“薛定谔的猫”是量子力学中非常著名的实验。这个个实验最初的目的是为了论证量子力学的不可靠性，结果却是证明量子力学正确性的重要实验。但是个实验“薛定谔的猫”在现实中永远无法实现，也就是在宏观世界中。这到底是为什么？

　　1924年，德布罗意在他的博士论文《量子理论的研究》中提出了相波的概念，即物质波。在这篇论文中，他使用了两个最引人注目的公式：E=hv和E=mc2。

　　德布罗意综合两个个公式，然后做一个假设。他认为光量子的剩余质量不为零，而电子这样的一种物理粒子有一个频率的周期过程。

　　因此，在论文中，他得出了一个破岩的结论个，即任何物理粒子都伴随着一种波动。

　　德布罗意称这种波为相位波。

　　在这篇个的博士论文中，德布罗意首次正式提出了“波粒二象性”。他指出波粒二象性不仅是光子所拥有的，也是所有微观粒子所拥有的，包括电子、质子和中子。他把光子动量与波长p=h/的关系推广到所有微观粒子，指出质量m、速度v的运动粒子也有涨落，这个波的波长等于普朗克常数h与粒子动量mv之比，即=h/(mv)。这个个关系后来被称为德布罗意公式。而且根据这个假设，电子也有干涉、衍射等波动现象。

　　1921年，美国著名科学家戴维森和助手康斯曼意外发现，镍靶发射的几个“二次电子”与轰击镍靶的一次电子能量相同，金属反射时显然发生了弹性碰撞。他们特别注意到“二次电子”的角分布有两个个的极大值，这不是一条光滑的曲线。

　　这个个实验证明，如果电子有起伏，电子束在通过障碍物时应该像光一样衍射。

　　几乎与此同时，著名物理学家、电子发现者JJ汤姆逊的儿子P.G .汤姆逊也在多晶上获得了类似于X射线在高速电子通过多晶时产生的衍射图样，证实了电子的易变性。为德布罗意波提供了又一个坚实的基础。他们和两个个人一起获得了1937年的诺贝尔奖。

　　海森堡提出波粒二象性后，立即给出了他的测不准原理：知道位置越准，知道动量越不准，反之亦然。爱因斯坦认为测不准原理说明波函数没有给出一个个粒子量子行为的完整描述；波函数只预测了个粒子系统的概率量子行为。哥本哈根学派的领袖玻尔认为波函数给出了一个个粒子的量子行为的描述，从波函数得到的概率分布是基本的。一个个粒子只能有一个确定的位置或动量，不能两者都有。

　　玻尔认为人类在现实世界中无法得到确定的结果。他声称只能从这次测量中猜测下一次测量中各种结果的分布概率，却拒绝详细描述两次测量之间事物的行为。

　　这正是爱因斯坦的相对论所不能接受的，它推翻了牛顿的绝对时空观，但仍然保留了严格的因果关系和决定论。

　　作为爱因斯坦的盟友，薛定谔无法认可玻尔的观点，于是提出了“薛定谔的猫”实验。

　　把一只猫关在一个装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭衰变的概率存在。镭如果衰变，会触发器官打碎盛有氰化物的瓶子，猫就死了；如果镭不衰变，猫就能存活。根据量子力学理论，由于放射性镭处于衰变和不衰变的叠加状态，猫应该处于死猫和活猫的叠加状态。这只死猫和活猫被称为“薛定谔猫”。

　　爱因斯坦听到薛定谔的猫实验后非常高兴。他回信给薛定谔：“你的猫实验表明，我们的观点完全一样。包含生与死的波函数不能用来描述现实。”

　　现实世界中，猫怎么会处于既活又死的状态？薛定谔认为这是对玻尔非常好的反驳，但他忽略了一个个的问题。微观世界与现实世界不同。

　　对宏观世界的认知不能适用于微观世界。量子力学的中心原理是粒子可以以叠加态存在，同时具有个的两个相反的特性，这就是我们所说的波粒二象性。

　　虽然我们在日常生活中经常面临“非A即B”的选择，“A和B”在微观世界都是可以接受的。

　　爱因斯坦的名句；“上帝不玩骰子”，但薛定谔的猫成了更好的论据：上帝似乎在玩骰子。

　　正是因为量子叠加的正确性，薛定谔的猫实验在宏观世界中永远无法复制，因为宏观物质不可能处于既有生命又有死亡的状态，微观世界和宏观世界有着不同的运行规律。

　　不过微观世界版的薛定谔猫是可以成功实验的。你什么意思？即在微观世界用粒子代替“猫”，研究人员每隔几微米就将铍离子“固定”在电磁场阱中，然后用激光将铍离子冷却到接近绝对零度，分三步操纵这些离子的运动。为了让尽可能多的粒子尽可能长时间地实现薛定谔猫态，研究人员一方面提高激光的冷却效率，另一方面让电磁场阱尽可能多地吸收来自离子振动的热量。最后，他们使6个铍离子在50微秒内顺时针和逆时针旋转，实现了两个相反量子态的等叠加纠缠，即“薛定谔猫”态。

　　2015年，瑞士洛桑联邦理工学院的科学家成功地同时拍摄了显示波粒二象性的照片。底部的切片场景显示光的粒子特性，顶部的场景显示光的波动特性。

　　“薛定谔猫”实验已经在微观世界演示过多次，也让薛定谔一直苦不堪言。“薛定谔猫”实验已经在微观世界演示过多次，也让薛定谔一直苦不堪言。爱因斯坦一直在考虑用另一个思想实验来反驳哥本哈根学派，这就是后来的EPR之争。

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