量子力学到底是个啥（到底什么是量子力学）

来源：长尾科技

作者：长尾君

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节选：

许多文章、视频也喜欢把量子力学往这个方向上引，大肆宣扬“看一眼”决定猫的生死，告诉你双缝实验有多“恐怖”，把意识和量子力学扯在一起等等。于是，量子力学在大众眼里就越来越玄乎，越来越诡异，越来越恐怖了。

量子力学并不奇怪

其实，量子力学并不奇怪，你觉得它奇怪，主要是因为你老是从经典力学的视角看量子力学，就像古人眼里闪电也很奇怪一样。

我们从小就浸泡在经典世界里，很多经典观念已经成了潜意识的一部分，你这样去看量子世界，自然会觉得它很奇怪。但是，如果你转换一下视角，尝试从量子的视角去看量子世界，就会发现一切都很自然。

附录：

来源：墨子沙龙

作者：王向斌

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节选：

朱清时院士《客观世界可能并不存在》的关键论据是量子力学自身并未给出塌缩的来源机制，而朱把这个归结为意识。这样的归结，并无实验支持。为了批评《客观》，《捍卫》作者声称塌缩的机制是清楚的：退相干，即塌缩就是被测系统与宏观系统纠缠上了。国际上确实有一些学者试图用复合系统演化来解释测量过程，然而，这个演化（子系统退想干）过程与量子态塌缩完全是两码事。

考虑单次测量，测量完成之后被测系统的物理量具有确定值，被测系统自身也立刻处于一个明确的本征态上。这就是说，测量完成后，任何被测系统在所测的物理量相应的空间中都得是一个纯态，即不能与任何别的东西纠缠。而《捍卫》作者退相干即坍缩的说法与此基本事实矛盾。事实上，以退相干（与大系统纠缠）观点去解释量子测量，只能给出关于测量的系综统计结果，即诸如大量粒子的平均值之类，但是无法解释单次测量结果，即无法解释量子塌缩。

虽然在一些其他一些领域，由于只在乎系综统计结果，所以在实际计算中你可以用退相干过程来获得那个测量统计结果，在那里不需要管单量子态塌缩的具体结果。但是，在量子信息领域，我们经常要用到单次测量的结果，及真正涉及到量子塌缩。例如，量子态隐形传输，你要传1000个未知态，你就需要1000次贝尔测量的具体结果并根据每个具体结果对远处粒子做相应的操作。在这种情况下，只知道那总数为100的测量结果的统计分布是没有意义的。

来源：怀疑探索者

作者：张昊

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节选：

如果不是从小就接受系统性的无神论思想和科学方法论教育，多数人对灵魂都会抱有谨慎相信或者谨慎否定的态度。在宗教传统较为深远的国家，完全否定灵魂存在的无神论唯物主义者不敢说是凤毛麟角也绝对谈不上是随处可见。同时，现代科技的发展不断更新着人类知识的边界，科学研究的内容和领域在普通人看来与日常生活距离不小。这样的社会现实给了很多伪科学说法相当大的生存空间，“量子力学证明灵魂存在”就是这其中的典型代表。

波粒二象性

这一说法套用了量子力学中“波粒二象性”的基本概念，假设人的身体是“粒子”，人的灵魂是“波”，实体与灵魂或交织、或分离，所以符合波粒二象性的物理原理。当然这种观点纯属无稽之谈，是一种将非科学观念附会于普通人不太了解的科学术语之上的经典伪科学套路。为了不“糟蹋”科学，我们很有必要普及一下量子力学的基本知识。

自从二十世纪以来，物理学两大新理论——量子论和相对论，从理论到实际应用，已经影响到我们生活的方方面面，从卫星导航到纳米材料，几乎都离不开这两大理论。整个现代物理学的大厦，就是建立在量子论和相对论的基础之上，二者也成为了高科技的代名词。如果说相对论几乎是以爱因斯坦一己之力建立起来的话，那么，量子论或者说量子力学则是集合了全世界最聪明的一群人所建立起来的物理学理论，其中也包括爱因斯坦。

量子力学的核心观念对于我们的常识以及直观感觉都是一种颠覆，因此从诞生之初道路就不平坦，创立者内部关于量子力学的认识也不尽统一，论争持续了数十年。一百多年来，先后有许多科学家提出各种思想实验以及可观测实验，试图解释或者推翻量子力学。在这样的磕磕绊绊中，量子力学已经伴随人类走过了一百多年。

量子力学一开始就与“光、电子以及原子”密不可分，而这些粒子，与人类一直苦苦追求的物质结构的“基本单元”有很大关系。抛开这些复杂的物理学史以及理论不谈，我们从量子力学最根本的问题——“测量”出发，直击量子力学的本质。

验证了电子自旋的实验

斯特恩-盖拉赫实验验证了电子自旋，是经典的量子力学实验。电子自旋由洛伦兹的学生乌伦贝克和高斯密特为了解决碱金属原子光谱的双线结构和反常塞曼效应而提出，这一发现本应该得诺贝尔物理学奖的，但不知什么原因没得，可能评委会的人觉得这么重要的发现早就已经得过了，所以就没让他们得“第二次”，这可以说是遗憾吧。斯特恩和盖拉赫两人通过让高温熔炉发射出的银原子经过非均匀磁场，观察到银原子劈裂为两束，证实了电子自旋的存在。根据经典电磁学，银原子在承接屏上应该是连续的带，而非劈裂为两个斑，只有用电子自旋才能解释这种现象。对斯特恩-盖拉赫实验进行改进，就得到了级联斯特恩-盖拉赫实验。

不确定原理或叫测不准原理，由海森堡提出的不确定关系发展而来，不确定关系讲的是“不可能同时精确测量位置和动量”，光的单缝衍射其实可以有不确定关系很好的解释，光子通过狭缝，狭缝的宽度代表了光子位置的精确度，而衍射条纹的宽度代表了动量的不确定度，当狭缝逐渐变窄也就是光子位置越来越精确的时候，衍射条纹却越来越宽即光子的动量越来越不确定。测不准原理在科学测量中具有深远的意义。它让人们意识到对任何物理量的测量，其精密程度都存在一个限度。在量子力学出现以前，人们总是找不到一个理论来解释为什么不可能无限精确地提高我们的实验精度。而波粒二象性和不确定关系给出了测量精度的基本限度。这与经典力学中的观念极其不同，具有革命性的意义。

测量的问题除了测量的准确性以外，还有一个问题：就是测量能不能真实反映客观实在。这涉及到EPR佯谬以及量子力学的哥本哈根诠释。限于篇幅，我们只把主流的结论和观点叙述一下：量子系统的存在是纠缠态，测量导致塌缩到本征态，也就是任何测量都会不可避免地影响到客观实体本身。