當(dāng)今最流行的學(xué)問就是量子力學(xué)，甚至有人捕風(fēng)捉影地根據(jù)量子力學(xué)的理論拓展出靈魂存在，瞬間移動(dòng)等等設(shè)想。但歸根揭底，量子力學(xué)最神秘的3個(gè)謎題就是態(tài)疊加與坍縮、單體態(tài)疊加與量子糾纏。量子本來是宇宙中最小的粒子，是微觀世界中的科學(xué)。往往非專業(yè)人士很難理解，但微觀世界的科學(xué)在宏觀世界同樣存在，正如一粒沙子里包含這個(gè)世界。

量子力學(xué)

1、態(tài)疊加與坍縮，量子力學(xué)離不開意識(shí)，意識(shí)是量子力學(xué)的基礎(chǔ)。

量子力學(xué)的第一個(gè)詭異現(xiàn)象叫做態(tài)疊加原理和坍縮。經(jīng)過這么多年的唯物主義教育，我們的思維往往是較真的，每當(dāng)談到一個(gè)物體，我們通常認(rèn)為這個(gè)物體存在的空間位置就是絕對(duì)客觀的，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。比如舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：你的母親現(xiàn)在家里還是在廣場(chǎng)？按照生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)赣H肯定在這兩個(gè)位置中的一個(gè)，兩者必居其一。

態(tài)疊加

但把這個(gè)問題放在量子力學(xué)里就不一樣了，量子力學(xué)的思想就像是你的母親即在家又不在家，即在廣場(chǎng)又不在廣場(chǎng)，你要想知道母親究竟在哪，就務(wù)必要回去看看或者打一個(gè)電話問問。那么這個(gè)舉動(dòng)就是觀察的動(dòng)作。一旦你觀察了，你母親的位置就確定了，家里和廣場(chǎng)必居其一。那么母親這個(gè)不確定的狀態(tài)就是態(tài)疊加，你一觀察狀態(tài)確定了，就是量子坍縮。

量子坍縮

我們知道最早的雙縫實(shí)驗(yàn)證明了光的波粒二象性，在后來科學(xué)家們?cè)谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行了單獨(dú)粒子的雙縫實(shí)驗(yàn)、量子擦除實(shí)驗(yàn)等越來越精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，最后竟然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)電子在不被觀測(cè)時(shí)可以同時(shí)通過兩個(gè)縫隙，但一旦實(shí)時(shí)觀測(cè)之后就會(huì)選擇一個(gè)縫隙通過。

也就是說，電子在沒有被觀測(cè)的時(shí)候，也是處于疊加態(tài)，就是沒有客觀的確定狀態(tài)，但是一旦被觀察，就會(huì)坍縮成固定狀態(tài)。這就是量子力學(xué)很詭異的現(xiàn)象之一態(tài)疊加與坍縮。

意識(shí)觀測(cè)

所以，這可能會(huì)擊潰我們?cè)瓉淼奈镔|(zhì)決定意識(shí)的觀念，取而代之的是量子力學(xué)離不開意識(shí)，意識(shí)是量子力學(xué)的基礎(chǔ)。

2、單體的疊加態(tài)：薛定諤的貓

在1935年，奧地利有一個(gè)物理學(xué)家叫薛定諤，這個(gè)人也是量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一，他提出的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)——薛定諤的貓。那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)究竟是什么呢？

他大膽地設(shè)想：如果把一個(gè)活蹦爛跳的小貓放在一個(gè)密封的盒子里，事先在盒子里安裝一種特殊裝置，這個(gè)裝置就是一個(gè)原子核和毒氣觸發(fā)系統(tǒng)，原子核有50%的可能性要衰變，一旦原子核衰變，就會(huì)發(fā)射一個(gè)粒子，粒子就會(huì)觸發(fā)毒氣裝置。

薛定諤的貓

那么我們開始提問了，既然毒氣有50%的可能釋放，貓又在密封的盒子里，那么此時(shí)貓是死是活呢？那么這就是一個(gè)既死且活的貓。

這個(gè)結(jié)論與我們通常的思維是嚴(yán)重背離的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)牛就牛在思維的嚴(yán)謹(jǐn)性，50%的概率有效規(guī)避了人們用概率論的確定性推理。試驗(yàn)似乎告訴人們，物質(zhì)的存在的狀態(tài)必須要引入觀測(cè)，引入意識(shí)才能確定。

當(dāng)然這個(gè)實(shí)驗(yàn)還沒有結(jié)束，江山代有人才出，很多人不甘心。于是，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者維格納在1963年提出了一種設(shè)想，如果讓一個(gè)人帶著防毒面具躲在盒子里，當(dāng)然，這個(gè)盒子夠大啊。而他僅僅靠在盒子外，他就可以隔著盒子問里面的朋友，貓是死了還是活著。

薛定諤的實(shí)驗(yàn)

但是他聰明反被聰明誤，你讓一個(gè)朋友帶著防毒面具躲在盒子里，里面的朋友不同樣要對(duì)貓的狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)告訴你嗎？這樣一觀測(cè)，不就要導(dǎo)致量子世界中的量子坍縮了嗎？

所以，維格納也服了，他也承認(rèn)了意識(shí)可以作用于客觀外部，是量子波函數(shù)坍縮。正如牛頓三大定律所說的作用與反作用原理，既然物質(zhì)可以影響意識(shí)，那么我們的意識(shí)為什么不能影響物質(zhì)呢？

我們可以大膽的推斷，隨著量子力學(xué)的發(fā)展，也許自然科學(xué)界最尷尬的時(shí)代即將來臨，自然科學(xué)往往自認(rèn)為是最客觀的，反對(duì)意識(shí)主管思想，但是量子力學(xué)的很多現(xiàn)象告訴他們：人類的主觀意識(shí)竟然是客觀物質(zhì)世界的基礎(chǔ)了！

觀察者思維

以上我們講述了量子力學(xué)兩個(gè)詭異之處，但這還不夠，以上都是量子單體疊加問題，那么兩個(gè)量子，甚至多個(gè)量子一切疊加呢？

3、多體的疊加態(tài)：量子糾纏

母親究竟在家還是在廣場(chǎng)，薛定諤的貓究竟是死了還是活的，這是同一事物處于疊加的狀態(tài)，那么兩個(gè)以上事物他們都處于不同狀態(tài)的疊加，而且他們之間還存在明確的關(guān)系。那么這種多提的疊加態(tài)就是——量子糾纏。

我們繼續(xù)用宏觀事物假設(shè)微觀粒子，我們可以假設(shè)一個(gè)中國(guó)人買了一雙鞋，這個(gè)中國(guó)人把一只鞋郵寄給了巴基斯坦的一個(gè)人，另一支鞋郵寄給了一個(gè)美國(guó)人。當(dāng)然在收到郵件后，美國(guó)人和巴基斯坦人沒有打開郵寄時(shí)，誰也不知道收到的是左腳的還是右腳的。但是只要美國(guó)人打開包裹，看見自己的是左腳時(shí)，不用問就能知道右腳的給了巴基斯坦的人。同理也是如此。

量子糾纏

就是說，我們?nèi)绻馨淹粋€(gè)量子體系，或者一個(gè)顆粒衰變成很多粒子，讓他們分散在宇宙各地，在未實(shí)施觀測(cè)之前，我們永遠(yuǎn)不會(huì)知道也不會(huì)在意這些粒子的狀態(tài)，但是一旦你觀測(cè)了其中一顆粒子，其他未被觀測(cè)的粒子也會(huì)瞬間調(diào)整自己的狀態(tài)，與被觀測(cè)的粒子狀態(tài)相應(yīng)。

這就是我國(guó)科學(xué)家潘建偉教授主導(dǎo)的量子隱形傳輸技術(shù)——量子保密通信技術(shù)的理論依據(jù)。眾所周知，2016年我國(guó)發(fā)射了世界首顆量子衛(wèi)星——墨子號(hào)，墨子號(hào)的任務(wù)就是進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)和在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)。

墨子號(hào)

從而也告訴我們，中國(guó)在量子力學(xué)領(lǐng)域，已經(jīng)在走在了世界前列，別的國(guó)家科學(xué)家還在做思想實(shí)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向了真正的實(shí)踐應(yīng)用。