電子的軌跡原來那么奇妙而深不可測。

奧地利物理學家埃爾文·薛定諤是量子力學的奠基人之一，但是他最為大眾所知的，卻是他從未做過的一項試驗：一個關于貓的思想試驗（即薛定諤的貓實驗）他假想將一只貓置于一個密閉盒子內，里面安放了一個一小時內有50%幾率殺死貓的裝置。在那一小時的結尾，他提出一個問題，現在貓是活的還是死的？常識告訴我們，貓不是活的，就是死的。

但是，薛定諤指出，根據量子物理，在打開盒子的前一瞬間，貓既是活的也是死的，即貓處于生與死的混合狀態。同時只有打開了盒子，我們才能知道貓是生還是死。除此之前，貓一直處于一種混沌可能性的狀態，既生又死。

薛定諤的觀點聽起來很荒謬。他發覺，量子物理如此難以理解，以至于他本人都放棄驗證此理論，并轉而研究生物。雖然薛定諤的貓看上去很荒謬，但是，它卻是很真實的，也是很基礎的。如果量子物體不能同時處于雙重狀態，我們現在用來觀看視頻的電腦就不會存在量子的疊加現象。量子的疊加現象是自然物質波粒二象性作用的結果。

一個物體要想有波長，就必須擴展空間范圍。這就意味著，它必須同時占據許多位置，限制在很小空間的物體就不可能太明晰。所以它同時存在于波長內的許多不同地點。物體的波長我們在日常生活的物品中看不到，因為這些波長在變短的同時卻有增長的趨勢，而因為貓相對而言比較大和重。如果我們取一個原子并放大到太陽系大小，那么貓奔向物理學家產生的波長，就相當于太陽系里的一個小原子。它小到很難去探測，所以我們從未看到貓的波動。但是，很小的物質，比如說一個電子，卻是能表明波粒二象性存在的證據。如果我們一次把一個電子射向一個有兩個狹窄裂縫的裝置，遠處的電子會像物質一樣馬上被探測出在哪個位置。

我們大量重復此實驗持續追蹤所有電子的軌跡，你會發現它們的軌跡表現出了波的特征。大量電子聚集在條紋區間內。但是在沒有電子的區間之中夾雜遮擋住了一個細微裂縫，在這個細微裂縫中，條紋區間就不復存在。這表明，電子的集聚形式是電子同時有兩個可穿過的裂縫，但是作用結果卻是一個電子無法選擇通過哪個裂縫，通過裂縫的電子卻是同時發生的這種疊加狀態。也可由現代科學解釋，饒原子核旋轉的電子的軌道是分散的似波軌道。它使兩個原子靠近，電子不需要選擇原子軌道，只需要共享軌道。這就是化學鍵的形成形式。分子中的電子不是在原子A或B中，而是在A和B中。

如果你添加更多的原子，電子會更加擴散，同時被大量原子共享，電子并不是牢固地繞某個原子旋轉，而是在空間內繞著分子旋轉。這種龐大的狀態疊加，表明了電子是如何在導體，絕緣體和半導體間運動的。了解電子被原子共享的方式，使我們有可能精確地控制半導體材料的性能。比如說，硅將不同的半導體以正確的方式組合，令我們可以將晶體管制造成很小的規模。而大規模集成電路放在電腦芯片里，這些芯片和擴散的電子掌控你們的電腦。

有這么一個老笑話，互聯網的存在使我們可以分享關于薛定諤的貓的視頻。但是，溯本求源，互聯網的出現卻要歸功于一位奧地利物理學家和那只虛構的貓。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. LI HAO-TED-+Qiwen Lu

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