在量子物理学中，粒子同时存在于多种状态，直到你测量它们。 现实真的可以那样吗？
量子力学的标准解释非常强调测量行为。 在测量之前，量子系统同时存在于许多状态。 测量后，系统“崩溃”为一个特定值，因此很自然地会问当测量没有发生时到底发生了什么。 没有明确的答案，不同的想法可能会朝着一些非常疯狂的方向发展。
物理学家在 20 世纪初开始研究亚原子系统时学到的第一个教训是，我们并不生活在一个确定性的宇宙中。 换句话说，我们无法准确预测每个实验的结果。
例如，如果你通过磁场射出一束电子，一半的电子会朝一个方向弯曲，而另一半会朝相反的方向弯曲。 虽然我们可以对电子作为一个整体的去向建立数学描述，但在我们实际进行实验之前，我们无法说出每个电子将朝哪个方向移动。
在量子力学中，这被称为叠加。 对于任何可能导致许多随机结果的实验，在我们进行测量之前，系统被认为同时处于所有可能状态的叠加状态。 当我们进行测量时，系统会“崩溃”成我们观察到的单一状态。
量子力学的工具可以从这种混乱中找出一些道理。 量子力学没有给出系统将如何演化的精确预测，而是告诉我们叠加（代表所有不同的结果）将如何演化。 当我们进行测量时，量子力学会告诉我们一个结果优于另一个结果的概率。
就是这样。 标准量子力学没有说明这种叠加实际上是如何工作的，也没有说明测量是如何将叠加折叠成一个单一结果的。
薛定谔的猫
如果我们按照这种思路得出其合乎逻辑的结论，那么测量就是宇宙中最重要的行为。 它将模糊概率转化为具体结果，并将奇异的量子系统转化为我们可以用感官解释的可验证结果。
但是，当我们不测量它们时，这对量子系统意味着什么？ 宇宙到底是什么样子的？ 是否一切都存在但我们根本没有意识到它，或者在测量发生之前它是否真正具有定义的状态？
具有讽刺意味的是，量子理论的创始人之一埃尔温·薛定谔（正是他的方程式告诉我们叠加态将如何随时间演化）反对这种思路。 他开发了著名的盒子里的猫思想实验，现在被称为薛定谔的猫，以展示量子力学是多么荒谬。
这是一个高度简化的版本。 将一只（活的）猫放在盒子里。 还要在盒子里放一些与释放有毒气体有关的放射性元素。 你怎么做并不重要； 关键是要在情况中引入一些量子不确定性成分。 如果你稍等片刻，你将无法确定元素是否已经衰变，因此你将无法知道毒液是否已经释放，从而无法知道猫是死是活。
在量子力学的严格阅读中，猫在这个阶段既不是活的也不是死的； 它存在于生与死的量子叠加中。 只有当我们打开盒子时，我们才能确定，而且正是打开盒子的行为让叠加瓦解，猫（突然）以一种或另一种状态存在。
薛定谔用这个论证来表达他的惊讶，这可能是一个连贯的宇宙理论。 在我们打开盒子之前，我们真的要相信这只猫并不真正“存在”——至少在正常意义上，事物总是确定地活着或死去，而不是同时存在？ 对薛定谔来说，这太过分了，此后不久他就放弃了量子力学的研究。
退相干
对这种奇怪事态的一种回应是指出宏观世界不服从量子力学。 毕竟，发展量子理论是为了解释亚原子世界。 在我们进行揭示原子工作原理的实验之前，我们不需要叠加、概率、测量或任何其他与量子相关的东西。 我们只有普通物理。
因此，在不属于它们的地方应用量子规则是没有意义的。 量子力学的另一位创始人尼尔斯·玻尔提出了“退相干”的概念来解释为什么亚原子系统服从量子力学而宏观系统却不服从。
按照这种观点，我们所理解的量子力学对于亚原子系统是真实和完整的。 换句话说，像叠加这样的事情确实发生在微小的粒子上。 但是像盒子里的猫这样的东西绝对不是亚原子系统； 猫是由数万亿个粒子组成的，所有粒子都在不停地摆动、碰撞和推挤。
每当这些粒子中的两个相互碰撞并相互作用时，我们就可以使用量子力学来理解发生了什么。 但是，一旦一千个、十亿个或数万亿个粒子进入混合物，量子力学就失去了它的意义——或“退相干”——取而代之的是常规的宏观物理学。
按照这种观点，盒子中的单个电子——但不是猫——可以存在于奇异的叠加态中。
然而，这个故事确实有局限性。 最重要的是，我们没有将量子力学转化为宏观物理学的已知机制，我们也无法指出发生转换的特定规模或情况。 因此，尽管在纸面上听起来不错，但这种退相干模型并没有很多坚定的支持。
那么当我们不看时，现实是否存在？ 最终的答案是，这似乎是一个解释问题。