薛定谔的猫是物理还是数学（薛定谔的猫只是物理学）

说起量子力学，可能有点陌生，但是提到薛定谔的猫，不少人都有所耳闻。薛定谔的猫也因此成为物理学的一大“神兽”，不过还有另外三大“神兽”，它们都曾为物理学的进步做出过重要贡献，究竟是哪三个呢？

首先我们了解一下大名鼎鼎的薛定谔的猫。

虽说薛定谔这个名字很像中国人，但实际上是奥地利物理学家，它是量子力学的奠基人，推动了分子生物学和波动力学的发展。

在量子力学领域，他提出的薛定谔方程是描述微观粒子的基本定律，有多重要呢？牛顿的三定律对经典力学有多重要，薛定谔的方程就有多重要。

因此，薛定谔对物理的贡献还有很多，获得诺贝尔物理学奖就是有力的证明，说薛定谔是量子力学的奠基性大咖一点不夸张，量子力学界的牛顿。

不过，了解量子力学的人并不多，真正让他广为人知的是薛定谔的猫这个思想实验，是量子力学绕不开的一个实验。

薛定谔的猫究竟是什么实验呢？首先，这是一个思想实验，因为尖端科学受实验条件，现阶段科技水平限制，许多实验都是现实无法操作，只能靠理论推导，做思想实验之类来尝试证明，薛定谔的猫正是这样诞生的。

其次我们来看一下这个实验的主要步骤。

第一步，在头脑中想象有一个密闭的箱子，不打开看不到内部，里边关着一只猫，放着一瓶有毒氰化物，以及一粒半衰概率为二分之一的镭元素。

如果镭元素发生了半衰，就会撞击氰化物，导致其泄露，猫会被毒死；如果镭元素没有发生半衰，氰化物不会泄露，猫安然无恙。

第二步，关上箱子等待。这个过程中，人看不到箱子内部的情况，谁也不知道镭元素是否半衰，从量子力学来看，镭元素处于半衰和未半衰的叠加状态，猫也处于死和生的叠加状态。在箱子打开之前，谁也不知道猫是死是生，它既是死的，也是活得。

这一观点和我们的生活常识大相径庭，引发人们的激烈讨论。薛定谔的猫实验并不是要哗众取宠，让大家恐慌，而是揭露量子力学的不完善和不确定。

• 麦克斯韦妖

量子力学界有薛定谔的猫，热力学界有麦克斯韦妖。

詹姆斯·麦克斯是英国著名的物理学家、数学家，他出生在苏格兰的爱丁堡，对经典电动力学和统计物理学贡献巨大，是奠基性人物。电磁对现代电工业的不可或缺，甚至可以说没有电磁就没有现代电工业和现代工业文明，我们的世界是电动的。

麦克斯韦不仅在电磁学、电动力学成就斐然，他对热力学也有所研究，并提出了麦克斯韦妖的实验，反驳热力学第二定律，广为人知。

什么是热力学第二定律呢？如果说“熵增定律”对理工科感兴趣的人大概就听说过了，假设有一个完全封闭的系统，里面的混乱程度定义为“熵”，如果熵值越大，就代表封闭系统内的混乱程度越高，反之亦然。

举个例子，煤炭燃烧。煤炭本来是固体，有一个初始的熵，在燃烧过程中，煤炭变成气体和热量，这个系统内部的熵就变得更加混乱了。

• 拉普拉斯妖

科学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出的假设更加玄幻，他假设存在一个恶魔，可以准确得知宇宙中所有原子的位置和动量。

基于这些知识，恶魔可以了解宇宙从生到死的一切事情。意思就是如果人类能知道所有原子的信息，就可以知道宇宙的生死，过去与未来，有些许确定论的意味，这个实验没有留下重大影响。

• 芝诺龟

说起芝诺大家就比较熟悉了，他是古希腊的著名哲学家、物理学家，埃利亚学派的代表人物，和巴门尼德是好友。

芝诺一生中提出了许多关于运动不可分性的悖论，这也是与埃利亚学派一脉相承的地方，其中芝诺龟可谓是名声大噪。

芝诺假设有一个善于跑步的人和乌龟赛跑，如果是乌龟先出发，虽然人的跑步速度远远大于乌龟，但是他永远追不上乌龟。

这显然违背了我们的常识，而且小学追击问题就解决了这个问题，后出发者只要速度够快是可以追上前者的。

但是我们不能用今天的知识背景去理解古人的理论，每个时代都有局限性。我们来看芝诺是如何解释自己的假设的。

假设善于跑步的阿基里斯速度是10m/秒，乌龟速度是1m/秒，阿基里斯速度是乌龟的十倍、让乌龟先跑100米，阿基里斯开始追赶，按常识阿基里斯很快就会追上乌龟。

但是芝诺提出，如果时间可以无限分割，乌龟会有无数个起点，阿基里斯到达乌龟上一个起点时，乌龟已经到达下一个起点，所以阿基里斯永远追不上乌龟。

当时的人们虽然知道按常识这是错误的观点，却没有有力的理论可以反驳，后来微积分理论的诞生很好地解决了这个悖论。

真理是有范围的，在一定时期，一定范围里是真理，但是超越了限制就会变成谬误。 科学总是在试错中进步，当我们推翻了过去的某一理论甚至是真理，就代表着我们向永恒真理迈进了一步。