我們都知道，量子力學(xué)雖然是由普朗克創(chuàng)建，可是對量子力學(xué)的發(fā)展和完善卻是由玻爾領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根學(xué)派完成的。
哥本哈根領(lǐng)導(dǎo)人玻爾和手下大將海森堡、泡利
哥本哈根詮釋也成為了量子力學(xué)的正統(tǒng)解釋。波恩的概率解釋、海森堡的不確定性原理和玻爾的互補(bǔ)原理，三者共同構(gòu)成了量子論“哥本哈根解釋”的核心，他們構(gòu)成了微觀世界的框架，影響了我們對于整個宇宙的認(rèn)識，也左右了未來物理學(xué)研究的導(dǎo)向。
玻恩認(rèn)為， 由于觀測精度有限，有些物理現(xiàn)象尤其是微觀物理現(xiàn)象要像經(jīng)典物理那樣精確是不可能的，只能以概率解釋。即使是經(jīng)典物理，也不能做到絕對的精確，只是有些誤差可以忽略罷了。
泡利和玻恩（敢捏泡利的可不多。。。）
玻恩的統(tǒng)計(jì)解釋認(rèn)為:波函數(shù)在某一時刻在空間的強(qiáng)度,即其振幅絕對值的平方與在這一點(diǎn)找到粒子的幾率成正比,和粒子聯(lián)系的波是概率波。波函數(shù)Ψ因此就稱為概率幅
玻恩的統(tǒng)計(jì)解釋提出之后，波函數(shù)Ψ的絕對值的平方因此就稱為概率幅，玻恩成功地解釋了以反對量子力學(xué)為目的的薛定諤方程中波函數(shù)的物理意義。這種統(tǒng)計(jì)或概率方法，和它所伴隨的非連續(xù)性波函數(shù)坍縮，成功策反了薛定諤方程，成為了量子力學(xué)的核心。
物質(zhì)波的波函數(shù)物理意義
玻爾則有一句著名的話：“電子的真身，或者電子的原型？本來面目？都是毫無意義的單詞，對我們來說，唯一知道的只是我們每次看到的電子是什么。我們看到電子呈現(xiàn)出粒子性，又看到電子呈波動性，那么當(dāng)然我們就假設(shè)它是粒子和波的混合體。我們無需去關(guān)心它“本來”是什么，也無需擔(dān)心大自然“本來”是什么，我只關(guān)心我們能“觀測”到大自然是什么。電子又是粒子又是波，但每次我們觀察它，它只展現(xiàn)出其中一面，這里的關(guān)鍵是我們“如何”觀察它，而不是它“究竟”是什么。”
玻爾更是因此提出了互補(bǔ)性原理：原子現(xiàn)象不能用經(jīng)典力學(xué)所要求的完備性來描述。在構(gòu)成完備的經(jīng)典描述的某些互相補(bǔ)充的元素，在這里實(shí)際上是相互排除的，這些互補(bǔ)的元素對描述原子現(xiàn)象的不同面貌都是需要的。
所以既然物質(zhì)具有波粒二象性。根據(jù)互補(bǔ)原理，一個實(shí)驗(yàn)可以展示出物質(zhì)的粒子行為，或波動行為；但不能同時展示出兩種行為。（提取重點(diǎn)哈～）
戰(zhàn)斗力彪悍的玻爾
海森堡的測不準(zhǔn)原理則是指，你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度，粒子位置的不確定性，必然大于或等于普朗克常數(shù)除于4π（ΔxΔp≥h/4π）。
普朗克常數(shù)是在量子物理學(xué)中非常重要的一個自然常數(shù)，也是一個物理常數(shù)，可以說在描述量子（一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，并把最小單位稱為量子，是能量的最小單位）大小方面具有非常重要的地位，是德國的著名物理學(xué)家和量子學(xué)的創(chuàng)始人馬克斯.普朗克 1900 發(fā)現(xiàn)的。
普朗克發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份地進(jìn)行的，由此普朗克得出來世界上不連續(xù)的結(jié)論
普朗克常數(shù)記為 h，是一個物理常數(shù)，普朗克常數(shù)用以描述量子化、微觀下的粒子，例如電子及光子，在一確定的物理性質(zhì)下具有一連續(xù)范圍內(nèi)的可能數(shù)值。在第 26 屆國際計(jì)量大會(CGPM)表決通過，普朗克常數(shù)的精確數(shù)約為：h=6.62607015×10-34 J·s
這個理論是說，你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度，粒子位置的不確定性，必然大于或等于普朗克常數(shù)除于 4π ，這表明微觀世界的粒子行為與宏觀物質(zhì)很不一樣。
大家看得懂這張圖嗎
海森堡指出，要想測量粒子的位置和速度，最好是用光照到一個粒子上的方式來測量，一部分光波被此粒子散射開來，由此指明其位置。但不可能將粒子的位置確定到比光的兩個波峰之間的距離更小的程度，所以為了精確測定粒子的位置，必須用短波長的光。
但普朗克指出，不能用任意小量的光，至少要用一個光子，而這個光子會擾動粒子，并以一種不能預(yù)見的方式改變粒子的速度。
如果要想測定一個粒子的精確位置的話，那么就需要用波長盡量短的波，這樣的話，對這個粒子的擾動也會越大，對它的速度測量也會越不精確；如果想要精確測量一個粒子的速度，那就要用波長較長的波，那就不能精確測定它的位置。
總結(jié)來說，你選擇以確定電子位置的實(shí)驗(yàn)本身，就導(dǎo)致了你無法對電子的動量進(jìn)行精密的測量！玻爾為首哥本哈根派認(rèn)為，這一測不準(zhǔn)原理是自然界固有的不確定性導(dǎo)致的！
簡而言之，人類并不能獲得實(shí)在世界的確定的結(jié)果，只能由這次測量推測下一次測量的各種結(jié)果的分布幾率，而無法對事物在兩次測量之間的行為做出具體描述。
哥本哈根詮釋的三大核心原理，前兩者摧毀了經(jīng)典力學(xué)構(gòu)建的嚴(yán)格因果性，互補(bǔ)原理和不確定原理又合力搗毀了世界的絕對客觀性。量子力學(xué)構(gòu)建了一個前所未有的世界，它與我們的常識相違背，與我們所看見的宏觀世界格格不入。但是，它卻能夠解釋量子世界一切不可思議的現(xiàn)象。
在一起互相研究交流的哥本哈根學(xué)派眾人
但哥本哈根詮釋恰恰也是愛因斯坦的相對論所無法接受的，相對論雖然推翻了牛頓的絕對時空觀，卻仍保留了嚴(yán)格的因果性和決定論。
為此他說了一句非常經(jīng)典的話：“上帝并不是跟宇宙玩擲骰子游戲?！?/p>
兩個人有趣的回?fù)?/p>
1935年，已經(jīng)在和玻爾論戰(zhàn)中敗北三次的愛因斯坦發(fā)表論文，直言道：“ 物體應(yīng)該有實(shí)在的要素——準(zhǔn)確的數(shù)值和性質(zhì)，然而量子理論僅僅給出了概率 ?！?/p>
愛因斯坦領(lǐng)導(dǎo)下的哥本哈根反對派，薛定諤是其中的一員大將，雖然他永遠(yuǎn)打著反對量子力學(xué)的旗號，可是每次的反擊都是在為量子力學(xué)添磚加瓦，對量子力學(xué)的完善和成熟發(fā)揮了重要作用，堪稱愛因斯坦旁邊的“豬隊(duì)友”，數(shù)次幫助玻爾撂翻了愛因斯坦。
比如這次，薛定諤同樣對愛因斯坦的論文表示極大的支持。
薛定諤表示“公開地要求那些武斷的量子力學(xué)支持者們解釋我們曾在柏林熱切討論過的東西”。愛因斯坦與玻爾相識于柏林，他們兩人就是在這里開始產(chǎn)生分歧，當(dāng)時薛定諤也在。
僅僅十天后，愛因斯坦就給薛定諤寫了一封回信說“這場沉浸在認(rèn)識論中的鬧劇可以休矣”。
而在這份信中，愛因斯坦舉了這樣的一個例子：兩個一模一樣的密閉盒子，在其中一個盒子中放入一個球，在打開任一盒子之前，按常理來說，在第一個盒子中找到球的概率應(yīng)該是50% 。但愛因斯坦并不認(rèn)為這是一個完備的描述，他相信在原子領(lǐng)域一定有一個合適的理論，可以計(jì)算出一個確切的數(shù)值。在他看來，僅僅計(jì)算出概率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
我和大家說一下，正如前面所言，愛因斯坦用找到球的概率來指代量子力學(xué)，而他按照自己創(chuàng)立的相對論觀點(diǎn)則認(rèn)為可以計(jì)算出一個確切的數(shù)值。
受這封信的啟發(fā)，物理史上的最強(qiáng)神獸薛定諤的貓誕生啦，他是薛定諤用來反擊量子力學(xué)的終極武器。
薛定諤的貓是指在一個盒子里有一只貓，以及少量放射性物質(zhì)。之后，有50%的概率放射性物質(zhì)將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，同時有50%的概率放射性物質(zhì)不會衰變而貓將活下來。
根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，在盒子里必將發(fā)生這兩個結(jié)果之一，而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結(jié)果。但是在量子的世界里，當(dāng)盒子處于關(guān)閉狀態(tài)，整個系統(tǒng)則一直保持不確定性的波態(tài)，即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開后才能夠知道。
這里涉及到了一個電子雙縫實(shí)驗(yàn)，就是我們前面講到的的電子究竟是粒子還是波的問題，在德布羅意提出了波粒二象性之后，戴維孫和革末通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了一切物質(zhì)都具有波粒二象性后。量子力學(xué)認(rèn)為當(dāng)人們沒有對粒子進(jìn)行觀察的時候，它們是以波的形式運(yùn)動，由于存在干涉，穿過雙縫后會出現(xiàn)一道道痕跡。一旦觀測后，它們立刻選擇成為粒子，就不會產(chǎn)生干涉，穿過雙縫留下痕跡。（電子屬于粒子的一種）
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)本來是薛定諤用來打臉量子力學(xué)的，因?yàn)樗荚谡撟C量子力學(xué)對微觀粒子世界超乎常理的認(rèn)識和理解，這會使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理，客觀規(guī)律不以人的意志為轉(zhuǎn)移，貓既活又死違背了邏輯思維。
根據(jù)量子力學(xué)的理論，在不打開盒子的情況下“ 此時既可以說貓是活的，又可以說貓是死的。 ”然而這含生又包含死的狀態(tài)不能被用來描述現(xiàn)實(shí)的狀況。
可惜，薛定諤忘記了量子力學(xué)是旨在探究微觀領(lǐng)域，而非宏觀世界，有時候宏觀世界是無法用來解釋微觀世界的。量子力學(xué)的一個中心原則就是粒子可以存在于疊加態(tài)中，能同時擁有兩個相反的特性，也就是我們說的波粒二象性。盡管我們在日常生活中常常面對“不是A就是B”的抉擇，而但在微觀世界中是可以接受“既是 A 又是 B”的，就好像我們經(jīng)常說一個人，不能簡單判斷他是善惡一樣。
薛定諤的貓被放出不久就成功叛變，成為了量子力學(xué)的護(hù)法神獸，并且?guī)椭绫竟鶎W(xué)派撥開了籠罩在量子力學(xué)上的迷霧，讓大家看清了量子力學(xué)的本質(zhì)—— 一個量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。（量子疊加態(tài)原理）
伴隨著薛定諤的貓叛變，愛因斯坦和玻爾的論戰(zhàn)又失敗告終
在過去的幾十年里，物理學(xué)家成功地在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了多種薛定諤貓態(tài)，將物質(zhì)微粒轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹仁?A 又是 B”的疊加態(tài)，并探測它們的性質(zhì)。盡管薛定諤仍然十分倔強(qiáng)地表示保留意見，然而每一次測試結(jié)果都符合量子力學(xué)的理論預(yù)測。
而2015 年瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家成功拍攝出光同時表現(xiàn)波粒二象性的照片，則更是百分百實(shí)證了量子力學(xué)的理念。
照片中，底部的切片狀景象展示了光線的粒子特性，頂部的景象展示了光線的波特性。
薛定諤的貓本來是用來挫敗量子力學(xué)的一個思想實(shí)驗(yàn)，卻成為闡述量子力學(xué)本質(zhì)的一個經(jīng)典比喻之一，也向我們揭示了廣闊的微觀世界是充滿神秘、未知、兇險(xiǎn)的。
作為愛因斯坦的隊(duì)友，薛定諤的貓不僅撂倒了薛定諤也打臉了愛因斯坦，愛因斯坦那句著名的話；”上帝不玩骰子“，薛定諤的貓卻成為最好的論證：上帝似乎是玩骰子的。
