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薛丁格貓（英語：Erwin Schrödinger's Cat）是奧地利物理學者埃爾溫·薛丁格於1935年提出的一個思想實驗，時常會被表述為一個弔詭。
通過這思想實驗，薛丁格指出了應用量子力學的哥本哈根詮釋於宏觀物體會產生的嚴峻問題，以及這問題與物理常識之間的矛盾。
在這思想實驗裏，由於先前發生事件的隨機性質，貓會處於生存與死亡的疊加態。
根據去相干理論，貓不可能永遠處於生存與死亡的疊加態，由於環境的影響，很快地會產生去相干效應，
貓改而處於生存或死亡的經典統計學狀態，因此，一般而言，絕對無法觀察到這生存與死亡的疊加態。
至今為止，物理學者只能精心製備出一些介觀物體的疊加態。
雖然這思想實驗是個假想實驗，類似原理已被研究與運用在實際應用領域。
當理論研討量子力學的詮釋問題時，這思想實驗也時常會被特別提出為試金石
http://blog.xuite.net/tonycjones/twblog/150779020-%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%B8%E7%9F%A5%E8%AD%98%E5%B0%8F%E7%99%BE%E7%A7%91%EF%BC%9A%E4%BB%80%E9%BA%BC%E6%98%AF%E8%96%9B%E5%AE%9A%E8%AB%A4%E7%9A%84%E8%B2%93%EF%BC%9F把一隻貓放進一個不透明的盒子裡，然後把這個盒子連接到一個包含一個放射性原子核和一個裝有有毒氣體的容器的實驗裝置。設想這個放射性原子核在一個小時內有50%的可能性發生衰變。如果發生衰變，它將會發射出一個粒子，而發射出的這個粒子將會觸發這個實驗裝置，打開裝有毒氣的容器，從而殺死這隻貓。根據量子力學，未進行觀察時，這個原子核處於已衰變和未衰變的疊加態，但是，如果在一個小時後把盒子打開，實驗者只能看到“衰變的原子核和死貓”或者“未衰變的原子核和活貓”兩種情況。薛定諤在1935年發表了一篇論文，題為《量子力學的現狀》，在論文的第5節，薛定諤描述了那個常被視為惡夢的貓實驗：哥本哈根 派說，沒有測量之前，一個粒子的狀態模糊不清，處於各種可能性的混合疊加。比如一個放射性原子，它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察，它便處於衰變/不衰變的疊加狀態中，只有確實地測量了，它才會隨機的選擇一種狀態而出現。那麼讓我們把這個原子放在一個不透明的箱子中讓它保持這種疊加狀態。現在薛定諤想像了一種結構巧妙的精密裝置，每當原子衰變而放出一個中子，它就激發一連串連鎖反應，最終結果是打破箱子裡的一個毒氣瓶，而同時在箱子裡的還有一隻可憐的貓。事情很明顯：如果原子衰變了，那麼毒氣瓶就被打破，貓就被毒死。要是原子沒有衰變，那麼貓就好好地活著。
這個理想實驗的巧妙之處，在於通過“檢測器－錘子－毒藥瓶”這條因果鏈，似乎將鈾原子的“衰變－未衰變疊加態”與貓的“死－活疊加態”聯繫在一起，使量子力學的微觀不確定性變為宏觀不確定性；微觀的混沌變為宏觀的荒謬——貓要么死了，要么活著，兩者必居其一，不可能同時既死又活！難怪英國著名科學家霍金聽到薛定諤貓佯謬時說：“我去拿槍來把貓打死！”
相關疑惑
如果我們不揭開密室的蓋子，根據我們在日常生活中的經驗，可以認定，此貓或者死，或者活。這是她的兩種本徵態。但是，如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓，則只能說，她處於一種活與不活的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間，才能確切地知道此貓是死是活。此時，貓的波函數由疊加態立即收縮到某一個本徵態。
量子理論認為：如果沒有揭開蓋子，進行觀察，我們永遠也不知道此貓是死是活，她將永遠都處於半死不活的疊加態。這與我們的日常經驗嚴重相違，要么死，要么活，怎麼可能不死不活，半死半活？
薛定諤挖苦說：按照量子力學的解釋，箱中之貓處於“死－活疊加態”——既死了又活著！要等到打開箱子看貓一眼才決定其生死。 （請注意！不是發現而是決定，僅僅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所說：“To be or not to be,that was a question."只有當你打開盒子的時候，疊加態突然結束（在數學術語就是“坍縮（collapse）”），哈姆雷特王子的猶豫才終於結束，我們知道了貓的確定態：死，或者活。哥本哈根 的機率詮釋的優點是：只出現一個結果，這與我們觀測到的結果相符合。
但是有一個大的問題：它要求波函數突然坍縮。但物理學中沒有一個公式能夠描述這種坍縮。儘管如此，長期以來物理學家們出於實用主義的考慮，還是接受了哥本哈根 的詮釋。付出的代價是：違反了薛定諤方程。這就難怪薛定諤一直耿耿於懷了。
自然推論
當它們都被鎖在箱子裡時，因為我們沒有觀察，所以那個原子處在衰變/不衰變的疊加狀態。因為原子的狀態不確定，所以貓的狀態也不確定，只有當我們打開箱子察看，事情才最終定論：要么貓躺在箱子裡死掉了，要么它活蹦亂跳地“喵嗚”直叫。問題是，當我們沒有打開箱子之前，這隻貓處在什麼狀態？似乎唯一的可能就是，它和我們的原子一樣處在疊加態，這隻貓當時陷於一種死/活的混合。
一隻貓同時又是死的又是活的？它處在不死不活的疊加態？這未免和常識太過衝突，同時在生物學角度來講也是奇談怪論。如果打開箱子出來一隻活貓，那麼要是它能說話，它會不會描述那種死/活疊加的奇異感受？恐怕不太可能。換言之，“薛定諤貓”概念的提出是為了解決愛因斯坦的相對論所帶來的祖母悖論，即平行宇宙之說。
薛定諤貓佯謬實際上提出了一個十分重要的問題：什麼是量子力學的觀測？觀察或測量都與人的主觀有關，而人在箱外，所以必須打開箱子才能決定貓的死活。誰都知道箱中貓的死活是由鈾的衰變決定的——衰變前貓是活的，衰變後貓就死了，這與是否有人打開箱子進行觀察毫不相干。所以毛病出在觀測的主觀性上，應該朝這個方向尋根究底。
微觀的觀測與宏觀的觀測有所不同。宏觀的觀測對被觀測對像沒有什麼影響。俗話說：“看一眼總行吧。”意思是對所看之物並無影響，用不著擔心。微觀的觀測對被觀測對像有影響，會引起變化。以觀測電子為例，要用光照才能看見，光的最小單位光子的能量雖小但不是零，光子照到被觀測的電子上，對電子的影響很大。所以，在微觀世界中看一眼也會惹禍！
量子力學認為，觀測的結果使得被觀測對象的狀態改變了：一個確定態從原先不確定的疊加態中蹦了出來。再追究下去，觀測無非是觀測手段（如光子）與被觀測對象（如電子）之間的一種相互作用，這種相互作用並不一定與觀測者聯繫起來，後者可以用檢測器之類的儀器代替。經過幾十年的探索，物理學家終於認識到：在由疊加態到確定態的轉變中，觀測曾經扮演的角色應該以相互作用來代替，這樣不僅更普遍而且更客觀。具體到薛定諤貓佯謬，就能將人的主觀因素完全排除——貓的死活不是由人開箱看貓一眼所決定的。
讀者會說：“不就是一隻假想的貓嗎，讓霍金開槍打死不就完了。”事情並非那麼簡單，否則許多物理學大師就不會那麼孜孜以求了。薛定諤貓佯謬衍生出更深刻的問題：大量原子、分子所構成的生物與這些微觀粒子遵從的量子力學規律之間的關係究竟是什麼？這不僅是重要的理論問題，而且具有實際意義。例如，自我意識的機制至今仍然是未解之謎，有人認為可能與量子力學或者更深層次的微觀規律有關。再如思維過程中的“頓悟”，會不會與前述之“一個確定態就從原先不確定的疊加態中蹦了出來”有關呢？可能有關的還有：生命的起源、物種的變異、光合作用的機制……如此等等。總之，生命的秘密和思維的奧妙不可能與量子力學的規律無關。這就難怪薛定諤後來轉而對生命科學很感興趣了。 1946年他寫出了著名的《生命是什麼》一書，提出了一些很有創見的觀點。遺憾的是，在他有生之年，那可憐的箱中之貓依然生死不明。
後續研究
物理學是實驗科學，一切要由實驗來判定。較早的一批關於“薛定諤貓”的實驗是將處於疊加態的單個原子或分子從周圍環境中孤立起來，然後以可控制的方法使之相互作用，以觀察其變化。結果發現，關鍵在於環境的相互作用，它導致原先的量子疊加態轉變為經典的確定態。但是將這些實驗對象當作薛定諤貓是一種極度的簡化，單個原子或分子與薛定諤貓相去何止十萬八千里。
1996年5月，美國科羅拉多州博爾德的國家標準與技術研究所（NIST）的Monroe等人用單個鈹離子作成了“薛定諤的貓”並拍下了快照，發現鈹離子在第一個空間位置上處於自旋為正的狀態，而同時又在第二個空間位置上處於自旋為負的狀態，而這兩個狀態相距80納米之遙！ （1納米為1米的十億分之一）——這在原子尺度上是一個巨大的距離。想像這個鈹離子是個通靈大師，他在紐約與喜馬拉雅同時現身，一個他正從摩天樓頂往下跳傘；而另一個他則正爬上雪山之巔！ ——量子的這種“化身博士”特點，物理學上稱“量子相干性”。在早期的楊氏雙縫實驗中，單個光粒子即以優美的波粒二象性，輕巧地同時穿過兩條狹縫，在觀察屏上製造出一幅美麗的明暗相干條紋
薛定諤貓是他在1935年提出的關於量子力學的一個佯謬。這些年來許多物理學家絞盡腦汁，試圖解開這個佯謬。顯然，既死又活的貓是荒謬的。薛定諤想要藉此闡述的物理問題是：宏觀世界是否也遵從適用於微觀尺度的量子疊加原理。 “薛定諤貓”佯謬巧妙地把微觀放射源和宏觀的貓聯繫起來，旨在否定宏觀世界存在量子疊加態。然而隨著量子力學的發展，直到最近經過一系列精巧的實驗，這個問題才逐漸有了眉目。 2000年7月，《自然》報導了最新的實驗結果。這次《自然》報導的實驗與上述那些實驗不同。紐約州立大學石溪分校弗里德曼（JR Friedman）等人拿來做實驗的“薛定諤貓”不是單個粒子，而是在接近絕對零度的超導體環形電路中由幾十億對電子構成的超導流。
美國國家標準和技術研究所的萊布弗里特等人在最新一期《自然》雜誌上稱，他們已實現擁有粒子較多而且持續時間最長的“薛定諤貓”態。實驗中，研究人員將鈹離子每隔若干微米“固定”在電磁場阱中，然後用激光使鈹離子冷卻到接近絕對零度，並分三步操縱這些離子的運動。為了讓盡可能多的粒子在盡可能長的時間裡實現“薛定諤貓”態，研究人員一方面提高激光的冷卻效率，另一方面使電磁場阱盡可能多地吸收離子振動發出的熱量。最終，他們使6個鈹離子在50微秒內同時順時針自旋和逆時針自旋，實現了兩種相反量子態的等量疊加糾纏，也就是“薛定諤貓”態。
實驗證明，這種由大量粒子構成的宏觀量子系統也可以處於疊加態——相當於薛定諤貓的“死－活疊加態”。幾十億對電子構成的超導流當然還不能與幾億億億個原子構成的貓相比，但較之單個原子分子畢竟前進了一大步。所以有人驚呼：“薛定諤貓變胖了！”
奧地利因斯布魯克大學的研究人員也在同期《自然》雜誌上報告說，他們在8個離子的系統中實現了“薛定諤貓”態，但維持時間稍短。
科學家稱，“薛定諤貓”態不僅具有理論研究意義，也有實際應用的潛力。比如，多粒子的“薛定諤貓”態系統可以作為未來高容錯量子計算機的核心部件，也可以用來製造極其靈敏的傳感器以及原子鐘、干涉儀等精密測量裝備。
下一步是否拿一隻真的貓來做實驗呢？不可能！首先是無法將之與周圍環境隔離——置於真空中的貓馬上會死掉。其次，與接近絕對零度的超導流不同，常溫下的貓根本不是宏觀量子系統，何來疊加態？而且也沒有必要做這樣的實驗，物理學家根據現有的實驗結果，對薛定諤貓為什麼不可能有“死－活疊加態”已能作出符合量子力學的解釋。
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