薛丁格的貓，是由物理學家薛丁格提出的一個思想實驗。薛丁格的本意其實很簡單，就是想透過一隻「既死又活」的貓來「噁心」玻爾為首的哥本哈根學派。
哥本哈根學派有一個核心思想：不確定性，或者疊加態，認為微觀粒子的狀態是不確定的，處於某種疊加態，而當我們對微觀粒子進行觀測時，疊加態就會發生「坍縮」，成為確定狀態。在薛丁格的貓這個實驗之前，先了解一下另外一個著名的實驗：電子雙縫干涉實驗，了解完之後，更有助於我們理解薛丁格的貓。
長期以來，物理學家們都認為電子是一種粒子，就像玻璃球那樣真實存在。但是當他們用電子做雙縫干涉實驗時，發現了顛覆他們三觀的結果。即便物理學家們發射的是單個電子，也就是每次只發射一個電子，隨著發射電子的總數量不斷累積，接收屏上仍舊會出現干涉條紋。雖然一開始接收屏上出現的亮點看起來雜亂無章，但當發射的電子總數量達到一定程度，那些原本看起來雜亂無章的亮點，逐漸成為有規律的明暗相間的干涉條紋。
如果說發射的是電子束，出現干涉條紋尚且可以被理解的話，那麼發射單個電子仍舊會出現干涉條紋，就讓人無法理解了，物理學家們也徹底呆了。為什麼？因為要想出現干涉現象，最起碼的條件是：必須有兩個粒子同時穿過不同的狹縫，然後才能干涉。問題來了：單個電子想要發生干涉，就必須同時穿過兩條狹縫，然後自己與自己發生干涉！
這怎麼可能？單個電子怎麼可能同時穿過兩條狹縫呢？就如同一個玻璃球，無論如何不可能同時穿過兩個洞。物理學家們自然很想知道電子到底是如何穿過兩條狹縫的，理論上想搞清楚很簡單，直接觀測不就行了嗎？
但是不觀測不要緊，觀測之後物理學家們更呆了：電子好像早就提前知道有人會觀測了，乖乖地從某一條狹縫穿過，而接收屏上的干涉條紋也隨之消失了。這意味著什麼？意味著觀測會影響最終的結果。當我們不觀測時，電子穿過兩條狹縫的機率都是 100%，也就是同時穿過兩條狹縫。而當我們觀測時，電子穿過某一條狹縫的機率就是 50%，只會選擇某一條狹縫穿過！
下面再來具體講述一下薛丁格的貓這個思想實驗。實驗其實很簡單，一個密封的箱子，裡面有一隻貓，放射性元素，開關，鐵錘還有裝有毒氣的瓶子。放射性元素會發生衰變，一旦衰變，就會觸動開關，鐵錘落下砸碎瓶子，釋放出來的毒氣就會把貓毒死。如果不衰變，貓自然不會被毒死。於是，貓的生死就取決於放射性元素是否會發生衰變。但按照量子力學不確定性和疊加態原理，放射性元素是否衰變是不確定的。
注意，這裡的不確定，不是說放射性元素可能衰變也可能不衰變，而是處於同時衰變與不衰變兩種疊加狀態，說白了，放射性元素衰變與不衰變的機率都是 100%，而不是 50%，只有當我們觀測時，放射性元素衰變與不衰變的機率才會坍縮為 50%，也就是或者衰變，或者不衰變。
用宏觀物體來打比方就知道這種疊加態有多不可思議了。就像我們擲硬幣時，在某一時刻，硬幣的狀態在我們看來是不確定的，但這種「不確定性」與量子世界的不確定性有本質區別，嚴格來講硬幣的正反狀態並不是不確定，只是我們不知道而已。但是硬幣的狀態肯定只有一種，或者是正面，或者是反面。但在量子世界，硬幣的狀態就是「既是正面也是反面」的疊加態！
於是，既然放射性元素同時處於衰變與不衰變的疊加態，那麼箱子裡的貓自然也就處於「既死又活」的疊加態，也就是說，貓活著的機率是 100%，死去的機率同樣也是 100%。當我們打開箱子觀測的一瞬間，貓生和死的機率才會各降到 50%！
顯然，這樣的貓完全違背了我們的基本世界觀，一隻「既死又活」的貓怎麼可能存在？當初薛丁格其實也是利用「既死又活」的貓質疑諷刺哥本哈根學派的不確定性詮釋。薛丁格的貓只是一個思想實驗，言外之意，不可能在現實中做這樣的實驗親自驗證。但起碼從理論上來看，薛丁格的貓無懈可擊，因此面對讓人抓狂的那隻「既死又活」的貓，物理學家們需要給出解釋。
目前來看，主要有兩種解釋：平行宇宙（多世界詮釋），還有就是去相干詮釋。多世界詮釋認為，在我們觀測的一瞬間，宇宙就發生了分裂，在我們的宇宙只能看到貓的某種狀態，比如說一隻活貓。但這並不代表死貓沒有出現，它只是出現在了另外一個世界，所謂的平行宇宙。
更深的含義就是，由於在我們的世界，觀測行為無處不在，意味著我們的每次觀測，每次決定，都會讓宇宙發生分裂。在面臨多種可能的選擇時，我們只能做出一種選擇，被放棄的其他選擇並沒有真的被放棄，只是出現在了平行宇宙裡。
多世界詮釋太瘋狂了，很難被我們接受，同時更難在實驗中去驗證。而去相干詮釋就相對合理多了。所謂去相干，指的就是「量子去相干」。具體來講就是，微觀粒子的量子效應會因為量子去相干而變得消失無蹤，促使系統的量子行為變遷成為經典行為。
任何微觀粒子都不可能獨立存在，不可能與外部環境沒有任何交集。就拿薛丁格的貓這個實驗來講，實際上根本不用我們觀測，早就有某些物體替我們「觀測」了。因為觀測顯然並不僅僅指「用眼睛看」，任何相互作用都可以理解為「觀測」。
即便是裝有貓的箱子完全封閉，也不可能隔絕清除掉所有物質，比如說微中子就無處不在。退一萬步講，即便能隔離清除掉所有外部物質，起碼還存在貓，瓶子，開關等物體吧，這些東西同樣會影響到放射性元素的狀態。
說白了，貓自身的「觀測」早就讓放射性元素發生「波函數塌縮」了，從衰變和不衰變的疊加態坍縮為「或者衰變或者不衰變」的唯一確定狀態。而最大的問題就是：觀測為什麼會影響微觀粒子的量子系統？到底是如何影響的？
這個看似簡單的問題，其實直到今天也沒有得到完美解釋。有人可能會說，觀測行為就意味著光子會與微觀粒子發生相互作用，對微觀粒子造成一定程度的擾動。這種解釋雖然更符合我們的日常生活認知，其實是站不住腳的，因為如果觀測行為干擾了微觀粒子的量子狀態，就意味著在觀測之前，就已經存在某種確定的量子狀態了，顯然這就出現了矛盾，因為觀測之前的狀態是不確定的。
那麼，到底該如何解釋呢？我只能很尷尬地說：不知道！不僅僅我不知道，物理學界大佬們也不知道。這也是為什麼物理學家費曼會這樣說：如果你第一學量子力學，認為自己已經懂了，那恰恰說明你根本不懂！因為世界上沒有誰真的理解量子力學，起碼目前是這樣的。
觀測行為為什麼會影響微觀粒子的量子狀態，目前的主流解釋就是哥本哈根詮釋，也就是不確定性和疊加態。觀測行為會導致微觀粒子的波函數發生坍縮，至於為什麼會坍縮，就像剛才所講的：不知道。物理學家們只是根據結果來進行倒推，也就是說，物理學家們只是觀察到了微觀粒子的「波函數」發生了坍縮，然後就用「波函數塌縮」總結或者解釋觀測行為，但並不知道坍縮的原因。
說白了，波函數塌縮其實就是假設或者說公理。這與「光速不變原理」其實是一樣的，物理學家們並不知道光速為什麼是不變的，只是觀測到了光速不變，於是就假設「光速不變」。科學上的很多發現都是這樣的，我們只是觀察到了某種結果，但並不知道背後的底層邏輯到底是什麼。
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