Nature 研究观测量子跃迁过程，薛定谔的波函数得到验证

当量子力学被首次提出，作为理解原子尺度世界的理论的时候，其中有一个核心概念极为激进、大胆又反直觉，那就是“量子跃迁”。

上世纪 20 年代中期，物理学家尼尔斯·玻尔、维尔纳·海森堡和同事们建立了量子理论，而量子跃迁的瞬时性正是其中的核心支柱，如今这套理论统称为哥本哈根诠释。

玻尔在早些时候就提出，原子中电子的能级，即能量状态是量子化的，也就是说，电子只能使用某些能级，而所有中间能级都被禁止。

他假设，电子通过吸收或者释放光量子颗粒光子，改变自己的能量，因为光子具有能量，与允许存在的电子态之间的能隙相匹配。这就解释了为什么原子和分子能够吸收或释放特定波长的光，比如许多含铜盐是蓝色的，而钠灯则发出黄色的光。

另一位量子力学的奠基人，奥地利物理学家埃尔温·薛定谔则讨厌这个观点。他所设计的理论，最初看来似乎要替代海森堡对离散的量子态以及瞬时的量子跃迁提出的数学理论解释。

在薛定谔的理论中，他用名为波函数的波状实体来表示量子粒子，它们的变化是平缓的，随着时间发生连续变化，好比广阔海面上平缓的波浪一般。

薛定谔认为，真实世界中的事物不会不花一点儿时间就突然大变样，不连续的“量子跃迁”只是脑海中的一个幻想。在1952年发表的一篇题为“是否存在量子跃迁”的文章中，薛定谔坚定地回答：“不存在。”他还用“量子混球”来称呼同行，明显表达了自己的不满。

简单来说，就是在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50％的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50％的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。

根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者观测时，物质以粒子形式表现后才能确定。

思想实验的核心是被称为量子叠加态的特性，其中粒子（如原子，或电子，或光子）可以同时具有多个能级——直到你观察到它，它的状态才会坍缩成确定的点。一旦被观察到，它在能级之间突然地、随机式地跳跃就被称为量子跃迁。