[科普中国]-薛定谔的猫变身记

小猫咪我已经活过了84个春秋，我的主人薛定谔在1935将我创造出来，可是他并不是想让我做宠物，当然更不是想将我烤成香喷喷的猫肉，而是更加恶毒地将我扔到一个装有有毒气瓶子的笼子中，并在笼子中放进了放射性元素。

事情到底是怎样子的呢？请大家听我娓娓道来，替我洗刷掉冤情，将我从水深火热的世界中拯救出来。求求你了，一定要将我从水深火热中拯救出来，我真是比窦娥还冤呀！

但是也不是那么容易地就能将我拯救出来的，必须历经九九八十一次磨难啊。

1. 化身子弹

首先大家要能回答一个问题，这是重中之重的关键问题，涉及到能不能将我救出来的关键。

这个问题就是：“一颗子弹能够同时穿过两个有一定距离的小孔吗？”要注意是同时喔！同时！

相信大家都认为这是不可能发生的事情对吧。

其实我就是由这个魔幻的实验变身而来的薛定谔的小猫咪，我拥有着无边无际的法力。

那时候我还是一颗类似子弹的微小粒子，在微观世界中忽然遇到一个上帝。

他刁难地对我说道，”除非你能够同时穿过那两个小孔，否则我就要将你杀死。“

这也就是为什么我会问大家上面那个问题。

这个上帝真是歹毒无比呀！他想我死无葬身之地！！！

幸好这对于我来说不过是一件小儿科的事情。

我在微观世界中，远远地看着那两个小孔，发现周围没有任何人在观察我，于是我就瞬间穿过了那两个小孔。

哈哈！上帝想我死，那是不可能的事！

但是上帝又刁难我说，我在撒谎，要我拿出证据出来。他说他要看着我同时穿过那两个小孔才会相信我，口说无凭。

可是我的法力在上帝的观察下就会完全失效，在上帝眼睁睁的注视中我只能穿过一个小孔，根本不可能穿过两个小孔。

“就说你是个偷鸡摸狗的骗子吧，现在你只穿过一个小孔，从始至终你都在骗我。以为至高无上的神是这么好欺骗，是这么容易蒙混过关的吗？”上帝盯着我奸笑道。

我真是有苦难言啊！我这个法力在别人的观察下是会完全失效的，只能穿过一个小孔。

我不甘心就这样死去，于是我从地球上找来一大堆科学家。这些科学家都是无比诚实，老实巴交的人，我让他们来帮我澄清我没有说谎的事实。

2. 化身能量子

我第一个找的人叫普朗克，他是一位地地道道的理论物理学家。当初慕尼黑的物理学教授叫他不要学物理，还好这个小子没有听他的话，要不我也不可能找他了。

我首先让他研究一个现象，叫做“紫外灾难”。

那时科学家们都认为能量是连续不断，就像一束光看起来像是延绵不断的那样。

所谓的“紫外灾难”就是一个黑体被不断地加热，导致温度不断提高，在这个过程中黑体会不断向外发射出电磁波。

由于当时的物理学家认为能量是连续的，所以当黑体自身的温度不断升高时，它就会散发出频率越来越高的能量，理论上能量最后会趋向无穷大。但是最后得出的结果和实验不符和，这就是当初物理学家臆想的“紫外灾难”。

当时我找到普朗克，让他计算出和实验相符合的那条曲线，他就是据此将我创造出来的。

对的，这时候我已经变身为能量子，也就是普朗克所说的能量应该是一份一份，也就是量子化的，每一小份的能量大小应该是hv。而不是像其它物理学家臆想的那样，能量应该是连续的。

这个就是我的其中一个性质，也就是我为什么能够化身为子弹的重要原因。

可是普朗克提出这个能量子这个概念的时候，他自己也不敢相信。还说他算出来的这个结果，不代表着黑体产生的辐射场本身具有不连续性。

所以上帝说我的证据严重不足，迫于无奈，我只能找下一位物理学家。

3. 化身光子

我找的第二位物理学家叫爱因斯坦，他是被公认为当今世界最伟大的物理学家。

我心想，找到爱因斯坦这个权威来证明，上帝就不会再说我的证据不足了吧。

我让爱因斯坦研究一个实验，也就是著名的光电效应实验，爱因斯坦还因此获得了物理学诺贝尔奖。

由于当时的物理学家认为光也应该是连续的，也就是电磁波应该是连续的。（麦克斯韦方程组证明出光和电磁波是同一种物质）

这个实验是这样的，我让一个人在下面这个电路中，透过窗口射入一束光。一开始这束光的频率比较低，这时候电流表的指针没有出现任何偏转。

于是我又让那个人不断地增大光照强度，但奇怪的是，这时候电流表的指针仍然没有任何偏转。这让当时所有的物理学家彻底震惊了！

因为按照这些物理学家的观念，光应该是连续的，当增大光照强度的时候，金属板就会吸收到足够的能量，引起其中电子的逃逸，所以应该会产生电流。

但在实际实验中没有观察到有一丝电流产生！

那一群物理学家不甘心，于是又改变了光的频率，将照射光的频率逐渐增大。当入射光的频率增大到某一个特定值时，电流表居然破天荒地偏转了，产生了电流。并且继续增大入射光的频率的时候，仍然会有电流产生。

于是我找到爱因斯坦，在他的脑袋中幻化成一粒粒光子。爱因斯坦兴奋地一拍脑袋说道：“对呀，这里的光应该是光子，应该是不连续的。”

“当光束照射在金属板上时，光子一个一个地打在它的上面。金属中的电子要么吸收一个光子，要么完全不吸收。所以才会有上面的现象。”爱因斯坦解释道。

这时候我才发觉我还是太天真了。

上帝又刁难我说，我相信你是能变成一个个粒子，但这和你能同时穿过两个狭缝有什么关系吗？

4.化身为波

面对上帝的质疑，我彻底没辙了。因为我发现整个物理学界都没有人能够解决这个问题，所以我从文学界搬来了一个救兵，他就是德布罗意！

德布罗意大学本科是学历史的，后来他在的我的指引下，对物理产生了浓厚的兴趣。最后在我的怂恿下，博士转到了物理专业。

于是我立刻就让德布罗意研究当时最难的物理学问题，也就是怎样证明我能同时穿过两个小孔！

这时候德布罗意发挥出他天马行空的想象力，认为光子不应该仅仅是粒子，也可能是波。

这个天才般的想法也正是他从文学那里借鉴过来的，因为在哲学中万事万物都是有其内在矛盾性的。

所以德布罗意认为光子也应该具有其内在矛盾性，他这篇博士论文还因此获得了诺贝尔物理学奖。

他在论文中列出了著名的德布罗意方程组，如下图所示。

在方程的左边我是粒子，在方程的右边我是波，这一发现让所有物理学家彻底惊呆了。

我既是波，又是粒子？也就是说我既是连续的，又是不连续的？

上帝再次嘲弄我，说我自己都没办法自圆其说，又怎么能相信我能同时穿过两个小孔呢？

其实我想说的是，我既不是波，又不是粒子。但我就是能同时穿过两个小孔，只要…只要上帝瞎了眼，不看我就行。

这样我一定能同时穿过两个小孔！

5.化身为猫

上帝为了惩罚我，找了一个风流倜傥，拥有多位情人的物理学家来反驳我的狡辩。

这个可恶无比的人就是薛定谔，他将我变成了一只猫！

他将我关在一个笼子中，这个笼子里面装着一个一瓶毒药，毒药上面有一个锤子，而锤子由一个开关控制，开关又由放射性原子控制。如果放射性原子发生衰变，就会放出α粒子，触动开关，锤子落下，砸碎药瓶，释放药瓶里面的毒性气体，然后我就会死。

"已经知道我在一天的时间内，有一半衰变的概率。那么一天过后的我应该是活着，还是已经死了呢？"

上帝说只有当我能回答出这个问题，才能将我从笼子里释放出来，脱离既是活着又是已经死了的叠加状态。

求求救苦救难各位读者，帮我想想办法，将我从既死又活的状态，并且装着毒药的笼子中拯救出来，脱离上帝的魔爪！

注释：

黑体：能吸收射到其上的全部辐射的物体，这种物体就称为绝对黑体，简称黑体。