原子的状态要用波函数来描述,这是由于原子的尺度极小不得不考虑量子效应导致的。波函数是一个关于时间和空间坐标的复函数,其物理意义是函数值模的平方代表该时、该地粒子出现的概率大小。注意是平方代表概率,而函数值本身(可能不是实数)是没有物理意义的,这个函数值也叫概率幅。
要描述原子在某时某刻的状态,由于不确定性,只能通过概率来描述,但要注意:不同状态的叠加并不是简单的概率叠加,而是概率幅的叠加。这是由于薛定谔方程本身是线性微分方程决定的,把波函数平方以后,方程不再是线性的,就是说具有具体意义的概率是不可以叠加的。这也是一个电子也会显现出干涉的原因。
在没打开箱子之前,原子的状态要用破函数来描述,原子处于叠加态的实质是波函数依概率的加权叠加,此时原子的状态是不确定的。因此可以说猫的死/活的混合状态是由于死与活两种状态出现干涉导致的。
而第二种情况是典型的经典情景,在这种情况下概率的叠加符合经典的概率论。比如说你仍一枚硬币,只可能有正反两种情况,而且概率都是50%,那么现在问扔出一枚硬币后不是正就是反的概率是多少?答案自然是50%+50%=100%。因此,楼主不必担心自己处于不生不死的纠结状态,因为你是经典的物体,你的状态不使用波函数描写的,你没有概率幅,你的生与死两种状态之间不会出现干涉现象。
如果你足够较真,可能会反驳我:“我虽然是一个宏观的人,但我是由很多微观粒子组成的呀,所有粒子不同状态之间都在干涉,凭什么我自己没有干涉?”原因就在于,由于粒子很多,而且相互之间不同步,干涉项之间互相抵消了,在相当大的概率下,你是不会出现叠加态的。
薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个理想实验,试图阐述宏观尺度是否遵从微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来,以此证明量子力学在宏观状态下的不完备性。随着物理学的发展,薛定谔的猫还牵引出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。