量子力學(xué)告訴我們，微觀粒子的狀態(tài)和運(yùn)行規(guī)律并不能用經(jīng)典物理去描述，因?yàn)槲⒂^粒子的行為完全違背了我們的傳統(tǒng)認(rèn)知，甚至顛覆了我們的人生觀和宇宙觀。

這也是為什么有物理學(xué)界大佬會這樣講：如果你第一接觸到量子力學(xué)，沒有因?yàn)榱孔邮澜绲脑幃愋袨楦械浇z毫困惑的話，并不能說明你很聰明，更不能說明你真的了解了量子力學(xué)，恰恰相反，是因?yàn)槟阃耆幻靼琢孔恿W(xué)！

說白了就是：無知者無畏！

實(shí)際上，不要說普通吃瓜群眾了，所有的物理學(xué)家大佬們至今也都無法理解：為什么量子世界如此詭異？

量子世界里，違背我們生活常識的地方實(shí)在太多了，甚至完全違背了人們認(rèn)為堅(jiān)不可摧的“因果律”。

量子力學(xué)發(fā)展了一百多年，那么如今的物理學(xué)界是如何描述量子力學(xué)的呢？

波粒二象性是量子力學(xué)的核心思想，但實(shí)際上這樣一個(gè)“中庸”的描述方式，恰恰凸顯出了人類的“無能和不甘”，因?yàn)槲覀儗?shí)在不知道到底該如何準(zhǔn)確描述量子世界的詭異行為，只能用“波粒二象性”這個(gè)模棱兩可的定義去描述。

現(xiàn)實(shí)中的我們很難理解一個(gè)物體既有粒子特性，也擁有波動(dòng)性，一會表現(xiàn)出粒子性，一會又表現(xiàn)出波動(dòng)性，微觀粒子的狀態(tài)到底是什么，最終竟然取決于我們的觀測，不觀測時(shí)，是飄忽不定的波動(dòng)性，微觀粒子無處不在。一旦實(shí)施了觀測，粒子瞬間就坍縮為粒子性，成為確定存在的粒子。

先來看看我們的經(jīng)典世界是如何描述物體狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)的。

在物理課上，我們都學(xué)過質(zhì)點(diǎn)的概念，在研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通?？梢詫⑽矬w視作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，進(jìn)行模型化處理方便理解，然后就可以準(zhǔn)確地測量計(jì)算該物體的相關(guān)物理量了，比如說質(zhì)量，速度，加速度等，所有這些物理量都可以通過牛頓經(jīng)典力學(xué)計(jì)算出來。

中學(xué)時(shí)學(xué)的物理并不涉及相對論知識。其實(shí)相對論也屬于經(jīng)典物理學(xué)范疇，與牛頓經(jīng)典力學(xué)是一樣的，只不過相對論描述的是高速狀態(tài)的宏觀物體的運(yùn)行規(guī)律。

利用牛頓力學(xué)和相對論，完全可以描述我們宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

隨著科學(xué)家們對微觀領(lǐng)域的深入探索，有了不一樣的發(fā)現(xiàn)。相繼發(fā)現(xiàn)了原子核，電子，質(zhì)子中子甚至夸克的存在。而當(dāng)科學(xué)家們觀測這些微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，發(fā)現(xiàn)牛頓經(jīng)典力學(xué)和相對論都不好用了，并不符合經(jīng)典物理學(xué)的預(yù)測。

比如說，原子核帶正電，電子帶負(fù)電，如果按照牛頓經(jīng)典力學(xué)的預(yù)測，電子在運(yùn)動(dòng)的過程中能量會發(fā)生衰減，最終墜落到原子核上，但現(xiàn)實(shí)中并沒有出現(xiàn)這樣的情況。

顯然，經(jīng)典物理學(xué)遇到了難題，該如何解釋電子等微觀粒子的行為呢？

玻爾首先提出了“電子躍遷”的概念，電子在不同的能級之間來回躍遷，但只能吸收或者釋放特定的能量，也就是光量子整數(shù)倍的能量，因此只能在不同的能級躍遷，而不能躍遷到兩個(gè)能級之間。

不過，玻爾的理論也有缺陷，并不能解釋電子云現(xiàn)象。

隨著電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的開展，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了更多詭異現(xiàn)象，明白了電子等微觀粒子同樣具有波粒二象性，這就意味著，電子可以同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)不同的地方，甚至可以出現(xiàn)在任何地方。

那么，到底該如何描述微觀粒子的狀態(tài)呢？只能用不確定性原理。雖然我們并不能同時(shí)獲取微觀粒子的速度和位置信息，但微觀粒子的速度和位置的不確定性滿足一定的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系就是：速度不確定性與位置不確定性的乘積必須不小于一個(gè)常數(shù)，盡管這個(gè)常數(shù)很小，但比零要大。

物理學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，雖然我們不能確定微觀粒子的速度和位置信息，但可以用概率去描述，可以用概率描述微觀粒子在某個(gè)位置出現(xiàn)的概率。

這就是“概率波”詮釋，用于詮釋薛定諤方程中的“波函數(shù)”。也就是說，微觀粒子的行為就像波動(dòng)一樣不可預(yù)知，無處不在，它們的行為只能用概率波去描述。

為什么會這樣？

很抱歉，人類也不知道，也很無奈，只知道微觀世界確實(shí)是那樣的，不確定性和概率波就是微觀粒子的固有屬性，人們也只能用概率去描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)。

這就好像“擲骰子”一樣，最終到底是幾點(diǎn)，是不確定的，隨機(jī)產(chǎn)生的。愛因斯坦和薛定諤等物理學(xué)界大佬無論如何都不能接受微觀粒子的概率行為，愛因斯坦堅(jiān)信“上帝不會擲骰子”，但今天的主流科學(xué)界顯然更支持“上帝的確會擲骰子”。

還有一個(gè)問題，宏觀物體都是由微觀粒子組成的，既然微觀粒子是不確定的，只能用概率去描述，為什么宏觀物體的狀態(tài)是確定的呢？

最關(guān)鍵的是，微觀粒子的不確定性也是“相對”的，因?yàn)槿魏斡^測行為都會導(dǎo)致微觀粒子的“波函數(shù)坍縮”，從不確定性坍縮為確定性，從一片模糊的波動(dòng)狀態(tài)，坍縮為真實(shí)存在的確定狀態(tài)。

深層含義就是：難道這個(gè)世界的真實(shí)性取決于我們的觀測嗎？當(dāng)我們不觀測時(shí)，世界一片模糊不定，而當(dāng)我們觀測的一瞬間，世界才變得真實(shí)？

雖然這讓人很難接受，但目前來看，確實(shí)是這樣的。那么最大的問題又來了，為什么我們的觀測行為會導(dǎo)致微觀粒子的“波函數(shù)坍縮”，從波動(dòng)性坍縮為粒子性呢？

很遺憾，人類還是不知道該問題的答案，只是觀察到了那種行為確實(shí)存在，于是用“波函數(shù)坍縮”去描述。說白了，所謂的“波函數(shù)坍縮”只是科學(xué)家們根據(jù)觀察到的結(jié)果，倒推出來的結(jié)論，說點(diǎn)不好聽的就是“馬后炮”，本質(zhì)來講就是“假設(shè)”。

當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)上也有人會提出這樣的觀點(diǎn)：觀測之所以會導(dǎo)致波函數(shù)坍縮，是因?yàn)橛^測本身意味著一定會與微觀粒子發(fā)生相互作用，從而影響到微觀粒子的狀態(tài)。

這種觀點(diǎn)確實(shí)更容易被我們接受，畢竟更符合我們的生活經(jīng)驗(yàn)，不過是站不住腳的，畢竟如果觀測行為干擾了微觀粒子的量子狀態(tài)，意味著之前在觀測之前，量子系統(tǒng)已經(jīng)有某種確定狀態(tài)了，顯然這就與“觀測行為改變量子狀態(tài)”發(fā)生了矛盾。

當(dāng)然，物理學(xué)家們雖然不知道量子世界為什么會發(fā)生“波函數(shù)坍縮”，但還是提出了很多假設(shè)，比如說平行宇宙假說，高維度空間，甚至還有“意識決定論”等，但究竟哪一個(gè)才是量子世界的本質(zhì)，我們還不知道。

大自然總是這樣，總是在人們以為快要觸摸到大統(tǒng)一理論的時(shí)候，給人們“當(dāng)頭一棒”，衍生出更多更不可思議的大自然現(xiàn)象。

完！