如何讓普通人理解：量子力學！量子糾纏，波粒二象性和量子疊加

我最近發(fā)現(xiàn)了一個特別特別好的思路理解量子力學，即便是不懂量子力學的人，也很容易把量子力學中的反常識現(xiàn)象聽懂個大概！

我呢，做量子力學科普很多年了，我發(fā)現(xiàn)很多人一聽到雙縫干涉實驗，波粒二象性； 概率波； 測量坍塌； 量子糾纏這樣的概念，首先會問為什么，為什么量子世界會這樣？

而大部分時候，我們做科普，只能告訴你：不要問為什么！因為微觀世界的基本現(xiàn)象就是這樣子的，科學只是歸納現(xiàn)象，而不解釋現(xiàn)象。

可能你聽到這些話，可能還是不甘心，總感覺還是弄不明白量子力學為什么會如此反常識，那么你看完這篇文章，就會明白量為什么會量子力學會是這個樣子！不僅明白量子力學為什么會如此反常識，還會明白，量子力學所謂的反常識現(xiàn)象才是最符合邏輯的。

首先啊 你在了解量子力學之前要知道，量子力學就是微觀世界的現(xiàn)象，大致呢，也就說比原子還小的那些粒子的運動現(xiàn)象，這些現(xiàn)象包括波粒二象性； 概率波； 量子糾纏等等

但是你會發(fā)現(xiàn)這些量子現(xiàn)象的背后都有一個共同點，那就是所有微觀粒子是不確定的，是模糊不清的，也就是說：微觀粒子沒有確定的形狀和確定的邊界。

你看，咱們?nèi)祟愐婚_始理解微觀粒子總是認為這些粒子就是一種類似于實心的小球。但很快 物理學家就發(fā)現(xiàn)了波粒二象性然后粒子是實心小球的觀念就被pass掉了！

也就是說這些粒子即是波也是粒子，這句話聽起來依舊很難理解，人類大腦好像還很難想象出：一種即是波又是粒子的物體。但沒事，反正這種波粒二象性的觀念也落后了。目前物理學界對微觀粒子的最新認知：就是一種基于量子場論的觀點。

在量子場論中，波粒二象性也只是表象，其實任何一種基本粒子都是一種場。所謂的粒子也只是量子場激發(fā)的一種能量，不同的粒子有不同的量子場！

比如電子就是電子場；光子就是光子場；夸克就是夸克場，那這個量子場到底有多大呢？

其實宇宙有多大 量子場就有多大，也就是說：一個粒子的本質(zhì)正是由于它是一種量子場！

而這個量子場又可以延伸到宇宙各個角落，所以一個粒子的范圍就是整個空間。

怎么樣 可能聽到這兒，是不是感覺更難以理解了

別著急 接下來我就會用新的思路，從日常生活中的經(jīng)驗推理出：為什么微觀粒子會是這個樣子呢？

你現(xiàn)在伸出你的右手，然后捏一下你的鼻子，你看，你現(xiàn)在是不是發(fā)現(xiàn)：你鼻子的形狀改變了。那你再想一下，你用手捏鼻子這個過程，力到底是如何作用的？

其實 當你可以把這個行為放大到微觀尺度 ，你就會發(fā)現(xiàn)手捏鼻子，只是手皮表面的核外電子和鼻子表面的核外電子發(fā)生了電磁作用，核外電子都是帶負電荷的，所以核外電子在沒有完全接觸到的情況下，依靠電磁力就產(chǎn)生了排斥作用。

這時候你再往深思考一下：明明手上的核外電子和鼻子的核外電子沒有接觸，它們之間都是真空區(qū)域，怎么可能會發(fā)生作用呢？

這好像就是一種超距作用，所以第一個違反常識的觀念就誕生了！為了讓超距作用這種反常識現(xiàn)象在邏輯上自洽，我們就認為 一個核外電子和另一個核外電子發(fā)生了作用力。中間必然有一個物體傳遞了這種力，這種物質(zhì)也就叫做傳播子。

電磁力的傳播子也就是虛光子，兩個核外電子在發(fā)生電磁作用的時候，就會有虛光子在中間不斷交換 來傳遞這種力。這時候你再想一下，如果我們將微觀粒子認為是一種實心的小球，你就會發(fā)現(xiàn)這里面存在一個很大的問題。

電子和電子之間的作用力，依靠的虛光子這種傳播子。那傳播子和電子之間的作用又是怎么發(fā)生的。既然微觀粒子 已經(jīng)被假設(shè)成實心小球，那傳播子和電子之間總會存在真空，這就是一種超距作用。所以 一旦我們將微觀粒子 認定成經(jīng)典物理世界的小球，那么這些粒子之間就不可能發(fā)生相互作用。

因為它們之間總有真空 真空就好像是一堵墻，導(dǎo)致所有粒子都不可能發(fā)生相互作用力，所以微觀粒子的形態(tài)只能存在一種可能性，才能解釋這種超距作用帶來的邏輯上的bug。那就是微觀粒子本身就是模糊不清的，充滿了整個空間 它們之間本來就沒有界限，粒子和粒子之間 本身也是一種交織在一起的量子場！

其實物理法則并不認同超距作用，量子糾纏那種所謂的超距作用本身也是一種假象，對于超距作用 牛頓最有發(fā)言權(quán)，早在牛頓活著的時候，就發(fā)現(xiàn)超距作用是無法容忍的！牛頓發(fā)現(xiàn) 星球和星球之間都是真空地帶，兩個星球之間沒有任何傳播子，它們居然還會產(chǎn)生引力，這不就是超距作用嗎？

為了解決這個問題，牛頓就引入了2000多年前 亞里士多德提出的以太概念。并認為以太均勻分布在宇宙各個角落，并且充當了引力的傳播子，當然 后來 邁克爾遜莫雷實驗證偽了以太！

引力之間的超距作用最后被廣義相對論的時空彎曲所取代，而廣義相對論認為 引力只是假象

所謂的引力作用 只是質(zhì)量彎曲了空間！物體在彎曲的空間運動，才表現(xiàn)的像引力作用！所以引力之間并不需要引入額外的傳播子！

但是量子力學不這樣想，量子力學非得給引力整上一個傳播子，這也就是引力子。當然對于引力子，目前的爭議依舊很大因為廣義相對論認為引力不是力，所以無需傳播子。但量子力學還是認為引力是力，是需要傳播子的

當然 這個問題就超綱了，以后咱們可以專門講一下！

回到最初的問題，正是因為物理法則不認同超距作用。所以微觀粒子只能是模糊不清的形態(tài) 才能解決這個問題。你看 電磁力的作用是無限遠的，這就要求微觀粒子這種迷糊不清的界限也是無限遠的。正是由于粒子是迷糊不清的，所以它就不可能像實心小球那樣有明確的位置。

所以我們只能用概率描述它，講到這兒。你再看量子糾纏，其實所謂的糾纏粒子就是同一個粒子，直視能量一分為二 變成兩個糾纏粒子，但是糾纏粒子之間 還是同用同一個量子場。

這個量子場本來就可以延伸到宇宙各個角落，所以兩個糾纏粒子所謂的超光速作用，其實就是同一個粒子的同時作用。改變其中一個糾纏粒子，另一個粒子肯定也會同時改變，你用這種思路理解電子的雙縫干涉實驗就更容易了。

我們最難理解的就是為什么電子會同時經(jīng)過雙縫，并且一個電子為什么會和自身發(fā)生干涉。

其實別說是雙縫，哪怕是無數(shù)個縫，電子都能同時經(jīng)過！因為電子這種模糊不清的形態(tài)，就注定了電子可以同時處于多個位置。

最后咱們總結(jié)一下：宇宙中的物質(zhì)無時無刻都在發(fā)生著相互作用，如果我們將這種相互作用放大，會發(fā)現(xiàn)所有粒子之間都存在巨大的真空地帶。如果粒子是小球的話，那么真空就會阻礙超距作用的發(fā)生。所以微觀粒子只能是迷糊不清的，才能化解這種超距作用。

聽到這里 你就會明白：微觀粒子迷糊不清的概念，才是最符合邏輯的！而粒子是實心小球的概念，才是反常識的。