在愛麗絲夢遊仙境裏有一只柴郡貓，它會神奇地消失，只留下一只笑瞇瞇的嘴。這是一個很有趣的 想象 ，但是在現實中，我們不會遇到這樣的情況。一個物體的各個部份是不可能分離的，它們總是緊密地聯系在一起，形成一個整體。
但是，當我們進入量子世界時，情況就不一樣了。量子力學告訴我們，物質的本質是波粒二象性的，它既可以表現為粒子，也可以表現為波。而且，量子力學還告訴我們，物理量的測量結果是不確定的，它們只有在被觀察時才會呈現出一個確定的值，而在觀察之前，它們處於一種疊加的狀態，即同時具有多種可能性。
這些奇怪的現象讓我們不得不重新思考物理世界的本質。我們不能再把物體看作是由固定的內容組成的，而要把它們看作是由不同的概率分布組成的。這就意味著，物體的內容不是客觀存在的，而是依賴於我們的觀測方式的。這就是量子力學的一個重要特征，叫做上下文相關性。
上下文性是指量子系統的某些內容，比如自旋、動量或極化，不能被單獨地確定，而是依賴於我們選擇的測量上下文。換句話說，如果我們用不同的方式來測量同一個量子系統，我們可能會得到不一致的結果，甚至是相互矛盾的結果。這就好像我們在看一個魔術師的表演，他可以讓同一個硬幣同時出現正面和反面，或者讓同一個兔子同時出現在兩個不同的帽子裏。這些結果看起來不合邏輯，但是在量子力學裏，它們是可能的，只要我們選擇合適的測量上下文。
那麽，什麽是測量上下文呢？測量上下文就是我們用來觀測量子系統的儀器和方法。比如，我們可以用不同的磁場來測量電子的自旋，或者用不同的光源來測量光子的極化。不同的測量上下文會給量子系統施加不同的約束，從而影響它們的狀態和內容。這就是為什麽我們不能同時確定量子系統的所有內容，因為這樣就相當於同時施加了所有的測量上下文，這是不可能的。這也是為什麽我們不能用經典的邏輯來理解量子系統，因為經典的邏輯假設了系統的內容是客觀的，而不是依賴於觀測者的選擇。
上下文性是量子力學的一個基本特征，它和量子力學的另一個基本特征——相幹性，有密切的聯系。相幹性是指量子系統的狀態可以是多個可能狀態的疊加，而不是單一的確定狀態。這就意味著，量子系統可以同時具有多個內容，而不是單一的內容。比如，一個電子可以同時具有向上和向下的自旋，或者一個光子可以同時具有水平糊垂直的極化。這些疊加的狀態叫做相幹態，它們是量子力學的最一般的狀態。相幹態的特點是，它們可以透過幹涉和么正變換來操作，從而實作量子力學的各種奇妙的效果，比如量子纏結、量子隱形傳態和量子計算等。
相幹性和上下文性是量子力學的兩面，它們共同決定了量子系統的行為。相幹性告訴我們，量子系統可以同時具有多個內容，而上下文性告訴我們，量子系統的內容取決於我們的測量方式。這就導致了一個有趣的現象，就是量子柴郡貓。
量子柴郡貓是一個由阿哈羅諾夫等人提出的思想實驗，它是對愛麗絲夢遊仙境中的柴郡貓的量子化。量子柴郡貓是一個會分離的量子系統，它的某些內容會出現在它所在的位置之外。比如，一個光子的極化會出現在它所在的路徑之外，或者一個電子的自旋會出現在它所在的位置之外。這就好像一個貓的身體和笑容分開了，分別出現在不同的地方。這看起來很荒謬，但是在量子力學裏，它是可能的，只要我們用合適的測量上下文來觀測它。
那麽，量子柴郡貓是怎麽實作的呢？它的關鍵是利用了量子系統的相幹性和上下文性。首先，我們要用一種特殊的方式來準備量子系統的狀態，這種方式叫做預選和後選。預選就是在測量之前，用一個儀器來選擇量子系統的初始狀態，比如用一個偏振器來選擇光子的初始極化。後選就是在測量之後，用另一個儀器來選擇量子系統的最終狀態，比如用另一個偏振器來選擇光子的最終極化。這樣，我們就可以得到一個預選和後選的量子系統，它的狀態是由初始狀態和最終狀態共同決定的。
接下來，我們要用一種特殊的方式來測量量子系統的內容，這種方式叫做弱測量。弱測量就是用一個很微弱的作用來探測量子系統的內容，比如用一個很弱的磁場來探測電子的自旋，或者用一個很小的位移來探測光子的路徑。這樣，我們就可以在不破壞量子系統的相幹性的情況下，得到量子系統的內容的資訊。這種資訊叫做弱值，它是一種特殊的測量結果，它可以反映出量子系統的預選和後選狀態的影響，而不是量子系統的真實狀態。
最後，我們要用一種特殊的方式來組合量子系統的不同內容的弱值，這種方式叫做幹涉。幹涉就是用一個裝置來把量子系統的不同內容的弱值相加或相減，比如用一個波束分束器來把光子的不同路徑的弱值相加或相減。這樣，我們就可以在不同的測量上下文下，得到量子系統的不同內容的弱值的組合，而不是量子系統的真實內容的組合。這種組合叫做幹涉弱值，它是一種特殊的幹涉結果，它可以反映出量子系統的預選和後選狀態的幹涉，而不是量子系統的真實狀態的幹涉。
透過這三個步驟，我們就可以實作量子柴郡貓的效果。我們可以用一個預選和後選的量子系統，比如一個光子，來制造一個量子柴郡貓。我們可以用一個弱測量來探測光子的路徑，比如用一個很小的位移來偏移光子的軌跡。我們可以用一個幹涉來組合光子的路徑的弱值，比如用一個波束分束器來合並光子的軌跡。這樣，我們就可以得到一個奇怪的結果，就是光子的極化會出現在它所在的路徑之外，而光子的路徑會出現在它所在的極化之外。這就是量子柴郡貓的現象，它是一種非局域的效果，它表明了量子系統的內容和位置之間的分離。
量子柴郡貓是一個很有趣的思想實驗，它展示了量子力學的一些非常奇妙的特征，比如上下文性、相幹性和弱值。它也提出了一些很有意義的問題，比如量子系統的內容和位置之間的關系，以及量子系統的真實性和可觀測性之間的關系。這些問題對於理解量子力學的本質和意義是很重要的，也對於開發量子技術和量子資訊是很有用的。
