或許用量子退相幹理論解釋是最有說服力的,而且量子退相幹理論已經經由實驗獲得證明,是以這裡不妨解釋一下。

薛定谔沒有想到的是,“薛定谔的貓”這個本來用以攻擊諷刺哥本哈根學派的思想實驗卻成為未來幾十年内理論實體學家一直在鑽研探讨的命題。這個思想實驗的核心目的是駁斥哥本哈根學派關于量子力學在微觀領域的解釋不夠完備而建立的一座橋,橋的兩端連接配接着宏觀和微觀,即貓咪和可能衰變的微觀粒子。
粒子的衰變行為是疊加态,通過這座橋,那麼貓咪的死活也處于疊加态,這是荒謬和不符合邏輯的。但薛定谔在這個實驗中忽略了一個巨大的漏洞
即:粒子衰變觸發蓋革計數器,而蓋革計數器本身是宏觀物體。也就是說并非如薛定谔所言的:打開盒子這一行為導緻貓咪死活的波函數坍縮,而是由于蓋革計數器導緻的。
簡言之:貓咪的死活和人有沒有打開盒子,有沒有用眼睛看無關。和蓋革計數器(即測量行為)有關。
這恰好也是哥本哈根學派對薛定谔的貓這一思想實驗的解釋,看似無懈可擊,但實際上還存在一些問題
即:貓咪在進入盒子之後,到底存沒存在過即死又活的疊加态呢?蓋革計數器也同樣是由微觀粒子構成的物體,為何它能夠導緻粒子衰變行為的波函數坍縮呢?
關于這兩個問題,有過無數種理論來解釋,包括最富有科幻色彩的“平行宇宙”解釋,包括“隐變量理論”解釋,而目前最靠譜且被實驗證明的是“量子退相幹解釋”
何謂量子退相幹,簡單來說:量子系統的相幹性(便于了解可認為為疊加态)會與開放環境發生量子糾纏,這一過程使得量子系統的量子行為轉變為經典行為(即薛定谔方程中的波函數坍縮)。量子退相幹需要時間,而在宏觀尺度中,這一時間非常非常非常非常短。
如果把量子退相幹放入到薛定谔的貓這一實驗中用來解釋的話,那麼這個實驗是這樣的:
一個密封的盒子内放入一個量子系統(衰變粒子)它的衰變行為處于疊加态,接下來,将其他所有的實驗裝置:蓋革計數器,繼電器,錘子,毒藥瓶,貓咪同時放入盒子并關好盒子。
接下來,在極其極其極其極其短的時間内發生了如下的事情。
由于衰變粒子的外部環境發生了變化(加入了上述的物體),這個衰變粒子的量子系統與這一環境發生了量子糾纏,此時,盒子内的所有物體(包括盒子)都進入了疊加态。
由于量子退相幹,在這個極短的時間内,這一系統的疊加态發生了波函數坍縮,進入本征态(即确定狀态)
假設衰變粒子進入本征态是衰變狀态,那麼蓋革計數器就會觸發繼電器,砸下錘子,打破毒藥瓶子,貓咪也就死翹翹了。反之貓咪就還是活得好好的。
這種解釋看似平淡無奇,也曾經一度和“平行宇宙”的解釋類似,無法證僞。但在1996年,法國實體學家阿羅什首先定量觀測到輻射場的介觀疊加态的相位相幹性逐漸地因量子退相幹而被摧毀。而阿羅什本人也因為這個卓越的成果獲得了2012年的諾貝爾實體學獎。
看似這個困擾了實體學界數十年的淘氣的小貓咪終于被人類馴服了,但可惜的是:目前我們依然不清楚量子退相幹這個現象背後的實體機制。