本文目录
- 什么是薛定谔的猫解释通俗一点
- 薛定谔的猫在生活中比喻什么
- 关于薛定谔的猫，有没有人有比较独到的体会领悟~~~求教，经典量子物理学说
- 薛定谔的猫有什么现实意义
- 如何评价“薛定谔的猫”涉及唯心主义理论
- “薛定谔的猫”背后的物理学道理是什么
什么是薛定谔的猫解释通俗一点
薛（xuē）定谔之猫
背景知识
什么是薛定谔的猫？这要从头说起。薛定谔（E。Schr dinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年 诺贝尔物理学奖，量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。
处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。
这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。果不其然！物理学家争论至今。
实验内容
把一只猫放进一个不透明的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。
设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。
薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第5节，薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验：哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才会随机的选择一种状态而出现。
那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。
要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。
这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器－锤子－毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变－未衰变叠加态”与猫的“死－活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！”
相关疑惑
如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，此猫或者死，或者活。
这是她的两种本征态。但是，如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，她处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道此猫是死是活。此时，猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。
量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道此猫是死是活，她将永远到处于半死不活的叠加态。
这与我们的日常经验严重相违，要么死，要么活，怎么可能不死不活，半死半活？
薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所说：“To be or not to be,that was a question。
“只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束（在数学术语就是“坍缩（collapse）”），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。
但是有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。
但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。付出的代价是：违反了薛定谔方程。这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。
自然推论
当它们都被锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。
因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子察看，事情才最终定论：要么猫躺在箱子里死掉了，要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是，当我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？似乎唯一的可能就是，它和我们的原子一样处在叠加态，这只猫当时陷于一种死/活的混合。
一只猫同时又是死的又是活的？它处在不死不活的叠加态？这未免和常识太过冲突，同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。如果打开箱子出来一只活猫，那么要是它能说话，它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受？恐怕不太可能。 换言之，“薛定谔猫”概念的提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。
薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子才能决定猫的死活。谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的——衰变前猫是活的，衰变后猫就死了，这与是否有人打开箱子进行观察毫不相干。
所以毛病出在观测的主观性上，应该朝这个方向寻根究底。
微观的观测与宏观的观测有所不同。宏观的观测对被观测对象没有什么影响。俗话说：“看一眼总行吧。”意思是对所看之物并无影响，用不着担心。微观的观测对被观测对象有影响，会引起变化。以观测电子为例，要用光照才能看见，光的最小单位光子的能量虽小但不是零，光子照到被观测的电子上，对电子的影响很大。
所以，在微观世界中看一眼也会惹祸！
量子力学认为，观测的结果使得被观测对象的状态改变了：一个确定态从原先不确定的叠加态中蹦了出来。再追究下去，观测无非是观测手段（如光子）与被观测对象（如电子）之间的一种相互作用，这种相互作用并不一定与观测者联系起来，后者可以用检测器之类的仪器代替。
经过几十年的探索，物理学家终于认识到：在由叠加态到确定态的转变中，观测曾经扮演的角色应该以相互作用来代替，这样不仅更普遍而且更客观。具体到薛定谔猫佯谬，就能将人的主观因素完全排除——猫的死活不是由人开箱看猫一眼所决定的。
读者会说：“不就是一只假想的猫吗，让霍金开枪打死不就完了。
”事情并非那么简单，否则许多物理学大师就不会那么孜孜以求了。薛定谔猫佯谬衍生出更深刻的问题：大量原子、分子所构成的生物与这些微观粒子遵从的量子力学规律之间的关系究竟是什么？这不仅是重要的理论问题，而且具有实际意义。例如，自我意识的机制至今仍然是未解之谜，有人认为可能与量子力学或者更深层次的微观规律有关。
再如思维过程中的“顿悟”，会不会与前述之“一个确定态就从原先不确定的叠加态中蹦了出来”有关呢？可能有关的还有：生命的起源、物种的变异、光合作用的机制……如此等等。总之，生命的秘密和思维的奥妙不可能与量子力学的规律无关。这就难怪薛定谔后来转而对生命科学很感兴趣了。
1946年他写出了著名的《生命是什么》一书，提出了一些很有创见的观点。遗憾的是，在他有生之年，那可怜的箱中之猫依然生死不明。
后续研究
物理学是实验科学，一切要由实验来判定。较早的一批关于“薛定谔猫”的实验是将处于叠加态的单个原子或分子从周围环境中孤立起来，然后以可控制的方法使之相互作用，以观察其变化。
结果发现，关键在于环境的相互作用，它导致原先的量子叠加态转变为经典的确定态。但是将这些实验对象当作薛定谔猫是一种极度的简化，单个原子或分子与薛定谔猫相去何止十万八千里。
1996年5月，美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）的Monroe等人用单个铍离子作成了“薛定谔的猫”并拍下了快照，发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态，而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态，而这两个状态相距80纳米之遥！（1纳米为1米的十亿分之一）——这在原子尺度上是一个巨大的距离。
想像这个铍离子是个通灵大师，他在纽约与喜马拉雅同时现身，一个他正从摩天楼顶往下跳伞；而另一个他则正爬上雪山之巅！——量子的这种“化身博士”特点，物理学上称“量子相干性”。在早期的杨氏双缝实验中，单个光粒子即以优美的波粒二象性，轻巧地同时穿过两条狭缝，在观察屏上制造出一幅美丽的明暗相干条纹
薛定谔猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬。
这些年来许多物理学家绞尽脑汁，试图解开这个佯谬。显然，既死又活的猫是荒谬的。薛定谔想要借此阐述的物理问题是：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。“薛定谔猫”佯谬巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，旨在否定宏观世界存在量子叠加态。
然而随着量子力学的发展，直到最近经过一系列精巧的实验，这个问题才逐渐有了眉目。2000年7月，《自然》报道了最新的实验结果。这次《自然》报道的实验与上述那些实验不同。纽约州立大学石溪分校弗里德曼（J。 R。 Friedman）等人拿来做实验的“薛定谔猫”不是单个粒子，而是在接近绝对零度的超导体环形电路中由几十亿对电子构成的超导流。
美国国家标准和技术研究所的莱布弗里特等人在最新一期《自然》杂志上称，他们已实现拥有粒子较多而且持续时间最长的“薛定谔猫”态。实验中，研究人员将铍离子每隔若干微米“固定”在电磁场阱中，然后用激光使铍离子冷却到接近绝对零度，并分三步操纵这些离子的运动。
为了让尽可能多的粒子在尽可能长的时间里实现“薛定谔猫”态，研究人员一方面提高激光的冷却效率，另一方面使电磁场阱尽可能多地吸收离子振动发出的热量。最终，他们使6个铍离子在50微秒内同时顺时针自旋和逆时针自旋，实现了两种相反量子态的等量叠加纠缠，也就是“薛定谔猫”态。
实验证明，这种由大量粒子构成的宏观量子系统也可以处于叠加态——相当于薛定谔猫的“死－活叠加态”。几十亿对电子构成的超导流当然还不能与几亿亿亿个原子构成的猫相比，但较之单个原子分子毕竟前进了一大步。所以有人惊呼：“薛定谔猫变胖了！”
奥地利因斯布鲁克大学的研究人员也在同期《自然》杂志上报告说，他们在8个离子的系统中实现了“薛定谔猫”态，但维持时间稍短。
科学家称，“薛定谔猫”态不仅具有理论研究意义，也有实际应用的潜力。比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。
下一步是否拿一只真的猫来做实验呢？不可能！首先是无法将之与周围环境隔离——置于真空中的猫马上会死掉。
其次，与接近绝对零度的超导流不同，常温下的猫根本不是宏观量子系统，何来叠加态？而且也没有必要做这样的实验，物理学家根据现有的实验结果，对薛定谔猫为什么不可能有“死－活叠加态”已能作出符合量子力学的解释。
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薛定谔的猫在生活中比喻什么
2015年前后，看刘慈欣《三体》，第一次接触所谓“量子纠缠”现象，感觉很神奇，甚至颠覆了自己的三观，于是，边读一边写一点小感悟，以下就是其中之一。
那只薛定谔的猫
生死未卜，那只猫
它还好吗
我相信
只要不打开那只箱子
它会一直在你心中
好好活着
你邀请我从城北
去往城南
请不要电话证实
此时
我既不在路上
又在路上
也请不要测量
你我之间的距离
你想近的时候
我在呼吸之间
你想远的时候
我在星辰之外
甚至会有一天
我们的存在也成了量子状态
就像薛定谔的猫
请不要试图观察
那些存身的箱子
就让我们以这种
超越科学
超越逻辑
超越信仰的方式
灵魂从北坡
翻越喜马拉雅山脉
身体或许
既已死去
又正活着
关于薛定谔的猫，有没有人有比较独到的体会领悟~~~求教，经典量子物理学说
第四十一章：薛定谔的猫是不存在的！
在量子力学中，有一个假想实验，叫薛定谔的猫。想必大家都听说过，可是你仔细思考过这个问题吗？ 薛定谔的猫究竟存不存在？薛定谔的猫究竟是死还是活？ 这个问题的本质是什么？
薛定谔猫是奥地利物理学者埃尔温·薛定谔于1935年提出的一个思想实验。通过这思想实验，薛定谔指出了应用量子力学的哥本哈根诠释于宏观物体会产生的问题，以及这问题与物理常识之间的矛盾。在这思想实验里，由于先前发生事件的随机性质，猫会处于生存与死亡的叠加态。
根据退相干理论，猫不可能永远处于生存与死亡的叠加态，由于环境的影响，很快地会产生退相干效应，猫改而处于生存或死亡的经典统计学状态，因此，一般而言，绝对无法观察到这生存与死亡的叠加态。
1935年，薛定谔原本目的是在用这思想实验来讨论EPR吊诡（因发表者阿尔伯特·爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基、纳森·罗森而命名）。EPR论文凸显了量子纠缠的怪异性质。假设两个量子系统相互作用，然后彼此分离，但其中任意系统都不处于明确态，则它们的量子态会叠加在一起，共同形成的量子态具有量子纠缠特性。
根据哥本哈根诠释，当其中任意系统被测量之时，则两个系统纠缠在一起的量子态会坍缩为明确态。那时，薛定谔与爱因斯坦常互相通信，交换意见，研讨EPR论文的相关问题。
在爱因斯坦写给薛定谔的8月8日信件中，他勾勒出一个“粗略宏观案例”：给定一桶不稳定的火药，在经过一段时间后，这桶火药会处于爆炸与不爆炸的叠加状态。
为了更进一步说明这现象，薛定谔回信描述原则上怎样能够将原子系统的叠加态转移至大尺度系统。
他提出一个思想实验，假设把一只猫、一个装有氰化氢气体的玻璃烧瓶和放射性物质放进封闭的盒子里。猫的性命因此与原子核的状态密切相关。
薛定谔表明，根据哥本哈根诠释，在实验进行一段时间后，猫会同时处于活状态与死状态（对于盒子外的世界而言），直到盒子被打开为止。
薛定谔并不想要推销周旋于生死之间的猫这点子；恰恰相反，这吊诡采用的是一种经典反证法，试图借此显露出描述量子态所需倚赖的量子理论尚存瑕疵。
薛定谔的原文是这样的：实验者甚至可以设置出相当荒谬的案例来。把一只猫关在一个封闭的铁容器里面，并且装置以下仪器（注意必须确保这仪器不被容器中的猫直接干扰）：在一台盖革计数器内置入极少量放射性物质，在一小时内，这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%，它没有任何原子衰变的概率也同样为50%；假若衰变事件发生了，则盖革计数管会放电，通过继电器启动一个榔头，榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。
经过一小时以后，假若没有发生衰变事件，则猫仍旧存活；否则发生衰变，这套机构被触发，氰化氢挥发，导致猫随即死亡。用以描述整个事件的波函数竟然表达出了活猫与死猫各半纠合在一起的状态。
类似这典型案例的众多案例里，原本只局限于原子领域的不明确性被以一种巧妙的机制变为宏观不明确性，只有通过打开这个箱子来直接观察才能解除这样的不明确性。
它使得我们难以如此天真地接受采用这种笼统的模型来正确代表实体的量子特性。就其本身的意义而言，它不会蕴含任何不清楚或矛盾的涵义。但是，在一张摇晃或失焦的图片与云堆雾层的快照之间，实则有很大的不同之处。
上面是薛定谔的原文思想，关于这个问题的回答，有很多个版本。在这里我不重述这些版本内容，内容太多。
但我强调人要做的事情是什么呢？是将复杂的问题简单化。
在这个问题上，人要将问题简单化，必须有这么几个前提。细心的朋友会注意到，其实我在本书第二章，就有提到过关于玻尔和爱因斯坦的争论。我说：“上帝让人类掷骰子。”
其话意思是上帝不掷骰子，真正掷骰子的是人！！ 所以人一定要小心，而且自信。
那么回答我开头所提到的问题：薛定谔的猫究竟是死还是活？是半死不活的叠加态吗？
答案是很明确的：猫不可能是死和活的叠加态！必须不可能！
如果承认猫是死和活的叠加态，那么我们现实中的所有人，也都是处于这样的状态。
为什么猫不可能处于死和活的叠加态？ 如果你注意薛定谔实验设想，你就知道，这个实验是不可能。
薛定谔说：把一只猫关在一个封闭的铁容器里面，并且装置以下仪器（注意必须确保这仪器不被容器中的猫直接干扰）。
这是他开头的第一句话。试问大家猫会不会影响到仪器？ 猫是有辐射的，万物皆有辐射。所以就不能避免影响。第一点就不能保证。
外部环境也是这样的。一开头就写道了：根据退相干理论，猫不可能永远处于生存与死亡的叠加态，由于环境的影响，很快地会产生退相干效应，猫改而处于生存或死亡的经典统计学状态，因此，一般而言，绝对无法观察到这生存与死亡的叠加态。”
这是开头的介绍，我认为还不够精确。应该说猫从来就没有处于过活和死的叠加态。
什么叫退相干性原理，定义是这样的：在量子力学里，开放量子系统的量子相干性会因为与外在环境发生量子纠缠而随着时间逐渐丧失，这效应称为量子退相干。
量子退相干是量子系统与环境因量子纠缠而产生的后果。由于量子相干性而产生的干涉现象会因为量子退相干而变得消失无踪。量子退相干促使系统的量子行为变迁成为经典行为，这过程称为“量子至经典变迁”。
德国物理学者汉斯·泽贺（英语：Heinz Zeh）最先于1970年提出量子退相干的概念。自1980年以来，量子退相干已成为热门研究论题。
实际而言，不存在孤立系统，特别是不存在孤立宏观系统，通过某种方式，每个量子系统都会持续地与外在环境耦合，发生量子纠缠，从而形成纠缠态。因此，量子退相干可以视为存在于量子系统内部的相干性随着时间流易而退定域（delocalize）至量子系统与环境所组成的纠缠系统，换句话说，量子系统内部的几个成分彼此之间的相位关系，会逐渐地退定域至整个系统，也就是说，量子系统的相位信息会持续地泄露至环境，从而有效地促使伴随着相干性的干涉现象消失无踪。
量子退相干能够解释为什么不会观察到干涉现象，但是，量子退相干能否解释波函数坍缩的后果，这论题至今仍旧存在巨大争议，一个很重要的原因就是，很难将这论题跟量子力学的诠释做分割，而人们各自有各自青睐的诠释。
量子退相干不是一种量子力学诠释，而是利用量子力学分析获得的结果。它严格遵守量子力学，并没有对量子力学的基础表述做任何修改。很多完成的量子实验已证实量子退相干的存在与正确性。
所以薛定谔所描述的实验，是无法隔绝微扰的。一般大家会讨论的是观测者对实验的影响，仪器对实验的影响等等，其实就是这个原因。
好了，这一点现在确定了，从内到外，都不能保持实验系统的独立性。在这个基础上我们才能进行讨论。
但是其实讨论已经缺乏必要性，因为已经不再符合薛定谔的描述。这就是为什么猫不可能处于生和死的叠加态。
那么猫会处于什么状态？ 将问题转化，简单化。盒子是透明的，猫换成人。
有人会问，这样可以换吗？ 我反问：盒子的颜色对实验有影响吗？人是生命吗？
即使这样，我再问你：“下一分钟猫是死的还是活的？” 你也不能给我确定回答，得到了下一分钟才知道情况。但答案一定是要么活，要么死，不可能是两者的叠加态。
但这一秒，猫是活还是死，观测者是看的到的。
把猫换成人，其实没多大的本质意义，不是为了让人自己发出信号。说他活着或要死了。而且让人去思考，你在里面真的可以体验到那种“生和死的叠加态吗？”
还有一些科学家，学者提出多世界观点，来解释薛定谔的猫。看过我科普书籍《变化》的朋友肯定知道，我是持反对意见的。
这只是想象力的问题，不是现实的问题。高维度空间值得怀疑，大家可以去读读我在《变化》中的论述。
所以世界可以存在的想象之中，但想象之中的世界不是现实世界。如果想象世界等于事实，那么世界上就不会存在问题。
比如就薛定谔的猫来说，有一个人无所不知，记住这个人无所不知！
那么薛定谔的猫是死，还是活，你什么时候问他，他都能给你确定的答案。
听懂了吗，各位。如果想象世界等于事实，那么世界上就不会存在问题。
但现实世界问题众多，就像维特斯坦思考的那样：世界是怎么存在的这不奇怪，奇怪的是世界为什么存在着？
很多问题，现在不回答。比如量子世界与宏观世界的间隔界限标准是什么？
现在不能回答，不代表这个世界是不确定的。我一直说世界是确定的。量子世界也是确定的！上帝让人类掷骰子。我说的是事实，我传递的是希望。
我们知道不确定性的概率，难道这不是一种确定吗？ 我们知道世界是确定的，我们不能回答某个问题，是因为我们无法掌握全部系统的每一个要素和每一个要素之间的关联。
贝尔不等式，即任何关于定域隐变数的物理理论无法复制量子力学的每一个预测。给了我们很大启发。也就是说不存在完备隐变量理论。所以也就打破了薛定谔最初设想薛定谔猫的意图。
在我的认识里，宇宙还是一个开放的系统，所以全部掌握这个系统是一个无限挑战。但世界是确定无疑的。
人类发展史，印证了这一点。所以我赞同马克思的认识论观点。人要相信自己才会获得成长，否则就会迷失。
对于现在的我们，我们这样的年轻人，更应该是这样。薛定谔猫很真实。大家要相信它的真实。而不是它又是活，同时还死。
我记得在文章中，我说过如果我们赞同猫是处于死和活的叠加态，那么我们也处于这样的状态。
我们生活在地球上，地球不是一个盒子吗？在地球上触发大的核爆是可能的。 那么我们是处于什么状态？？ 你现在是活，还是死？你不知道吗？
这就是我为什么要将猫换成人。猫换成人没有本质区别，但人具有主观思考。
可是我在上面还说了，人一定要小心，且自信。 是因为人有主观的一面。就拿热来说，“热”这个词不是客观的，是主观的。“热现象”是客观的。对于人类来说是热，对于石头来说，热是什么也没有的感觉。
同一个事物，可以有不同的称谓。伴侣有人叫老婆，有人叫贱内，有人叫婆姨，还有人叫baby。
一切科学都可以上升到哲学层次做总结认识，但一切哲学认识需要用语言来表述。所以这是件很值得谨慎的事情。所以有语言哲学这样的研究，我认为很必要。
读到这里本章的内容思想，已经表达的很清楚了。但少了一些逻辑的表述。在理解薛定谔猫的时候，很多人会把叠加态和混合态混了。所以从这一方面，感谢兴趣的可以继续阅读下文。
量子系统所处的任何一个量子态，都有多种方法分解为若干其他量子态的叠加，就好像一个向量总是有多种方法分解为若干向量一样。
如果一个量子态S可以分解为量子态X和Y的叠加，可以写成S=aX+bY（a和b是两个复数系数）。
再次提醒，这种分解有N多种方法：S = aX+bY = a’X’+b’Y’+c’Z’+... 学过向量加法的同学们应该知道，S虽然可以写成X和Y的线性叠加，但S显然既不是X也不是Y，说S既是X又是Y也不对，甚至说S部分处于X，部分处于Y也非常不合适，因为S在任何不跟S正交的量子态上都有非零的分量。
事实上，S是一个跟X和Y都不同的新的量子态。如果你选取了一组正交完备的量子态作为基向量，那么任何一个量子态S都可以在这组基向量上做唯一的分解。
这种正交完备的基向量组的选择也不是唯一的，有无穷多种不同的选择。
那么什么是混合态呢？如果系统处于某个明确的量子态，但我们却不知道到底是哪一个，只知道系统可能以一定的概率分布处于若干量子态之一，那么这种情况下我们说体系处于这若干量子态的概率混合，简称混合态。
但必须明确一点，混合态不是量子态，只是若干量子态上的一个概率分布。一个处于混合态的系统的实际量子态完全是明确的，只是我们这些观察者并不知道具体是哪一个而已，这跟前面解释的叠加态的含义完全不同。
量子力学实验中所谓的测量，就是让『被测量子体系』跟『仪器+观察者+环境』这个大系统发生相互作用。
由于后者是个硕大无比的宏观体系，其具体的量子态信息我们根本就不可能了解，所以我们根本就没可能明确计算测量后被测体系到底会进入测量方式所选定的哪一个基向量上，只能做统计预测。
而统计预测的规则很简单：测量后被测体系量子态进入基向量X的概率，正比于测量前被测体系的量子态S在基向量X上投影长度的平方，这就是量子力学中的测量原理。
早年人们在对这个原理的理解很糊涂，导致了波尔和爱因斯坦在这个原理的诠释上旷日持久到死都没结果的争论。后来有人做了贝尔不等式的实验，实验结果不支持爱因斯坦关于量子力学局域完备性性的观点，但却被大量错误地引申成了玻尔战胜了爱因斯坦。
事实上玻尔对测量原理提出的哥本哈根诠释在贝尔不等式的实验中根本就不涉及。
还有一件事，做量子力学实验，通常要将被测量子体系与仪器环境的相互作用彻底隔离，相互间连热交换都不能有，否则在测量之前被测体系的状态就已经乱掉了。
虽然某些实验中如果相互作用非常微弱也可以通过一些手段纠正消除环境干扰，但尽可能地隔绝环境相互作用是非常必要的。隔离个把原子不长的时间是比较容易做到的，目前也可以隔离病毒尺度的物体，尺度越大隔离就越难。
把像猫，老鼠，人等这么大的东西跟外部环境几乎彻底隔绝，是不可想象的。上面提到退相干性，大家肯定记得。
如果不能做到几乎是完美的隔离，那么被测体系根本就不可能处于那组基向量的叠加态，也就谈不上什么薛定谔猫佯谬了。这就是为什么薛定谔猫佯谬提出之后大家始终在争论却一直没办法直接进行试验验证的原因。
接下来的讨论中我们暂且假定在技术上终于能够满足上述隔离要求。下面我们就可以开始谈薛定谔猫这个思想实验了。
虽然在打开盒子之前，盒内体系时刻都处于明确的量子态，但由于这个系统仍然很巨大，所以我们并没有办法对结果做出明确的预测，只能谈概率。因此在打开盒子之前，猫要么已经被杀死，要么没有被杀死，但并不会处于某种“不死不活”或“稀里糊涂”的量子态。
这就是本章的内容，希望可以解开你薛定谔猫的迷惑。
摘自独立学者，科普作家，国学起名师灵遁者量子力学书籍《见微知著》
薛定谔的猫有什么现实意义
相信很多人对薛定谔的猫的理论了解都是来自《生活大爆炸》这部美剧。在这部剧里，Penny就自己是否要和莱纳德交往这个问题咨询了谢耳朵，谢耳朵在回答她的问题时引用了这个理论。但是penny显然一脸困惑。
这个理论是一个理想状态下有关量子理论的实验。科学家薛定谔把一只猫放进一个不透明而且密闭的盒子里，盒子里有一个盛有毒气的玻璃瓶和一个放射性原子核构成的理想装置。一个小时之内，这个原子核有50%的可能会发生核衰变，一旦衰变，这个毒气瓶就会被打开导致猫死亡。但是你如果不打开盒子，你就不知道猫是活着还是死了。所以在打开盒子之前，这个猫既有可能是死的也有可能是活得。
我想谢耳朵引用这个理论，应该是想告诉penny，如果不去尝试和莱纳德在一起，就不会知道他们两适不适合在一起。
但是这个理论的真正意义是什么？要从薛定谔以及量子力学说起。
薛定谔（E.Schrodinger ，1887—1961）是奥地利著名的物理学家，也是量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，薛定谔的猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬。这些年来许多物理学家绞尽脑汁，试图解开这个佯谬。直到最近经过一系列精巧的实验，这个问题才逐渐有了眉目。2000年7月，《自然》报道了最新的实验结果。
量子力学是有关电子、原子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观世界很不一样。原子的大小是10的-15次方米，原子核的大小是10的负18次方米。我们平常所能看到的一切，哪怕是最小（最短）的任何东西里面都有不是成千上万。而是数以亿亿计的原子或分子.
薛定谔的猫，则是描述量子力学“叠加态”的一个假设。
叠加态，指的是一颗粒子在同一时间可能处在两种不同的状态里。在宏观世界里，这是不可能的。比如一个人不可能既在家中又在屋外。但是在量子世界里，一个电子，可能处于这个电子云的任何位置。就好比，一个人在家中何处是不确定的。你看他一眼，他可能在任何地方——客厅、厨房、餐厅、卧室或书房都有可能；在你看他之前，就无处不在。
这个规律明显是难理解的，有的科学家甚至拒绝承认某些规律的真实性，比如著名的科学家爱因斯坦。所以薛定谔的这个虚拟实验，更像是一个“同时处于生和死两种状态的猫”的比喻，来解释这种（两种不同性质同时存在的）叠加状态。是一种现象的描述，而不是什么理论或者原理。
这个理论听起来有点像中国“方生方死”的诡辩论。但是这是宏观上的表达。量子力学是关于微观世界的物理，它的准则可能与我们所熟知的物理完全不同。
需要注意的是，在这个实验中，盒子关着的时候，我可以看作还没有对它进行观测。打开盒子的这个动作，从宏观上说可能只是“看一眼”的动作，不会发生什么变化，在微观里就是对它进行测量，相当于，从外界介入了它的状态，他的状态被改变了。
从这个理论可以看出：一切事物的状态都不是确定的，除非进行观测。也就是谢耳朵对penny说道这个理论的初衷。爱因斯坦认为，量子力学只不过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述，这是一种唯象理论，它本身不是终极真理。
如何评价“薛定谔的猫”涉及唯心主义理论
二个碗，一个扣着小球，一个没有，当人们掀开碗时，才知道结果，实际上小球在那个碗下，在掀开前就是确定的，掀开后只是人“知道”了结果，而不是人的意识决定其结果的。薛定谔的猫，与上面例子：1、不同之处在于，客观事物（无论是宏观还是微观）都是在不断运动变化着的，比如在人们观测、或者说看到前，二种状态是不确定的；2、相同之处在于，在某一时刻、或某一地点（如上面小球在那个碗中）的状态是客观确定的，就是说是客观的而不是人主观观测的结果。以人的观测来决定物质变化的状态，是唯心主义，无论是怎样变换形式，比如以严格的数学推导的结论。数学来源于客观，但它是对客观现实的高度抽象（高等数学），而“观测”是人对客观现实的直观感受，二者虽有联系，但二者不完全等同。薛定谔的猫的错误就在于把二者完全等同了。
“薛定谔的猫”背后的物理学道理是什么
要论猫，的确就是薛定额的猫最奇特了，嗯……应该还有个噬元兽，这都是猫中的霸王啊，都是厉害的主。
薛定额的猫，之所以奇特，就是因为它处在生死叠加状态，我们常识无法理解的状态，而更加无法理解的则是，是我们主观上的意识，打破了这种生死叠加态，使猫不得不选择一个明确的状态，来适应我们的常识，要么死，要么亡，你不能即生即死，因此这个思想实验说的是，主观意识造成了结果的发生
当然，这是非常唯心主意的说法，但这的确是说明了我们对量子世界认识的缺乏，因为我们完全无法理解波函数是如何坍塌的（波函数就是粒子的概率函数），也无法明白波函数为什么会在测量时坍塌，而这个实验正是把粒子这种特性和宏观事物联系起来，让我们直观的了解到粒子的不确定性，而人为的观测则导致了结果的明确化
这本质就是说明了，我们认识的不足，若我们完全理解是什么使得粒子退相干，那么薛定额的猫必然不再神奇
