量子力学中十分深奥的叠加态：如果你不看月亮，那么月亮就不存在

量子讲堂第三期，今天和大家聊一聊量子力学中十分深奥的叠加态，如果你不抬头看月亮，那么月亮就等于不存在，这个结论是不是让人感觉很荒唐呢？

让我们来想象这样一个场景：刚刚走出家门的你突然怀疑自己好像忘记了带钥匙，于是你需要翻一翻自己衣服的兜来确定自己到底带没带钥匙，那么此时就出现了两种可能性，第一种是你带钥匙了，第二种则是你没有带钥匙，不会存在第三种可能性，所以你需要翻一下衣服的兜来确定两种可能性是哪个是正确，但你没有想过这样一个问题：会不会你出门的时候既带了钥匙，又没带钥匙呢？

讲到这里，可能大家会觉得这个假设十分的荒诞，怎么可能会存在既带了钥匙，又没带钥匙这种可能性呢？是的，生存在宏观世界的我们一定会觉得这个假设十分的荒唐，但如果在微观量子世界，这既带了钥匙，又没带钥匙的两张状态是可以同时存在的，量子力学称其为：叠加态。

物理学家曾经做过一个名为双缝干涉的物理实验，简单来说就是将一个电子向两个狭小的缝隙发射，结果这个电子在通过两个缝隙后产生了干涉的图案，这意味着电子具有波动性，处于波动态的电子没有固定的位置，所以电子在通过双缝后自己干涉了自己，然后产生了干涉图案，但是当物理学家利用特殊仪器进行观察的时候，由于观察需要借助光，那么在进行观察的时候就会有光子与电子相撞，电子就有了确定的位置，变成了粒子态，以直线运动的通过了两条缝隙，那么问题来了，究竟是什么因素使没有固定位置的波动态电子，变成了有固定位置的粒子态电子呢？答案就是：观测。

通过这个实验可以说明：微观粒子在没有被观测之前，它就没有确定的状态，从理论上来说它拥有无数种可能性，它可能处于任何一种状态，处于任何一个位置，或者说它的存在没有任何现实意义，所以一个电子才能匪夷所思的做出自己干涉自己的行为，只有当微观粒子被人观测后，微观粒子的多种状态才会消失，它的叠加态会立即崩塌，变成可以确定位置的本征态。所以在量子力学有这样一句话：只有被观测过的物理量才具有现实意义，这就好比说：如果我们不抬头看月亮，那么月亮就可能处于任何一个位置，可能月亮会出现在火星上，或者说没有被观测的月亮根本不存在！

是的，相信您读到这里一定会感觉这个量子力学的叠加态十分的荒诞，要知道物质是不以人的意识为转移的，难道天上的月亮真的会因为我们不观测它而消失吗？难道这个世界的本质是随机的吗？

您的质疑一点也不奇怪，因为这个量子力学中提到的叠加态的确很难理解，甚至违背了正常的逻辑思维，就连著名的物理学家、相对论的创建者爱因斯坦对于这种说法也不相信，爱因斯坦曾经讥讽道：世界并不是随机的，因为上帝不会掷筛子，但是爱因斯坦的老朋友、也是他的老对头玻尔却这样反击：爱因斯坦，别去指挥上帝该怎么做！

对于微观粒子这种神秘的叠加态，物理学界一直争论不休，很多物理学都不愿意相信这个世界竟然是被一种随机的概率所统治，但一次又一次的实验却证实了微观粒子这种叠加态是正确的，是可以解释微观量子效应的，最典型的就是上文中我们提到的电子双缝干涉实验，关于电子双缝干涉实验究竟是怎么回事？

请关注我，我们在下一期接着聊一聊微观粒子的叠加态。