我们现在来做一个实验，用一个光子去测量电子的位置和动量，为了能看得清楚一点，我们把画面放大。好，我们假设放大后的光子就是你，而电子是一只大象。你现在的任务就是要去测量大象的位置和它的速度（有了速度动量就知道了），怕你找不到，我们把你送到了大象可能出没的地方。你很快便找到了大象，它正在行走。距离除以时间等于速度，这对你来说是小菜一碟 ，速度就这样被你轻松搞到手了。任务一下子就完成了一半，看来成功在望，你信心满满。

接下来是搞定位置，可大象一直在走，位置一直在变，怎么办？

“站着，别动！”你对大象喊道。

大象很听话，竟然停下了。你把位置一记，任务完成，准备高高兴兴的回去交差领赏了。可刚要转身大象又走动起来了，一走动位置又变了，这可怎么办？

聪明的你很快便想到了办法，在没变成光子之前你在附近掉了一根汗毛，兴许可以用它来把大象栓住，可四处张望却没找到，只看见一条山脉：难道那就是我掉的那根汗毛？天哪，那不知比大象大几万倍，如何拴得大象？你一脸茫然。

你现在是光子，在这个尺度没有比你更小的东西了，你无法找到任何可以栓住大象的东西。你也想过用石头把大象围住，可那最小的“原子”对你来说也是一座座山。看来只有一个办法了——杀死大象！

别想着用刀子什么的，你现在是最小的。你使出最大的力气往大象身上打了一拳，大象动都没动一下。你又使劲踢了它一脚，疼得自己噢噢叫，大象却依然一动不动。实在没招了，你只得灰头土脸地回来了：动量完全确定，位置完全无法确定，大象现在可能在任何地方！

虽然没有功劳但苦劳还是有的，大家并没有责怪你，经组织决定再派你去一次，这次给你一个冲击波，让你可以把大象一脚踢残废。拥有“超能力”的你向组织表忠心：这次坚决完成任务！便再一次兴奋地启程了。

“超能光子驾到！”砰的一声巨响，待烟雾散去，你定眼一看，乖乖，用力过猛大象已经咽气了。当然，已经不是上次那只大象了，那只已经不知道跑哪去了。

“罪过！罪过！都是为了实验。”你虽然心里难过，但现在大象死了，也就是说你能得到一个完全确定的位置，也算是值了。东经XXX，北纬XXX，你精确地记录下了大象的位置。等等，速度呢？速度怎么办？现在大象死了，也就无法知道它本来应该具有的速度，它没死的时候是像蚂蚁一样慢，还是像猎豹一样快？

象死不能复生，什么招都没用，也就不用想招了，你只能垂头丧气的回来交差了：位置完全确定，动量完全无法确定，它可能拥有任何动量！

当然，我们的这个思想实验跟真实的实验不太一样，但所要表达的意思都差不多。在真实的实验中光子不可能像你一样会自己进行观测，我们只有通过观测撞击电子后反弹回来的光子，通过它撞击前后的变化来间接观测电子的位置和动量，因为我们是看不到电子这样小的微粒的。

当我们用一个频率很低的光子去撞击电子，它的波长很长，相当于用一个很大的气球去撞击鸡蛋，无法得到精确的位置。当我们用频率很高的光子去撞击电子，它的波长很短，相当于用一颗子弹去撞击鸡蛋，当然这个“鸡蛋”是很硬的，它没有被击破，而是被击飞了，因为“子弹”比较小，所以能比较精确的知道鸡蛋原来所在的位置，但它被撞飞了，已经不见踪影，完全无法知道它的动量。

于是海森堡说这个世界是不确定的，我们这些“盲人”根本无法确定别的“动物”在哪里。而别的“动物”也同样是“盲人”，它们也无法确定我们在哪里。但我们能确定自己在哪里，那些“动物”们也能确定自己在哪里，这个世界其实又是确定的。

海森堡的矩阵力学要用到矩阵乘法，演算起来相当的繁杂，所以当薛定谔推出他的波动方程时，很快便受到众多科学家们的欢迎。说起来薛定谔的波动方程也是受到了爱因斯坦的“提示”，当时薛定谔读到了老爱的一篇论文，他读得很仔细，连注脚都没放过，有一处注脚说，文中有一部分内容来自徳布罗意的波粒二象性论文。他于是又找到这篇论文仔细的读起来，并被徳布罗意的观点所折服。

德布罗意的研究指出，伴随着每一个运动的电子，总是有一个如影随形的“相波”。这个波的频率ν，因为mc^2 = E = hν，所以ν = mc^2/h。并推导出当电子以速度v0前进时，这个伴随着的波速度为c^2/v0，波长λ= (c^2/v0 ) / ( mc^2/h) = h/mv0。这个叫做德布罗意波长公式。

薛定谔立足徳布罗意波的概念，把电子看成环形波，把能级与波节联系起来，从哈密顿-雅克比方程出发，推导出了他的波动方程：





这就是名震物理江湖，在原子物理学中应用最广、影响最大的公式，也是史上最伟大的公式之一。在这里我们并不想去深究它的来龙去脉，我们只说一说那个像渔叉一样的ψ是个什么东西？ψ，发音“普赛”，是个希腊字母，它是什么意思？它的物理意义是什么？

薛定谔说，那是我的波函数，波在空间的分布函数。ψ如影随形地伴随着每一个电子，它就在那里，却又不在具体某一个点上，而是在那个位置上如云朵一般弥漫开去。并随着电子的运动而演化，这种演化并不是杂乱无章的，而是按照波动方程进行的，是有规律的、连续的、确定的。光子、电子这些小家伙，只是看上去像粒子罢了。实际上，它们都是一个个小小的“波包”，每一个“波包”由一组各种不同波长的波拼凑在一起组合而成。由于这些“波组合”结构紧凑，体积小巧，所以看起来很像粒。这就好比一团毛线，虽然实际上是一堆纤维，但看起来就像个球一样。

薛定谔的解释实际上把光子、电子这些微粒的粒子性都否定掉了，认为它们实际上都是波，只是看起来像粒。但如果把它们完全看成波，像光电效应等很多现象根本无法解释。

这时波恩提出了他不同的看法，他认为ψ所描述的那朵云，并不是真实的波，而是粒子在某处出现的概率！在不同的点，它出现的概率值不同，并且分布得极具规律美感，就像波那样展开。所以，ψ其实是“概率波”，它代表的是一种随机，一种概率，代表了电子在某个点出现的“概率”。电子本身不会像波那样扩展开去，但是它的出现概率则像一个波，严格地按照ψ的分布所展开。

概率！你竟然说世界是建立在概率之上！你确定你真的是个物理学家，而不是某个研究彩票的彩民，或者是拉斯维加斯赌场里的赌徒吗？这怎么听也不像是一个物理学家应该说的话嘛！

曾经，拉普拉斯写了一本科普书，在介绍概率这个权宜之计时，他牛哄哄地写道：“我们可以把宇宙现在的状态，当成它过去的果，以及未来的因。假如，有这样一个智者，他能知道某一刻宇宙的所有精确数据，并且能够处理这些数据，那么，宇宙中所有物体的运动，都会包含在一条简单公式中。对这位智者来说，没有什么是不确定的，而未来，只会像过去一样，清楚地展现在他面前……”。知道了现在，就可以倒推过去，并预测未来！这番宏论，就是传说中的“拉普拉斯决定论”，文中的“智者”，就是传说中的“拉普拉斯妖”。他代表了物理学的根本宗旨。是的，明确地告诉人们，万物为什么会这样，万物将会如何演化、发展，这才是物理学，光荣的、骄傲的物理学！

然而现在，你，波恩，竟然说世界是建立在概率之上的，这是在否定决定论，这是在向决定论宣战！这还是物理学吗？

在我们的世界中，万物都严格的遵循着因果关系，种瓜得瓜，种豆得豆，有什么样的因，就会有什么样的果，这与概率无关，一切都是确定的。就算是赌场里的骰子，只要我们能掌握它的质量、抛出的角度、力度等所有初始因素，我们同样能精确的知道它开出的是几点。

于是爱因斯坦说了那句经典的话：无论如何，我确信，上帝不掷骰子！

可以想象，当波恩将骰子带进物理学后，是引起了何等的轩然大波。围绕着这个核心解释所展开的争论激烈而又尖锐，把物理学加热到了沸点。

但我们就想知道，这个“该死的”电子到底是波还是粒呢？

这其实是光的波粒之争的延续。在此之前，围绕着光是波还是粒已经进行了长达三百年的论战，你来我往，互有胜负，每次眼看着已经将对方打入了万劫不复的深渊，但不久之后又总是奇迹般的“生还”，谁也无法把谁真正的灭掉。

一方面，双缝实验和电磁理论毫不含糊地揭示了光的波动性；而另一方面，光电效应和康普顿效应又同样清晰地表明了它的粒子性。就电子来说，电子跃迁，原子里的光谱，海森堡的矩阵都强调了它不连续性的一面，似乎粒子性占了上风。但薛定谔的方程却又大肆渲染了它的连续性，甚至把波动的标签都贴到了它脸上，波动性在嘲笑般的微笑。

怎么看，电子都没法不是个粒；怎么看，电子又都没法不是个波。那它到底是粒还是波呢？

玻尔认为不确定性是建立在波和粒的双重基础上，它其实是电子在波和粒之间的一种摇摆：当我们对于波的属性了解得越多，对于粒的属性就了解得越少；当我们对于粒的属性了解得越多，对于波的属性就了解得越少。此消彼长，鱼和熊掌不可兼得，不确定性其实同时建立在连续性和不连续性两者之上。

翻译成“白话”也就是说：它既是个粒，同时又是个波！

可是，等等，这也太过分了吧？叫人完全没法接受嘛。什么叫“既是个粒，同时又是个波”？这两种图像分明是互相排斥的呀。这就好比男人和女人，你可以是个男人，也可以是个女人，这都没关系，甚至不男不女我们都可以勉强接受，但一个人怎么可能既是男的，又是女的呢？

但事实就是如此，一个电子必须从波和粒两种角度去作出诠释，任何单方面的描述都是不完整的。只有波和粒两种概念结合起来，电子才是一个“有血有肉”的电子，才能组成一个完整的图像。没有粒子性的电子是“不全”的，没有波动性的电子是“缺失”的。就像电脑必须由硬件和软件两者所构成一样，没有硬件的软件将无法施展，没有软件的硬件也只是一堆废铁，无论缺少了哪一个，电脑这种“东西”都不会存在，不能称之为电脑。

但一个既是波又是粒的电子到底是长什么样子的呢？一个既是男人又是女人的人到底是长什么样子的呢？它们是如何叠加在一起的？即使我们的想象力再丰富，还是无法想象出这样的画面。

玻尔解释说，“我们当然不可能看到既是波又是粒的东西，任何时候我们观察电子时，它都只能表现出一种属性，要么是波，要么是粒。但是，作为电子这个整体来说，它却表现出一种波粒二象性，它可以展现出波的一面，也可以展现出粒的一面，我们会看到它的那一面，这完全取决于我们如何去观察它。比如我们想看到它粒的一面，那好，让它打到屏幕上变成一个小点。看，粒！我们想看到它波的一面，也行，让它通过双缝形成干涉图像。看，波！”

可是，我们还是难以接受这样的事实，一个东西是什么样的要靠我们的观察来决定，这样一来同一个东西在不同的人眼里就可能是完全不一样的，难道它就没有一个标准的，固定的样子吗？如果考试的时候有这样一道题：这里有一个电子，请问它是什么样子的？这道题的标准答案是什么？是波？是粒？既是波同时又是粒？好像都对，但又好像都不对，没办法统一。你说是粒，可我看到的明明是波；你说是波，可我看到的明明是粒；你说既是波同时又是粒，可谁也没见过这种奇怪的东西。科学所探索的不就是事物的本质或真相吗？那这个电子的本质或真相到底是什么呢？

玻尔说，“单纯的问电子的本质或真相是毫无意义的，除非你先描述你是用什么方式去看这个电子的。对于我们来说，唯一有意义的是每次我们看到的电子是什么。你用光电效应的方式‘看’，那它的本质就是粒；你用过双缝干涉的方式‘看’，那它的本质就是波。事实上我也不关心大自然的‘本质’是什么，我只关心我们能够‘观测’到的大自然是什么。电子既是波同时又是粒，但每次我们观察它，它都只展现出其中的一面，这里的关键是我们‘如何’观察它，而不是它‘究竟’是什么。”

比如一枚8g面值100元的熊猫金币，它的本质是什么？从重量看它是8g，从面值看它是100元人民币，从材质看它是黄金，从正面看是熊猫，从反面看是故宫，从颜色看它是金黄色的，从发行价看可能是两三千，从收藏价值看又可能远高于发行价……哪一个才是它的本质呢？你以为把这些都综合起来就是它的本质了吗？如果把它放大到原子级别，你会发现它和一块石头并没有什么区别，什么黄金，什么熊猫都不见了，因为现在你在从微观的方式看。还不只这样，如果你拿一枚这样的金币和一块鸡腿让某个人来选一样，如果他不傻，那他一定会选熊猫金币；而如果你让一只狗来选，如果它不傻，那它一定会选鸡腿。你以为狗傻吗？它并不傻，它只是“看不到”黄金，在它的世界里不存在黄金这种东西，因为黄金对它来说是没有意义的，没有意义也就没有价值。

我们看到的是什么，这个什么才是对我们有意义的，而看不见的所谓本质或真相对我们是没有意义的。就如黄金对狗没有意义，在它们眼里黄金跟石头没什么区别。我们看到这枚金币是金黄色的，那这个金黄色就是对我们有意义的，如果让蜜蜂来看，它看到的可能是绿色，或者让某个色盲来看可能是红色的。如果你因此追问这枚金币本来是什么颜色，那就没有意义了。你应该先明确是在谁看来，在我们大多数“正常人”看来它当然是金黄色的。

这些可能太复杂了，我们来简单一点的，在纸上画两个大小一样，相切但不重合的小圈圈。我们来看一下，它是8呢？是∞呢？这在于你是竖着看还是横着看，你看它是什么，它就是什么。它既是8又是∞，但它又不可能同时是8又是∞，是你观察的角度决定了自己所看到的是什么！

所以，电子是波还是粒？那要看你怎么观察它。如果从电子过双缝干涉的方式观察，那么它就是波；如果从光电效应的方式观察，那它就是粒。它本来到底是波还是粒？没有什么“本来”，所有的属性都是同观察联系在一起的，让“本来”见鬼去吧！

但是，一旦观察方式确定了，我们所看到的也就确定了，要么是8要么是∞，要么是波要么是粒，要么是金黄色要么是别的什么颜色。而不可能同时是8又是∞，是波又是粒，是金黄色又是绿色什么的。波和粒在同一时刻同一个观察者的眼里是相斥的，但它们在更高的层次上却是统一的，就像硬币的正反两面构成了一个硬币的整体。这就是玻尔的“互补原理”，它和波恩的概率解释，海森堡的不确定原理，三者共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心，至今仍然深刻地影响我们对整个宇宙的终极认识。

经常提到双缝实验，但我们还没有具体的了解这个实验呢，接下来我们就来了解一下。因为这个实验很关键，里面透着科学家们至今都无法破解的诡异！突然感觉好冷，你是不是也感到一股凉飕飕的感觉了？别怕，咱什么世面没见过，走吧，去瞧它一瞧。

我说的双缝实验是指单电子双缝实验，我们知道，一束电子经过单缝投射到接收屏上，会出现衍射图像；而一束电子经过双缝后会分成两束电子，相互干涉，然后在接收屏上出现美丽的干涉条纹，也就是干涉图像。





我们现在要来研究的就是后一种，电子过双缝的问题。因为我们很好奇，这美丽的干涉条纹是怎么来的，它是如何形成的？刚才是一束电子过双缝，数量太过庞大了，弄得我们眼花缭乱的没法研究，现在我们要让电子一个一个的过，看它是如何做到的，我们也好学一学这本事，说不定对我们大有用处。





我们先发射一个电子过去，电子通过双缝打到屏上，出现的是一个小点，怎么不是干涉条纹了？一个小点而不是模糊的波痕，看来电子是粒，这种事只有粒才干得出来嘛。我们继续一个一个的发射，一直发，一直发……发现电子并不是总打在同一个地方，而是这里一个那里一个，有点杂乱无章。但随着电子越打越多，发现它其实并不是完全的杂乱无章，而是有的地方比较多，有的地方比较少，疏密相间，打着打着，干涉图像就慢慢显现出来了。原来所谓的干涉条纹是由无数小点所组成的，打得多的地方比较亮，打得少的地方比较暗。看来一个电子会打在屏上的哪个地方是有某种规律，或者说有某种概率的，而不是像无头苍蝇一样的“到处乱飞”。




单电子双缝干涉实验中不同数量的电子打到屏上的图样


但是，诡异的事情来了，之前是一束电子过双缝，被分成两束后相互干涉，然后出现干涉条纹，这很好理解是吧。可是现在，我们是一个一个的发射电子，等前一个电子打到屏上了才发射下一个，也就是说每次过双缝的只有一个电子，那它只能过其中一条缝，可这样一来它就没办法干涉了呀！俗话说一个巴掌拍不响，如果是两个电子同行，一个过左缝，一个过右缝，然后相互干涉，这还说得过去。可现在只有它一个电子，只有它自己孤零零的一个“人”，它能跟谁干涉去呢？每一个电子都是这样过的，那就每一个电子都无法发生干涉，那最后的结果就不可能是干涉图案，可它偏偏就出现了！诡异啊，可更诡异的还在后头。

电子到底过了一条缝还是两条缝呢？如果它是个粒子，那显然它只能过一条缝，但就像波恩说的它是一种概率，它可以根据缝的大小、间距等得出一个该打到哪里的概率，不需要干涉，这好像也能说得过去。但就在它要通过其中的一条缝时，我们迅速把另一条缝关上，这时它要怎么做呢？如果还按之前双缝的概率走那就错了，因为现在只有单缝，而如果它及时调整过来按单缝走，那它是如何瞬间知道另一条缝被我们关上了，除非它获取信息的速度超过光速，但这就违背了相对论。而如果它是波，那似乎很好解释，它同时通过了两条缝，然后自己跟自己干涉，如果关上了一条缝，那它就少走一条缝不干涉。但之后呢，之后它来到屏前，坍缩成了一个小点！一缕波怎么就突然坍缩成了一个小点，机制是什么？

还是搞不清楚，怎么办？观测。在双缝的地方装上某种监视仪器，发射光子，光子撞上路过的电子反射回来，我们就可以得知电子的行踪。但电子太小了，即使光子也可以把它撞飞，那样就什么也观察不到了，所以我们把电子换成更大的原子，原子过双缝依然会发现干涉，但它的质量要比电子大得多，光子打到它身上就像乒乓球打到卡车上，不会对它造成什么影响。

但诡异的事情又发生了，当我们能观测到原子过了那条缝时，干涉条纹就消失了，而当我们不去观测时，干涉条纹又出现了。而且，即使我们去观测了，但没观测到，干涉条纹就依然存在。而即使我们不去观测，只是通过间接的手段得知它过了那条缝，干涉条纹又消失了。更恐怖的是，即使我们等它顺利过了双缝之后，再从屏幕前方观测，只要我们知道它过了那条缝，干涉条纹就不会出现。而即使我们从屏幕前方用仪器观测了之后不去看结果，而是让观测仪器把观测结果直接清除掉，干涉条纹就依然还在！也就是说导致干涉条纹消失的，似乎不是“观测”，而是“泄密”！

这怎么可能？难道原子这些微粒怎么过双缝的是天机，天机不可泄露，只要泄露了被我们所知，干涉条纹就会消失，只要信息没有泄露被我们所知，干涉条纹就会出现！可问题是，它是怎么知道，它的信息是否已经泄露被我们所知呢？难道它是上帝？太不可思议了。

我们发现，出现干涉条纹时，我们完全不能确定原子走了哪条缝。也就是说在出现干涉条纹的情况下，我们完全不能确定“原子是不是同时穿过了双缝”。只要能确定它过了某条缝，就不会干涉，而不干涉，就不会有条纹。那出现条纹，难道是因为原子同时经过了两条缝？而能同时过两条缝的，似乎只能是波。

通过双缝实验我们似乎可以总结出这样的结论，在我们不知其行踪的情况下，物质表现出波动性，没有什么确定的动量和位置，或者说，它处于所有可能性的叠加态，各种可能性的概率不同，但不为0，它“无处不在，却又不在具体某一处”；而在我们知道其行踪的情况下，这些可能性立即集中到一个点上，在这个点上的概率为百分之百，物质表现出粒子性，我们可以观测出位置、动量之类的物理量。

也就是说我们不看它时，它是虚无缥缈的波，呈叠加态，是所有可能的叠加；我们一看它，它就立马坍缩，呈现在我们的面前！这就是所谓的“波函数坍缩”！也就是哥本哈根解释，现在依然是量子力学的主流解释。比如天上的月亮，我们不看它时，它就是一缕虚无缥缈的波，当我们看它时，它才坍缩，变成我们所看到的样子，呈现在我们的面前。够荒诞吧？

但是，如果在我们没有看它时，它真的是一缕虚无缥缈的波，是所有可能性的叠加，它无处不在，只是不在具体某一处，那在我们要看它时，它为什么只会出现在某个地方，而不是我们心里想着：我要看月亮。然后随便望向某个地方，它都会坍缩在我们的面前呢？而且在它还没有升上来时，我们再怎么看，它也不会坍缩在我们的面前。所以，我们要看到某个东西，首先它必须存在我们面前，至于我们会看到它是什么样子，那才取决于我们的观测手段。

所以波函数坍缩其实解释不通，它该在哪里就在哪里，不会因为我们的观测而坍缩，也不会因为我们不观测就不存在。也就是说月亮并不会因为我们的观测才坍缩，而是它本来就在那里。

哥本哈根派说，在没有测量之前，一个粒子的状态是模糊不清的，处于各种可能性的叠加态。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观测，它便处于衰变/没衰变的叠加状态中，只有观测了，它才随机选择一种状态呈现。

薛定谔由此想象了一种结构巧妙的精密装置，把这个原子放在一个不透明的箱子中，让它保持这种叠加状态，每当原子衰变而放出一个中子，它就会激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只猫。如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就还活着。

当箱子锁上时，因为我们观察不到，所以那个原子处于衰变/没衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子观察时才能确定，猫是死了，还是依然活着。问题是，在我们没有打开箱子之前，这只猫是什么状态？哥本哈根派给出的答案是：又死又活的叠加态。一只猫同时又是死的又是活的！这是什么状态？






那只可怜的猫咪，如果你还活着，你能告诉我们这是一种什么状态，一种什么样的体验吗？可惜它不会说人话。那如果我们放个人进去会怎么样呢？当然这只是个思想实验，我们不会那么残忍。如果我们打开箱子时这个人还活着，那他肯定会说，自己从头到尾都活得好好的，根本没有什么又死又活的状态出现。怎么会这样？我们只是把猫咪换成了人，叠加状态就不存在了？哥本哈根派说，因为我们把一个观测者放进了箱子里，他在箱子里不断观察自己的状态，从而使波函数坍缩。

是吗？凭什么？凭什么只有我们人类才算观测者，什么样的行为算是一次“观测”呢？如果说睁开眼睛看算是一次观测，那么闭上眼睛用手去摸呢？用棍子去捅呢？如果说人可以算是“观测者”，那么猫呢？它也有眼睛呀，为什么它不能是观测者？是人有意识吗？人有意识猫就没有吗？我们不能因为猫不会说人话就说它没有意识，无法意识到自己的死活吧。我们又不是猫，我们怎么能肯定猫就没有意识呢？

只有人类才是观测者，因为只有人类才能在实验中使波函数坍缩，只有人类才有神秘的自我意识。如果按这种观点推导下去，我们会得出：在人类出现之前宇宙并不存在！所以恐龙并不存在！人类的祖先并不存在！人类出现之后才有了宇宙，人类创造了宇宙，人类创造了自己出现之前那些没有的历史。这也太不可思议了，那又是谁使得人类出现，是外星人？上帝？那他们又是怎么出现的呢？

这就是让人闻之色变的薛定谔的猫。

爱因斯坦和玻尔就量子力学展开了一系列的论战，过程相当精彩，有兴趣的可以查看相关科普书籍。我们现在来说一说其中涉及到的EPR佯谬，它还引出了一个我们很多人都听说过的响亮名字——量子纠缠。

有一个不稳定的粒子发生衰变，衰变成了A、B两个粒子，在作用力与反作用力的相互作用下，它们向着相反的两个方向相互远去。我们假设这种粒子有两种可能的自旋，分别叫做“左旋”和“右旋”，如果A的自旋为“左旋”，那么B的自旋就一定是“右旋”，以保持总体守恒，反之亦然。

在哥本哈根派看来，没有观察其中任何一个之前，它们的状态都是不确定的，只有一个波函数可以描绘它们。只要我们不去观察，每个粒子的自旋便都处在一种左旋/右旋可能性叠加的状态。现在我们观察A，于是它的波函数瞬间坍缩了，随机地选择了一种状态，比如说是“左”旋。但两个粒子总体要守恒，那么现在B肯定就是“右”旋了。问题是在观察之前，A和B之间可能已经相隔非常遥远的距离，比如说几万光年。那它们是怎么做到及时地相互通信，使得在A坍缩成左旋的一刹那，B坍缩成右旋呢？

量子论的概率解释告诉我们，A选择“左旋”是完全随机的，是它被我们观测的那一刹那才做出的选择。但当A随机地作出一个选择时，相隔遥远的B便一定要根据它的选择而作出反应，坍缩成与A相反的状态以保持总体守恒。那么，B是如何瞬间得知这个遥远的信息的呢？难道它们之间有某种超光速的联系方式？

你说到：那如果你我分别同时对A、B进行观察呢，它们谁应该根据对方的选择而做出反应，谁该听谁的，会不会因手忙脚乱而出错呢？

这种情况是不会发生的，因为我们无法做到同时，正因为我们无法做到同时所以它们才能做到同时。

爱因斯坦认为，根据相对论，任何信息的传递都不可能超过光速，那么A和B之间就不可能是临时根据对方的信息才作出反应。唯一的可能是两个粒子从分离的那一刻开始，它们的状态就已经确定了，后来我们的观测只不过是得到了这种状态的信息而已。在爱因斯坦看来，世界是经典的，实在的。在观测之前，粒子就客观地存在于那里，分别都有个“客观”的自旋状态存在。这其实是在维护实在性和定域性。

但玻尔认为，在没观测之前，不存在一个客观独立的世界。所谓“实在”只有和观测手段相结合才有意义，只有当我们观测了A或者B，两个粒子才变成真实，变成客观独立的存在。在观测之前，没有什么粒子的自旋，自旋的粒子是不存在的，不是客观实在的一部分，所以不能用经典语言来表达，只有波函数可以描述。因此在观察之前，两个粒子无论相隔多远，它们仍然是一个相互关联的整体，一个虚无的整体。并不存在什么超光速的信号，两个遥远的粒子只有观测的时候才同时出现在宇宙中，它们本是一体，它们之间不需要传递什么信号。这其实否定了实在性，但仍然维护定域性。

所谓“实在性”是指，世界是客观存在的，不以我们的意志或观测与否而转移。所谓“定域性”是指，在某段时间里，所有的因果关系都必须维持在一个特定的区域内，而不能超越时空来瞬间的作用或传播。简单地来说就是，不能有超距作用的因果关系，任何信息都必须以光速这个上限而传递，不允许超越光速，这也就是相对论的精神！

老爱与玻尔最终谁也没能说服谁，他们都各自坚定的维护着自己的观点。那么到底谁对谁错呢？天各一方的两个粒子高度协作，到底受谁摆布？波函数的神秘坍缩究竟因何而起？超距作用到底存不存在？真让人头疼啊。

有个叫贝尔的推导出了一个有名的公式，叫做贝尔不等式，据说这个不等式可以做出最终的判决。

|Pxz-Pzy|≤1+Pxy

推导这个公式，贝尔用了两个基本假设：1、世界是定域的，不存在超光速信号。2、世界是实在的，不管我们观测与否，A、B都在那里，谁左旋谁右旋也在两者分开时就早已确定。

在这两个经典假设的基础上，贝尔使用经典的统计手法，推导出了在经典世界中，两个粒子协作度的极限。也就是说，如果这两个假设都是对的，那么，这两个粒子的协作度绝对不可能突破贝尔不等式！

相反，如果世界不是定域的，粒子不管相隔多远，都可以瞬间相互联系，或者世界不是实在的，它们的物理量是在我们观测的那一刻才确定，只要有这两者之一，那么，这两个粒子的协作度会更高，就可以突破贝尔不等式。

科学家们为此做了很多精密的实验，虽说精密度还没有达到百分之百的要求，但实验结果似乎已经不容置疑，那就是，贝尔不等式被无情的突破了！现在，我们能做出的选择似乎只有：要么放弃实在性，要么放弃定域性。但无论放弃哪个都是让人难以接受的，真的就别无选择了吗？但我们依然相信：“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。我们将去寻找“那一村”！

在爱因斯坦对量子论的不断“攻击”中，有很多人为他惋惜不已，说他站到了时代的对立面。想当初他也曾“藐视”权威，破旧立新，走在时代的最前沿，做出过轰天动地的壮举，但现在怎么就不能与时俱进了呢？爱因斯坦与玻尔，谁对谁错，到本书的后面我们就知道了。

对于电子过双缝的解释，除了哥本哈根解释之外，还有很多五花八门的解释。每种解释似乎都有一定的道理，但也都存在一些不足的地方，到目前为此还没有哪一种解释是被广泛所接受的。在这里就不对每一种解释进行展开了，感兴趣的可以去看相关的科普。

关于量子力学我们就先简单的说到这里，到后面我们会给出一个我们自己的解释。

质检“科城”就到这里了，接下来将开启新的征程。

雾里看花——爱因斯坦的迷茫


科学城里还有很多其它的大厦，在这里就不一一介绍了。在对科学城的质检中让我有很多的感慨，但作为一个土生地长的中国人，最让我感慨的，用一首诗来表达吧。


《中国楼》

昨日入科城，归来羞抬头。
满城大厦中，不见中国楼。


由张俞的诗《蚕妇》改编

昨日入城市，归来泪满巾。
遍身罗绮者，不是养蚕人。


是的，如果你看过关于科学史的科普书，你就会发现，在整个科学发展的过程中涌现出了无数的牛人、巨人，这些人分布在很多的国家，但却鲜有看到中国人的名字。偶尔出现一两个，那前面通常也是带着“华裔”两个字的。

如果说中国人迄今为止从未获得过物理学诺贝尔奖我们还可以自欺欺人的说，这是西方的奖项，这是西方对我们的偏见。但以泱泱大国自称，以上下五千年文明史为豪的中国人，在这整个科学发展的过程中都干嘛去了呢？这还是“偏见”两个字能够掩盖的吗？中国人骨子里的自卑或许也正源于此。

好了，先收拾起心情，我们继续前行，到后面我们会知道原因的，到那时我们会重新找回自信。

在牛顿时代，物理学是经典的，一切都在我们的掌控之中，万物都是确定的，所见即所得。科学家们甚至高傲的把上帝踢出了物理之外，那时的物理学真是意气风发。以至于1874年，在德国慕尼黑大学，当普朗克向物理学教授菲利普·冯·约利激情澎湃地表示，要为理论物理学奋斗终生的时候。约利并没有如我们所想象的那样摸摸他的头，然后致以坚定激励的眼神，反而淡定地劝他：“年轻人啊，你来晚了。物理学已经完成，剩下的事，只是在细节上修修补补，没多大发展了，用一辈子来干这事，值得吗？”

可谁又能想到，这，只不过是暴风雨来临前的宁静。相对论和量子力学很快便横空出世，两座宏伟的大厦迅速崛起，高歌猛进，欲与天空试比高！相比之下反而使之前的大厦相形见绌了。

你高你就高吧，也没什么大不了的，后来者嘛，世界第一高楼不就经常易手吗？关键是它们还那么另类，而且不是一般的另类，另类到让设计师们对建筑常识都产生了怀疑！这还了得，奶奶的熊！

当物理学革命的号角吹响，经典物理大厦轰然崩塌时。洛伦兹说，他感到遗憾的是，为什么没在旧的基础崩溃之前死去。

他为什么会这么说，物理学取得新的突破难道不是好事吗？

是好事，但新的理论实在太让人难以理解了，特别是量子力学，那简直是要了经典物理的“命”。不确定、概率、量子纠缠、要靠人类的观测才存在的世界，这都是些什么？！那个曾经的经典世界呢？

经典是什么？经典就像我们脚底下那坚实的土地。想象一下，如果大海把所有的土地都淹没了，我们都漂浮于大海之上，随波逐流，无处可依，那是一种怎样的无助感。当我们在水里游得筋疲力尽，想要上岸却看不到坚实的土地时，我们就能体会到坚实的土地有多让人向往了。在电影《水世界》中，当长期生活在大海上的人们重新踏上了坚实的土地时，就是这样的一种感觉——脚踏实地的踏实感。然而，新的理论却要硬生生地摧毁这种踏实感！这怎能不让科学家们感到不安，并群起而抵触呢？

理解了什么是经典，我们才能体会到很多老一辈科学家们对经典的渴望。并不是他们保守、固步自封、不能与时俱进，而是他们感觉不到踏实感！他们因此感到迷茫。

爱因斯坦与玻尔就量子力学的论战，胜败未知。

相对论和量子力学都展示出了它们无可置疑的正确性，在一些预言上甚至达到了恐怖的精确度，对现代科学的发展作出了不可估量的贡献。而牛顿力学只是低速下的一种近似，当然，它还是无比伟大的。但相对论与量子力学却又那么不和谐，格格不入，似乎必有一个是错的。

爱因斯坦倾尽其后半生的精力，试图建立一个大统一理论——统一场论。用以取代相对论，使相对论与量子力学可以和平共处，形成一个共同的家园，同一个世界，同一个梦想，但遗憾的是没有成功。

牛顿告诉我们，苹果熟了只会往地上掉而不会往天上掉，那是因为引力的作用。但引力又是怎么来的呢？他没说。爱因斯坦则告诉我们，引力是时空弯曲的结果。但时空又为什么要弯曲呢？他没说。我们知道的越来越多了，但我们不知道的也好像越来越多了。我们知道了电子原子这些微粒的很多秘密，但它们也让我们看到了更多无法解释的现象，并逼迫我们不得不在实在性与定域性之间作出选择。我们知道了宇宙起源于一个奇点，但却对那个奇点一无所知。我们知道了宇宙在膨胀，但却不知道它将何去何从……

量子力学甚至得出了一些奇谈怪论：在人类出现之前宇宙并不存在。因为万物需要依靠有意识的人类的观测才存在，所以，我们人类不但创造了世界，也创造了那些曾经没有的历史。人类之前的历史并不存在，是我们创造出来的！可问题是，如果在人类之前宇宙并不存在，那我们人类又是怎么来的？我们先出现了，然后我们再回过头去创造能使我们出现的条件？这正如小鸡出生了，然后它才回过头去创造出一只母鸡来下蛋使自己出生，因果颠倒，这也太奇谈怪论了吧！

经过众多科学家们的努力，现在我们终于知道了光速不变，爱因斯坦还把它作为相对论的两大基础之一。但在我们的世界中万物皆变，它凭什么就不变？它凭什么特立独行？它凭什么那么另类？它有什么特权？难道它爸也叫李刚？又或者它是上帝的私生子？公平何在？公正何在？说好的人人平等呢？

有不少著名的科学家为科学作出了很多突出的贡献，但却在晚年转向了神学，其中就包括伟大的牛顿和爱因斯坦。为什么？难道科学的尽头是神学？

不，或许只是因为他们感到迷茫了！

上帝呀，你到底还有多少秘密瞒着我们？我们看到宇宙分明就在前面，但当我们走近要看得更清楚些的时候，它却怎么反而变得更模糊了！它就在眼前，抓在手里，却不见了！它就在水里，捞上来一看，却没了！它就在梦里，梦一醒，却忘了！上帝呀，有你这么捉弄人的吗？

迷茫，我们陷入了迷茫之中……

雾里看花，水中望月，你能分辨这变幻莫测的世界？涛走云飞，花开花谢，你能把握这摇曳多姿的季节？上帝最是无情啊，眼中所见难道说那就是真的？眼见未必就是真实，你知哪些是真哪些是假，哪一些是真的存在？借我借我一双慧眼吧，让我把这宇宙看得清清楚楚明明白白真真切切！（由歌曲雾里看花改编）

你我迷茫了，很多人也都迷茫了，但也并不是所有的人都迷茫，比如老子、庄子等。有些人是因为无知才感觉不到迷茫，但他们可不是，因为他们都满腹经纶、学贯古今。然而，他们却都过得悠然自得，无拘无束。我们从未从他们身上看到过迷茫。难道他们已经洞悉了一切？

庄子曾经说过：吾生也有涯，而知也无涯。以有涯随无涯，殆已。

知识无穷无尽，而生命有限，用有限的生命去追求无限的知识是一种愚蠢。因为知道的越多，不知道的也就越多。那是不是说我们就把头埋在沙子底下，做一只无知无畏的驼鸟呢？并不是，要不他们也就不可能做到满腹经纶了。

兵无常势，水无常形。兵无常势是知变，水无常形是善变。万物皆变，但又万变不离其宗。是故知变、善变，以不变应万变，方可以有涯而胜无涯。中国的《易经》，易者，变化也，所以，《易经》是研究变化的一门学问。

中国的先哲们很早就领悟到了变化的奥妙，他们并不固守着某个东西，而是以不变应万变。敌不动，我不动，敌欲动，我先动。其实他们又固守着某个东西，那就是不变——不变的变。

兵来将挡，水来土掩，左右腾挪，不慌不乱。所以，他们不会迷茫，他们已经掌握了这种变化的机理。但你我却仍迷茫着，因为我们还不懂得这种机理。


传说上帝发现了一个宇宙：这宇宙太荒芜、黑暗、寂寞、冰冷了！上帝于心不忍，向这宇宙中投入了一颗火种，轰的一声巨响，宇宙大爆炸！时间开始了！一部史诗级的、精彩纷呈的、荡气回肠的故事开始了！这就是创世之初……

为了更详细的了解创世之初时的情景，以便走出迷茫，来自火星的你作为人类精英被派往上帝的世界查看。临行之时你说需要个提包的，于是我有幸随你一同前往。

但，如何去上帝的世界，却是挡在你我面前必须要跨越的一个大难题。因为我们的航天飞机连上个月亮都难，更别说去上帝的世界了。想来想去，你我想到了《西游记》。孙悟空不是可以上天入地吗？让我们去探索一下取经之路，兴许能从中找到通往上帝世界的方法也未曾可知。

说走咱就走啊，你有我有全都有啊……

快跟上，还愣着干嘛？

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通向上帝世界的路——取经之路


大家都知道中国有四大名著，作为四大名著之首的《红楼梦》有很多人专门研究，有所谓的红学。但同样作为四大名著之一的《西游记》却似乎没有人真正研究过，因为在大多数人眼里，《西游记》只不过是一部属于小孩子的神话故事而已。

在中国，每个人都看过《西游记》，它带给了很多人无限的欢乐和美好的童年回忆。猪八戒背媳妇、孙悟空大闯天宫、三打白骨精……每个故事都很精彩，每个人都耳熟能详。它无疑是一部神话故事，我们大多数人也都以为它仅仅是一部神话故事，但它绝不仅仅是一部神话故事那么简单！怎么个不简单？接下来我们就一起来回顾一下，看看里面到底隐藏了什么秘密。

故事开头，花果山上一块仙石迸裂，产一石卵，见风化作一只石猴，天庭为之震动，这就是所谓的石破天惊，这石猴也就是后来的孙悟空。这也太荒诞了，石头里竟然能“生出”猴子来！但如果作者要暗示的是，生命是由非生命在某种特殊的条件下演化而来的，你还觉得荒诞吗？

之后石猴意识到了生命终将老而死去，于是去寻找长生不老之术，漂洋过海一路模仿，最后拜师于菩提祖师门下，菩提祖师给他赐名孙悟空。当菩提祖师问他要学什么的时候，他总要问：可得长生？菩提祖师说：不能不能。悟空就说：不学不学。最后菩提祖师在他头上敲了三下，走了。悟空知道这是在暗示他，于是三更时去找菩提祖师，果然传授了他长生不老心法。

长生不老心法是一种修身养性之道，通过修身养性让自己变得百病不侵，健康长寿。这不，菩提祖师又教导他了：你既通法性，会得根源，已注神体，却只是防备着三灾利害。

悟空闻言大感意外，没想到有了长生不老之法还会害怕灾难。沉吟良久道：师父之言谬矣。我尝闻道高德隆，与天同寿，水火既济，百病不生，却怎么有个三灾利害？

祖师道：你所学得，乃非常之道，夺天地之造化，侵日月之玄机。丹成之后，鬼神难容。虽驻颜益寿，但到了五百年后，天降雷灾打你，须要见性明心，预先躲避。躲得过去寿与天齐，躲不过就此绝命。再五百年后，天降火灾烧你。这火不是天火，亦不是凡火，唤做阴火。自本身涌泉穴烧起，直透泥垣宫，五脏成灰，四肢皆朽，把千苦行，俱为虚幻。再五百年，又降风灾吹你。这风不是东南西北风，不是和熏金朔风，亦不是花柳松竹风，唤做鸹风。自囟门中吹入六腑，过丹田，穿九窍，骨肉消疏，其身自解。所以都要躲过。

其实就是各种自然灾难，虽然你本来可以长寿，但躲不过各种自然灾难你还是无法活得长久。所以，菩提祖师又传授了他七十二般变化，能腾云驾雾，能上天入地等等各种神通，用来化解这些灾难，这也为他之后大闹天宫打下了基础。

可以说长生不老心法是道，七十二般变化是术，也就是各种技术。飞机在天上飞，地铁在地下穿行，不就是腾云驾雾上天入地吗？人类今天的各种技术正如这七十二般变化，可以为我们避免很多自然灾难。天上打雷我们有避雷针，发生火灾我们有灭火器，台风来了我们有坚固的房子，但即使这样也不是每个人都能躲得过的。

躲不过的还有其它意外，这不，一日悟空喝醉了酒，正睡着，被两个鬼使将魂魄索了去。来到地府悟空大怒，自己修了长生不老之术身体正壮年，又躲避着自然灾难，为何还被索了命？这正如那些身体本来很好，没灾没难的，但喝酒过量出现胃出血等突发病症。于是悟空大闯地府，修改了生死簿，才又得以生还。这正如医学技术把那些已进入鬼门关的人从死亡线上救了回来。

所以，所谓的长生不老并不能永生，而是自强之道、生存之道、延年益寿之法。顺道则昌，逆道则亡。这不，学成之后悟空变得非常厉害，只是还缺少一件趁手的兵器。然后他在东海龙宫得到了如意金箍棒，如意金箍棒原是大禹治水时留下的，用来测量江海深浅的定子，所以又叫定海神针。

一根大棒插在大海之中，海水在大海之中不停地流动，而它就定在那里不为所动，是不是有点像原子模型？这金箍棒正如原子核，处在原子（海）的中心，而电子（海水）绕着它转。所以，孙悟空得到了金箍棒正如人类掌握了核技术，那真是如虎添翼，变得越发的强了。

人得意就会忘了形，这悟空也不例外，这不，他使劲挥舞着金箍棒，大、大、大，把金箍棒直顶天庭，给天捅了个窟窿。天庭都感到惧怕，玉帝命太白金星把他招安，封了他个弼马温，但悟空并不知足，自持本领了得，根本不把天庭放在眼里，自封为齐天大圣。

据说当年拿破仑翻完拉普拉斯的整本《天体力学》后，纳闷地问他：“你说你的大作里包括了宇宙所有的东西，但是，上帝在哪儿？”拉普拉斯答道：“陛下，我不需要这个假设。”这个无比拉风的回答不正如孙悟空不把天庭放在眼里，自封为齐天大圣吗？

之后孙悟空和天庭展开了一系列激烈的斗争——大闹天宫。正如人类学会了生存之道，技术得到了空前的发展，并掌握了核技术，以为自己很了不起，没有什么是人类做不到的，便不把大自然放在眼里了。与天斗其乐无穷，与地斗其乐无穷，对环境肆意的破坏——大闹天宫！

但任凭孙悟空本领如何强大，一个筋斗十万八千里，最终还是翻不出如来佛祖的手掌心！被压在了五行山下五百年。所以，无论人类多么强大，在大自然面前都是那么渺小。欲望的无限膨胀，无穷无尽的索取，最终必将迎来大自然的反击！