星際旅行、時(shí)空穿越、瞬間移動(dòng)……無(wú)數(shù)的文學(xué)和影視作品為我們展現(xiàn)著人類科幻的未來(lái)。這些并不是創(chuàng)作者們腦洞大開(kāi)的隨意想象，創(chuàng)作者們都有一個(gè)基本的理論基礎(chǔ)——量子力學(xué)。量子力學(xué)，是當(dāng)今物理研究的最前沿。但對(duì)于普通群眾來(lái)說(shuō)，量子力學(xué)看似高深莫測(cè)。

5月3日，世界上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)在中國(guó)誕生，量子力學(xué)取得現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的重大突破。

那么，量子力學(xué)到底講了什么？它的前世今生是怎樣的？

懷著對(duì)科學(xué)的敬畏之心，本人希望化繁為簡(jiǎn)、以最平實(shí)易懂的語(yǔ)言，寫(xiě)下量子力學(xué)的發(fā)展以及普通人怎樣能看懂量子力學(xué)，和大家一起掀開(kāi)量子力學(xué)的神秘面紗。

1、

大地沐浴陽(yáng)光，萬(wàn)物生長(zhǎng)。

“光”是什么？卻千百年來(lái)，人類受益于光的恩賜。卻不知光到底為何物，只能做出一些猜想。

人類對(duì)于光的無(wú)知，直到1655年開(kāi)始有所改變。英國(guó)的博物學(xué)家胡克，提出了光的波動(dòng)說(shuō)，他認(rèn)為光是一種波，與水波相似。荷蘭人惠更斯發(fā)表《光論》，發(fā)揚(yáng)了這一理論。

他們的反對(duì)者，是牛頓。他提出了光微粒說(shuō)，認(rèn)為光是極小的微粒，遵循運(yùn)動(dòng)定律。

兩派觀點(diǎn)爭(zhēng)執(zhí)不下，但都有瑕疵。

按照牛頓的觀點(diǎn)，光是微小的顆粒。他合理解釋了光的直線傳播和反射性質(zhì)。對(duì)于光的折射和衍射，牛頓的解釋并不令人滿意。

惠更斯等人認(rèn)為，光是波。那就需要有傳播的媒介，像聲波通過(guò)空氣、水波通過(guò)水來(lái)傳播。但是真空中沒(méi)有物質(zhì)，光是如何進(jìn)行傳播的呢？

他們說(shuō)，在所有空間中都存在一種看不見(jiàn)的物質(zhì)，叫做“以太”，光就是通過(guò)“以太”進(jìn)行傳播的。可是，如果“以太”真的存在，那么地球以每秒30公里的速度公轉(zhuǎn)，我們應(yīng)該可以感受到迎面吹來(lái)的“以太風(fēng)”。大量的實(shí)驗(yàn)證明，并沒(méi)有“以太風(fēng)”吹來(lái)。

由于牛頓無(wú)與倫比的學(xué)術(shù)地位，他的粒子理論占據(jù)了主導(dǎo)。在此后100多年中無(wú)人敢于挑戰(zhàn)，而惠更斯的理論則漸漸為人淡忘。

1801年，托馬斯·楊進(jìn)行了一項(xiàng)著名的實(shí)驗(yàn)——“雙縫實(shí)驗(yàn)”。

實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單。

把一束光投射到一塊背景板上，前邊放置另外一塊開(kāi)有兩個(gè)相鄰縫隙的板子。

如果光是粒子，那么，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該是背景板上投射出兩條大約相同的狹窄光束?？蓪?shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎人們意料。

背景板上的投影卻是很多條。這對(duì)于光粒子說(shuō)就是災(zāi)難。

因?yàn)檫@樣的現(xiàn)象，是波的表現(xiàn)。

當(dāng)我們觀察水波時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)水波重疊的地方，波峰遇到波峰時(shí)水波會(huì)更高，波峰遇到波谷時(shí)候，會(huì)相互抵消消失。這種常見(jiàn)現(xiàn)象叫做干涉。

只有波才會(huì)有干涉。

實(shí)驗(yàn)所使用的背景板上明暗相間的黑白條紋證明了光的干涉現(xiàn)象，從而證明了光是一種波。雙縫實(shí)驗(yàn)徹底動(dòng)搖了光粒子說(shuō)的統(tǒng)治。

此后的50年間，光的波動(dòng)說(shuō)進(jìn)一步發(fā)展。到十九世紀(jì)中期，開(kāi)始主導(dǎo)科學(xué)思潮。人們認(rèn)可了光是一種波，不是粒子。

2、

19世紀(jì)物理學(xué)大發(fā)展，科學(xué)家們認(rèn)為人類對(duì)于物理學(xué)的掌握已經(jīng)趨于完美，再進(jìn)行研究，不過(guò)是在已知結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)后加上幾位而已。

德國(guó)人普朗克的老師也這樣勸導(dǎo)他，奉勸他不要去學(xué)純理論物理，他沒(méi)有被兩位導(dǎo)師的建議說(shuō)服。

19世紀(jì)的最后一天，1899年12月31日，物理學(xué)家凱爾文發(fā)表迎接新世紀(jì)的演講：“19世紀(jì)已將物理學(xué)大廈全部建成，今后物理學(xué)家的任務(wù)就是修飾、完善這座大廈了。”

普朗克無(wú)心為此高興，他正在為一個(gè)6年還沒(méi)有解決的計(jì)算問(wèn)題頭疼不已。

當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家總結(jié)出的兩個(gè)公式，都不能準(zhǔn)確的計(jì)算物體發(fā)出的輻射。一個(gè)可以在輻射的長(zhǎng)波部分計(jì)算出結(jié)果，另外一個(gè)公式可以在輻射的短波部分算對(duì)，可是一旦到相反的波段，答案就謬之千里了。

普朗克不能理解其中奧義，他的研究陷入了長(zhǎng)期的困局。

“走投無(wú)路”的普朗克想，不然先強(qiáng)行的把兩個(gè)公式湊成一個(gè)滿足所有波段的公式吧，然后倒著推理，看看是什么結(jié)果。

結(jié)果是，如要想讓組合在一起的公式成立，那么物體發(fā)出輻射時(shí)，能量就不能是連續(xù)的，而是以一個(gè)微小數(shù)量的整數(shù)倍跳躍式的變化，也就是說(shuō)能量的變化是一份一份的。

1901年，他把計(jì)算的結(jié)果發(fā)表，在論文中，他把這一份一份的能量起名為“量子”。

其他的科學(xué)家驗(yàn)證出了普朗克的正確性，量子力學(xué)自此誕生，普朗克成為了“量子之父”。

3、

1880年之后，愛(ài)迪生改良后的電燈泡開(kāi)始大面積的推廣。人類對(duì)于光的利用達(dá)到了前所未有的高度。

德國(guó)人赫茲發(fā)現(xiàn)，用紫外線燈光照射金屬，里邊的電子會(huì)被激發(fā)出來(lái)形成電流。光生成了電。

赫茲稱其為“光電效應(yīng)”，他卻做不出解釋。

1905年，在物理學(xué)界被稱為“愛(ài)因斯坦奇跡年”。愛(ài)因斯坦在這一年中，發(fā)表了5篇?jiǎng)潟r(shí)代的重要論文。其中一篇關(guān)于“光電效應(yīng)”的論文，直接成就了愛(ài)因斯坦獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

愛(ài)因斯坦在論文中，重新提起光的粒子說(shuō)。按照光粒子說(shuō)和量子概念，光應(yīng)當(dāng)是由一份一份不連續(xù)的微小顆粒組成，他起名叫“光量子”，簡(jiǎn)稱光子。

當(dāng)某一光子照射到靈敏的金屬上時(shí)，它的能量被金屬中的某個(gè)電子吸收。電子的動(dòng)能增大，克服了原子核對(duì)它的引力，飛出了金屬表面，成為光電子，形成光電流。

愛(ài)因斯坦對(duì)于光電效應(yīng)的解釋，震動(dòng)了已經(jīng)普遍認(rèn)可光波動(dòng)說(shuō)的物理學(xué)界。

一系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦的正確性，人們開(kāi)始意識(shí)到光同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)。對(duì)于光是什么，這一持續(xù)近300年的爭(zhēng)論，終于以一個(gè)神奇概念的產(chǎn)生而宣告終結(jié)——光的波粒二象性。

科學(xué)家獲得了新的思路，原來(lái)一種物質(zhì)是可以同時(shí)具有兩種截然不同性質(zhì)的。波粒二象性就像一把鑰匙，微觀世界的大門被打開(kāi)了。物理學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，基本粒子都是具有波粒二象性的。

經(jīng)過(guò)幾十年孜孜不倦的研究，量子力學(xué)與已經(jīng)沿用近300年的經(jīng)典物理理論之間的矛盾日益明顯。

之所以出現(xiàn)這樣的局面，是因?yàn)榭茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)的量子現(xiàn)象，在宏觀世界中都不曾出現(xiàn)。量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的對(duì)立，實(shí)質(zhì)是微觀世界和宏觀世界對(duì)立的縮影。

難道同一個(gè)世界，不應(yīng)該有同一個(gè)理論嗎？

愛(ài)因斯坦開(kāi)始提出質(zhì)疑。量子力學(xué)過(guò)于玄幻，提出的概念實(shí)在令人費(fèi)解。愛(ài)因斯坦是量子物理的奠基人之一，但此時(shí)，他站出來(lái)對(duì)量子力學(xué)本身的一些基本概念和完備性提出深刻的否定。

量子物理學(xué)家們卻并不認(rèn)同他。新興的量子力學(xué)成績(jī)斐然，不容置疑。在各種學(xué)術(shù)期刊中充斥著火藥味，好像這些科學(xué)家萬(wàn)一碰面，必然會(huì)有火星撞地球般的激烈雄辯。很快，這樣的會(huì)面，真的來(lái)了。

4、

“地表最強(qiáng)”物理學(xué)家大辯論

1927年，比利時(shí)。著名的第五屆索爾維會(huì)議。

這是物理學(xué)史上最偉大的一次聚會(huì)。如華山論劍，江湖上頂尖高手悉數(shù)到場(chǎng)，都是物理學(xué)各個(gè)分支的旗幟性人物。照片中與會(huì)的29人，有17人都先后獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)，被稱為物理學(xué)的“全明星”盛會(huì)。

在照片中，愛(ài)因斯坦居中而坐，可見(jiàn)其當(dāng)時(shí)在學(xué)術(shù)界的地位。他以因果論為武器，展開(kāi)對(duì)量子力學(xué)現(xiàn)狀的分析，指出量子力學(xué)研究不盡如人意。

所謂因果論，就是任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都有一個(gè)原因和結(jié)果。這是天衣無(wú)縫的真理。

愛(ài)因斯坦的支持者有薛定諤和德布羅意。

他的反對(duì)派人數(shù)眾多，他們有個(gè)統(tǒng)一的名號(hào)——哥本哈根學(xué)派。掌舵人是波爾，他為量子力學(xué)奠定了重要的理論基礎(chǔ)。特別值得一提的是，波爾曾經(jīng)到訪中國(guó)，他在自己的族徽中，放上了中國(guó)的太極圖。波爾認(rèn)為太極完美的詮釋了自己的互補(bǔ)原理。好像光的波粒二象性，波和粒的屬性是互補(bǔ)的。

波爾帶領(lǐng)著一批30歲左右才華橫溢的年輕人，玻恩、海森堡、泡利、狄拉克等都是這個(gè)學(xué)派的主要成員。他們對(duì)量子力學(xué)的解釋被稱為量子力學(xué)的“正統(tǒng)解釋”。

哥本哈根學(xué)派的辯據(jù)，是基于計(jì)算的概率論。在量子世界里，結(jié)果經(jīng)常不是明確的，而只是一種概率。

我們舉例來(lái)說(shuō)明，例如“量子隧穿效應(yīng)”。

在兩塊金屬中間夾一層絕緣層，一般都認(rèn)為電子不能通過(guò)絕緣層。但哥本哈根學(xué)派說(shuō)，電子通過(guò)絕緣層是存在概率的。經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以得出概率的數(shù)值。這就是“量子隧穿”。如果放到宏觀世界，人能不能穿墻？按照量子隧穿，宏觀物體也能發(fā)生隧穿效應(yīng)。人也可能穿過(guò)墻壁，但要求組成這個(gè)人的所有微觀粒子都同時(shí)穿過(guò)墻壁，實(shí)際上幾乎是不可能的。但從概率上說(shuō)，人可以穿墻。

愛(ài)因斯坦對(duì)于這樣的概率說(shuō)嗤之以鼻。概率的存在，只是量子力學(xué)理論不完整的證明。量子力學(xué)并沒(méi)有找到完整描述微觀和宏觀世界的理論。

“上帝不會(huì)擲骰子”，愛(ài)因斯坦這樣說(shuō)。

“愛(ài)因斯坦，別去指揮上帝該怎么做！”波爾回?fù)簟?/p>

5、

在第五屆索爾維會(huì)議上，愛(ài)因斯坦沒(méi)有取得勝利，甚至可以說(shuō)失敗了。他并不甘心，三年以后的第六屆會(huì)議，他卷土重來(lái)。

愛(ài)因斯坦總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，放棄了對(duì)于具體案例的探討，把矛頭指向哥本哈根學(xué)派的理論基礎(chǔ)——“測(cè)不準(zhǔn)原理”。

我們簡(jiǎn)單介紹下這一原理。人們?yōu)榱酥庇^理解原子內(nèi)部，會(huì)畫(huà)一個(gè)這樣的示意圖。

電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)，看上去像行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。

但這是錯(cuò)誤的，軌道根本不存在。事實(shí)上，原子內(nèi)部的樣子更像這樣。

像一團(tuán)云霧，科學(xué)家形象的稱之為“電子云”。這看上去密密麻麻的云霧，其中的電子其實(shí)只有極少的幾個(gè)，甚至是1個(gè)。

出現(xiàn)云霧狀，是因?yàn)殡娮釉谠营M小的空間內(nèi)以接近光速運(yùn)動(dòng)，看到的只能是一團(tuán)云霧。

測(cè)不準(zhǔn)原理說(shuō)的是，在原子內(nèi)部，電子的運(yùn)動(dòng)毫無(wú)規(guī)律，我們知道電子的位置時(shí)，卻不可能知道它的速度。位置和速度，不能同時(shí)知道，這與描述宏觀世界的經(jīng)典物理學(xué)是相悖的。例如我們可以計(jì)算出任意時(shí)刻，地球圍繞太陽(yáng)軌道運(yùn)行的速度和位置。

愛(ài)因斯坦相信，只是我們?nèi)狈τ^測(cè)的手段和合理的公式，不存在這樣的測(cè)不準(zhǔn)原理。

每天在旅館用早餐時(shí)，科學(xué)家們見(jiàn)面，愛(ài)因斯坦就描繪一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為從中可以清楚看出哥本哈根學(xué)派解釋的矛盾。

玻爾在傍晚的時(shí)候就對(duì)這些理想實(shí)驗(yàn)做出了解釋，他會(huì)在晚餐時(shí)分析給愛(ài)因斯坦聽(tīng)。

愛(ài)因斯坦對(duì)這些分析提不出反駁，但在心里他是不服氣的。

第六屆索爾維會(huì)議，愛(ài)因斯坦再次以失敗告終。

由于第二次世界大戰(zhàn)一觸即發(fā)，愛(ài)因斯坦被德國(guó)納粹迫害而逃亡美國(guó)，沒(méi)有出席三年后的第七屆索爾維會(huì)議。

量子力學(xué)的索爾維會(huì)議結(jié)束了，然而關(guān)于量子力學(xué)的爭(zhēng)論仍在繼續(xù)。

6、

1935年，愛(ài)因斯坦和他的支持者向哥本哈根學(xué)派發(fā)起了總攻。

愛(ài)因斯坦圍繞量子糾纏展開(kāi)質(zhì)疑。

所謂量子糾纏，是量子世界中又一奇妙的現(xiàn)象?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，在同一特殊反應(yīng)中能夠生成兩個(gè)且只有兩個(gè)相互糾纏的量子，這兩個(gè)量子如孿生一般，對(duì)其中一個(gè)發(fā)生作用，另外一個(gè)會(huì)同時(shí)做出相同的變化。比如一對(duì)相互糾纏的電子，如果他們的糾纏方式是反向糾纏，一個(gè)正向旋轉(zhuǎn)，那么另外一個(gè)必然反向旋轉(zhuǎn)。假設(shè)你將前邊的電子改為反向旋轉(zhuǎn)，那么另外一個(gè)會(huì)同時(shí)變?yōu)檎蛐D(zhuǎn)。而且，這兩個(gè)電子無(wú)論相聚多遠(yuǎn)，哪怕是銀河系的兩端，也不能阻礙他們同時(shí)發(fā)生變化。

他們之間是如何聯(lián)系的呢？這種聯(lián)系速度甚至達(dá)到光速的十倍。這不科學(xué)。因?yàn)榘凑障鄬?duì)論，光速無(wú)法被超越。愛(ài)因斯坦把這種鬼魅般的聯(lián)系稱為“幽靈作用”。

誠(chéng)然，直到今天，我們還沒(méi)有確鑿證據(jù)找到能超越光速的物質(zhì)。所以，哥本哈根學(xué)派告訴愛(ài)因斯坦，世界本來(lái)就是這樣的。

愛(ài)因斯坦的主要支持者薛定諤，更是提出了一個(gè)對(duì)于哥本哈根學(xué)派如同噩夢(mèng)的實(shí)驗(yàn)——“薛定諤的貓”。

既然量子力學(xué)的理論都是解釋微觀狀態(tài)，那如何與宏觀世界結(jié)合呢？薛定諤假設(shè)，在一個(gè)箱子里，放一個(gè)原子核，原子核是個(gè)量子級(jí)概念，它在不確定的時(shí)間內(nèi)會(huì)自發(fā)的產(chǎn)生衰變，誰(shuí)都無(wú)法預(yù)測(cè)衰變的準(zhǔn)確時(shí)間。箱子內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)關(guān)，當(dāng)原子核衰變時(shí)，將聯(lián)動(dòng)一把錘子，打破裝有可以毒死貓的毒氣瓶。箱子里邊放一只貓，然后把箱子蓋上。請(qǐng)問(wèn)，過(guò)一段時(shí)間后，箱子里裝著的是一只活貓還是死貓？

按照哥本哈根學(xué)派的理論，觀察行為會(huì)改變物質(zhì)變化的狀態(tài)。好，那不觀察呢？

對(duì)此，哥本哈根學(xué)派只能吞下苦水，承認(rèn)那只貓是處于半死不活的混合態(tài)。

波爾和愛(ài)因斯坦的論戰(zhàn)，也是量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的論戰(zhàn)。爭(zhēng)論雖然直到今天輸贏也沒(méi)有定論，卻促進(jìn)了量子力學(xué)的發(fā)展和完善。

論戰(zhàn)使哥本哈根學(xué)派的思想廣泛流傳。

科學(xué)家們并未停步，他們聰明的繞過(guò)了研究誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)，而是選擇忠于實(shí)驗(yàn)結(jié)論和計(jì)算結(jié)果。問(wèn)到量子力學(xué)的原理，大多數(shù)物理學(xué)家會(huì)說(shuō)“閉嘴，乖乖計(jì)算”。

波爾說(shuō)：“我們稱之為真實(shí)的一切，都是由我們不能稱之為真實(shí)的東西組成?！绷孔恿W(xué)，充滿許多匪夷所思的怪論，但是，一切的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，都驗(yàn)證出它是對(duì)的。原理如何，無(wú)人知曉；事實(shí)證明，愛(ài)因斯坦錯(cuò)了。

根據(jù)量子力學(xué)的方程，人們?cè)O(shè)計(jì)了可以控制微小電流的開(kāi)關(guān)，應(yīng)用到激光、晶體管、集成電路等電子工業(yè)的大多領(lǐng)域?？梢哉f(shuō)量子力學(xué)如果不成立，那么我們的電腦、手機(jī)、相機(jī)等等電子元器件將統(tǒng)統(tǒng)失靈。沒(méi)有量子力學(xué)的世界，我們只能回到蒸汽時(shí)代。

7、

以上就是簡(jiǎn)單的量子力學(xué)發(fā)展過(guò)程。近年，量子力學(xué)一詞，出現(xiàn)的越來(lái)越頻繁。我們普通人，怎么能夠容易理解量子力學(xué)呢？如果我們能夠打破幾個(gè)定勢(shì)思維，同樣可以走進(jìn)量子力學(xué)的奇妙世界。

顛覆思維之一、量子化無(wú)處不在

從量子的名字看，很多人看到叫“子”，就認(rèn)為是一種微小顆粒。在理解量子時(shí)，請(qǐng)忽略后邊的“子”字，而看前邊的“量”字。量子，拉丁語(yǔ)本意為“有多少”，代表“一定數(shù)量的某物質(zhì)”。

量子力學(xué)，雖然研究基本粒子，但是量子化，卻是宇宙的屬性。大到行星、小到細(xì)胞，最終分解都是可以量子化的。甚至人類的思維，科學(xué)證明，我們的意識(shí)同樣不是連續(xù)的，每隔0.042秒就有微小的斷開(kāi)。那么我們的意識(shí)就可以視為以0.042秒為一份的量子化意識(shí)。

我們所處的宏觀世界是由微觀世界組成的，兩者并無(wú)清晰的界限。哪怕我們?nèi)梭w，同樣由微小的原子組成。按照波粒二象性，如果告訴你，人同樣是由波組成的，也并不需要意外。這在德布羅意的“物質(zhì)波”理論中，已經(jīng)有了答案。

另外，抽象到如空間，也可以量子化。空間的量子化，產(chǎn)生了蟲(chóng)洞。蟲(chóng)洞的概念，是說(shuō)我們只要有足夠大的能量，就可以打開(kāi)單位空間之間的間隙，依靠這樣的蟲(chóng)洞，可以進(jìn)行時(shí)間旅行、空間轉(zhuǎn)移。這并不是科幻，至少?gòu)臄?shù)學(xué)的推算中可行。蟲(chóng)洞也叫“愛(ài)因斯坦－羅森橋”，由愛(ài)因斯坦及羅森在研究引力場(chǎng)方程時(shí)推算得出。

如太極的玄妙，宏觀和微觀相互交融，并非對(duì)立。解釋宏觀世界的經(jīng)典物理學(xué)，和解釋微觀世界的量子力學(xué)，現(xiàn)在還極不相融，沒(méi)有達(dá)成一致，但已有科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始把彼此歸于統(tǒng)一。由此，可能會(huì)產(chǎn)生更加奇妙又偉大的理論。

顛覆思維之二：沒(méi)有唯一的真理，甚至在科學(xué)中

蘋果砸到牛頓的頭時(shí)，他發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力。今天我們知道，扔一個(gè)蘋果，只要有足夠大的能量，甚至可以把蘋果扔出地球。這對(duì)于古代人，無(wú)法想象。

認(rèn)知沒(méi)有止境時(shí)，真理就是相對(duì)的。

假設(shè)世界只是一個(gè)平面，我們都是二維平面人，那么我們甚至都不能理解，在一個(gè)三維世界的地上出現(xiàn)了兩個(gè)腳印是什么原理。還好，我們本身是三維的，知道腳印的上邊是一個(gè)完整的人。那量子糾纏的超遠(yuǎn)距離“幽靈作用”是什么原因呢？科學(xué)家目前的解釋有分歧，有些認(rèn)為光速并不是極限速度，“幽靈作用”是超光速傳導(dǎo)產(chǎn)生的；而也有科學(xué)家認(rèn)為，宇宙本身是11維度的空間，“幽靈作用”是由于那些被壓縮在空間內(nèi)的、我們看不到的維度影響產(chǎn)生的。

原理雖沒(méi)澄清，但利用量子糾纏現(xiàn)象，我國(guó)已經(jīng)于去年8月發(fā)射了量子通訊衛(wèi)星，領(lǐng)先全球。

量子力學(xué)正在滲透到科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。例如生物學(xué)家甚至證明，我們的嗅覺(jué)，不是由我們一般認(rèn)為的，聞到物品的分子產(chǎn)生，而是像我們的耳朵一樣，“聽(tīng)到”了物品中亞原子顆粒的波動(dòng)來(lái)加以區(qū)分。量子生物學(xué)正在顛覆傳統(tǒng)生物學(xué)。

科學(xué)的研究還在繼續(xù)，可以肯定的是，我們看到的世界，并不是它的全部。

顛覆思維之三：沒(méi)有絕對(duì)的存在，概率才是真實(shí)的面貌

如果你在北京，對(duì)于我來(lái)說(shuō)，你在北京的哪里呢？量子力學(xué)的解釋是，你在北京的任意一個(gè)地方。就如我們想知道一個(gè)電子在原子中的位置，電子是以波的形式存在于整個(gè)原子空間里，直到你去觀察時(shí)，才會(huì)具體的出現(xiàn)在一個(gè)點(diǎn)上。同樣，我沒(méi)有觀察或者沒(méi)有被告知時(shí)，你就如電子一般，在北京的任意一個(gè)角落都有存在的概率。

量子力學(xué)目前不能準(zhǔn)確的解釋這種邏輯，他們說(shuō)這就是真實(shí)的世界。

這種概率存在的意義，目前在量子計(jì)算中顯的更為實(shí)用。

我們都知道，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是二進(jìn)制。計(jì)算機(jī)二進(jìn)制中，一個(gè)單位信息叫一個(gè)比特。一個(gè)比特可以是0，或者1。如果我輸入2個(gè)比特01，通過(guò)傳輸后，它依然是01。量子比特則不同，我輸入兩個(gè)最小單位的量子比特，這兩個(gè)量子比特都有可能是0，也都有可能是1，概率均等。這時(shí)，輸出的結(jié)果也不再是單一信息，而是四個(gè)可能，00、01、10、11。量子計(jì)算給了我們四個(gè)概率相等的、可供選擇的、不確定的答案。這可以簡(jiǎn)單認(rèn)為就是量子計(jì)算的原理。

2個(gè)量子比特信息，答案是2的2次方個(gè)；3個(gè)量子比特，就是2的3次方個(gè)；……20個(gè)量子比特，就是2的20次方個(gè)，也就是100多萬(wàn)個(gè)。

量子計(jì)算，會(huì)隨著量子比特增加，呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。比如我們想從100萬(wàn)個(gè)不同比特信息中找到我們想要的一個(gè)，量子計(jì)算機(jī)不會(huì)像經(jīng)典計(jì)算機(jī)一樣逐個(gè)檢索，而是同時(shí)檢索100萬(wàn)個(gè)答案。只要設(shè)定一下條件，計(jì)算機(jī)可以在一秒內(nèi)找到這個(gè)比特信息。

這就是在5月3日我國(guó)宣布研發(fā)成功的量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。因?yàn)槲覈?guó)科學(xué)家，實(shí)現(xiàn)了10對(duì)糾纏狀態(tài)下的量子計(jì)算，10對(duì)——20個(gè)量子，在計(jì)算中就是20個(gè)量子比特。

想要判斷量子計(jì)算到底牛不牛，學(xué)術(shù)界有三個(gè)達(dá)成共識(shí)的指標(biāo)性節(jié)點(diǎn)：計(jì)算能力超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)是第一步，再是超越我們使用的個(gè)人電腦，最后是超越超級(jí)計(jì)算機(jī)。

我國(guó)科學(xué)家在全球率先完成了最困難的第一步。

量子計(jì)算機(jī)離我們已經(jīng)如此之近。

量子力學(xué)理論從量子一詞誕生，到今天有117年的歷史。量子力學(xué)已讓我們的生活翻天覆地。隨著對(duì)于量子力學(xué)研究的深入，實(shí)用化的量子產(chǎn)品終將迎來(lái)井噴的一天。

波爾說(shuō)：“如果誰(shuí)不曾對(duì)量子論感到震驚，他就根本沒(méi)有理解它?！?/p>

我們對(duì)于量子的無(wú)知，就像300多年前，人類對(duì)于光的無(wú)知一樣。人類探索量子世界秘密的過(guò)程，智慧之花也在悄然綻放。

也許，在未來(lái)的某一天，人類完全理解了量子的世界，才發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)這門超現(xiàn)代科學(xué)本身，正是生命古老的事實(shí)。