨大，再加上各种无法避免的干扰，量子世界中的叠加态很难体现出来。如果未来的科技足够发达，我们是否有可能让足够大的宏观物体，比如人类自身实现“叠加态”呢？
如果可以，那么未来的人类就有可能实现“生死叠加态”，这意味着永生？如果真是这样，那也太令人震惊和难以置信了！