量子力学究竟讲了什么？薛定谔的猫又怎么回事？不懂这些就落后了

假如现在我们抛一枚硬币，落地后我们观察到硬币是正面向上；那么问题来了，在我们观察之前，硬币向上的面是哪一面？乍一听感觉很荒唐，但就是这样一个荒唐的问题，在量子力学的科学家里引起了很大的争议，那么量子力学究竟是一门怎样的学说呢？薛定谔的猫又是怎么一回事儿呢？目前人类的量子力学研究处于什么状态呢？

带你了解量子力学

说到量子力学，我们就不得不提到我们熟悉的也是正在运用的叫做经典力学。在经典力学中，有一个显著的特点，就是确定性。什么意思呢？比如我们常见的原子，中心有一个原子核，核外有电子在做高速运转，在经典力学中，这颗原子的情况，比如原子核多大，质量多少，周围多少电子，电子轨道半径以及运转速率都是可以确定的；

而量子力学的特点就是不确定性，同样是之前的原子，同样是之前的问题，我们都变得不可知，并且不可知的原因并不是我们不知道，而是它本身就处于一种不确定的状态，科学家管这个状态称之为纠缠态。

那么我们如何确定这个原子的状态呢？方法就是测量，简单来说就是我们去亲自观测一下，那这个原子就不再处于纠缠态了，而是处于一种确定的状态，叫做本真态。但是我们知道，它可能拥有很多本真态，比如我们之前的硬币，就有正反两种确切结果，用量子力学来解释呢，就是在测量前这个事件随机的倒向了一个事件结果上，在我们观测的时候，展现了出来。

说到这里可能很多同学都会觉得，如果用量子力学来解释我们的世界，实在是解释不同啊。其实不光你这样觉得，很多研究量子力学的科学家也对量子力学充满怀疑。比如著名的科学家薛定谔，这个人对量子力学的研究贡献很大，曾经提出了著名的量子力学方程来解释量子力学的特征，但同时他也认为，这量子力学本身是一个不完备的理论，为此还提出了一个特别经典的例子，就是薛定谔的猫。

薛定谔

薛定谔构建了这样的一个封闭空间，里面有一只猫，有充足的食物、水、和氧气，同时在这个封闭空间中还有一瓶毒气，只要这个毒气释放出来，猫就死了。但是这个毒气是否释放，取决于毒气上方的一个控制装置，这个装置接收到粒子信号就会打开毒气，接受不到就不会打开，那么在不远处有一个放射源，他会在一段时间内随机的释放粒子信号，当然也可能不释放，就是这样一个装置。在这种情况下，猫的死活就和装置是否释放粒子直接相关。

薛定谔的猫

那么按照量子力学的观点，这个释放粒子的装置在我们没有观测它之前，它就处于释放粒子和没释放粒子的纠缠态，那么同时猫也就相应处于死和活的纠缠态了。这时候有同学会说，那我挖个洞或者听听声音不都能判断这只猫是死是活吗？这都不行，按照量子力学的观点，能够获取可以产生判断的信息，都属于观测的范围，在任何观测的情况下，纠缠态都会随机倒向一种本真态。

那么薛定谔就认为，生物怎么会出现一种不死不活的状态呢？说明这量子力学还是不够完备，一定有某种更加完备的理论，能够来补全量子力学，但是很可惜，人类还没有探索到。支持薛定谔的科学家还有很多，比如爱因斯坦，爱因斯坦还提出了一种月亮位置说来驳斥量子力学说，是在薛定谔之前的，内容都差不多，并且还说了啊'上帝从不掷色子'。

直到爱因斯坦死后，物理学界的科学家通过贝尔不等式实验对量子力学进行检验，给出了一个结果，他们认为量子纠缠状态确实存在，只不过存在于微观世界中，简单来说就是在微观世界中，几个不同性质的粒子相互作用后，粒子所拥有的特性就会彼此纠缠在一起，成为一个整体，无法再分开被单独描述，只能描述整体系统的性质，这就是如今的微观世界的量子纠缠，至于这种现象为何产生，则没有人能够解释。

关于量子力学，如今还只是一个理论学科，无数人想去证明他，但是也都没能做到，或许在未来人类有了更高认知之后，能够完全揭开他的面纱。