星辰大海路上的種花家

物理學家費曼

費曼是20世紀最傑出的物理學家之一，參與了曼哈頓計劃。（也就是美國原子彈的研製）同時，也獲得了諾貝爾物理學獎，而他主要成就是集中在量子力學中。他曾經給大學本科生授課，這門課程的內容後來被整理成書，這本書就叫做《費曼物理學講義》，是如今最暢銷的大學物理學教材。

作為20世紀在量子力學領域的大牛，為什麼費曼會說出：世界上沒有人懂得量子力學？

世界上真的沒有人懂得量子力學？

其實，有類似的想法的不止費曼一個物理學家，有很多物理學家說過。比如：量子力學的奠基人，哥本哈根學派的領袖波爾就曾說過：

這麼多量子力學領域的專家都有類似的表達，那這當中一定有一些貓膩。

之所以他們有這樣的困惑，本質上是因為量子力學其實是描述微觀世界的物理學現象的理論，他們並非對理論感到困惑，而是對於微觀世界的離奇現象感到困惑。

那微觀世界到底存在什麼樣的離奇現象呢？

在物理學史上有一個堪稱離奇，詭異甚至是恐怖的實驗，這個實驗叫做：雙縫干涉實驗。

由於篇幅關係，我們在這裡就不具體講這個實驗到底是咋回事了。我們就說說這個實驗另科學家十分困惑的地方是什麼。簡單來說就是：這個實驗有觀測者和沒有觀測者最終得到的實驗結果是不同的。

具體來說是這樣的，在這個實驗中，光子或者電子通過雙縫之後會在屏幕上成像，如果什麼都不管不顧，就會出現干涉條紋。

但是如果你在實驗裝置上加一個探測器，觀測電子或者光子是如何通過雙縫時，就會出現完全不同的實驗結果。是不是神奇？一開始科學家還不信，經過多次反覆的實驗，這個結果始終就是這樣的。也就是說，一個普普通通的物理學實驗，最終把觀測者捲入到其中，你說詭不詭異？

上帝不擲骰子

無論實驗是什麼樣子，對於理論物理學家來說就是要用理論對其進行描述。在上世紀20年代前後，海森堡提出了矩陣力學來描述，薛定諤提出了薛定諤的波動方程來描述。後來，狄拉克從數學上證明了兩者是等價的。實際上，到了海森堡，薛定諤和狄拉克已經是第三代量子力學的科學家，在之前此，第一代是普朗克，愛因斯坦；第二代是波爾，索末菲，波恩；除此之外還有泡利，德布羅意等人。

這幫人不光是在研究理論，他們還吵了起來，分成了兩派。一派是波爾領銜的哥本哈根學派，主力干將就有海森堡，泡利等人。另一派來頭也很大，愛因斯坦領銜，主力干將有薛定諤，德布羅意等人。

他們到底在爭啥呢？

說白了，他們就是在爭“這個不確定性”。海森堡提出了不確定性原理，描述了微觀世界的物理現象。他認為，我們沒辦法同時測量到微觀粒子的位置和動量的信息，測了一個，另一個就不準了。那這個該如何理解呢？

我們來舉個例子，就拿氫原子模型來說，我們傳統意義上認為電子是繞著原子核在轉的，這類似於地球繞著太陽轉。

但海森堡認為，所謂的“軌道”其實是假想出來的，並不存在，還不夠存粹。他基於當時的實驗現象，提出不確定性原理，用這理論來描述電子的運動。具體來說，就是利用“概率”來描述。電子可以出現在下面任意的位置，只不過每個位置的概率不同，因此，可以用電子雲來描述。

這種“不確定性”是愛因斯坦無法解釋的，他曾經在和波爾的論戰中就說到：上帝不擲骰子。

而波爾反擊道：愛因斯坦不要指揮上帝如何做。

反對派的主力干將薛定諤更是提出了一個思想實驗：薛定諤的貓。

用貓的既死又活的疊加態來諷刺哥本哈根學派。

無論是愛因斯坦，還是薛定諤都認為量子力學所描述的微觀世界是不夠完備的。他們其實都在試圖證明量子力學的不完備性。愛因斯坦認為，存在著一個最終極的可觀的真理，而不是像量子力學所描述的“不確定性”。而愛因斯坦的整個後半生，基本上都在試圖證明量子力學的不完備性和試圖提出終極理論，但他都沒有做成，隨著後續的實驗，最終的結果都偏向于波爾所領銜的量子力學哥本哈根學派的觀點。

實際上，我們無法理解量子力學的一個很重大的原因是我們無法換位思考。微觀世界的物理學現象和我們所處的宏觀低速的世界實在太不同了。這其實和我們無法理解相對論是一回事。我們所處的是低速和弱引力場的世界，而相對論描述的確實大尺度，高速，強引力場的世界。這種時空的巨大差異，導致我們無法理解，所以，說白了，這是尺度造成的。

鍾銘聊科學

不只是費曼，玻爾，狄拉克這些量子力學的旗手都說過類似的話，量子力學就是這樣奇妙，它可以完美的處理很多細節，奇妙的量子現象只有微小的尺度上才能得到驗證，所以，我們以宏觀直覺的角度去了解量子力學，必然會覺得量子理論有很多“荒謬性”，令人難以理解，但量子力學卻偏偏能夠成功的獲得驚人的成就。

費曼當然是世上最懂量子力學的物理學家之一，他是上世紀處在愛因斯坦和霍金時期中間的明星科學家，他發明的費曼圖是量子場論中最有力的工具，實用而直觀，揭示我們所無法觀察到的基本粒子世界的深層結構。但他是一個科學頑童，科學研究對他來講，就是一場好玩的遊戲，除了物理，他還會開密碼鎖，打鼓畫畫，費曼也是一個預言家，從納米技術到量子計算機都是費曼的想法。

但目前人類對微觀世界的研究手段畢竟還是有限的，量子力學目前還是迷霧重重，人們可以很好的利用量子力學的各種理論預言，量子力學也成為從生物，化學到宇宙各項學科的基礎，目前從半導體到網絡通訊也都是建立在量子力學的應用之上。

但量子力學的一些深刻內容，我們還不知道為什麼會這樣，它們本質到底是什麼？例如量子糾纏的幽靈作用，例如量子測量的意識問題。在經典物理時代，人們可以採取因果性等常識思考，但到了量子時代，量子詮釋否認存在著獨立於觀察之外的物理實在世界，即使是費曼，愛因斯坦這些天才的科學家也只能以最謙虛的態度來講，世界上沒有人懂得量子力學。

量子實驗室

費曼曾經說過這樣一句話:“誰要是懂量子力學，那麼他就是真的不懂量子力學。”這句話看似矛盾，實際上對於很多有名的量子物理學家們，他們時常也對量子力學感到一頭霧水。

費曼是鼎鼎有名的物理學家，尤其是在量子物理學領域，費曼建樹頗豐，他提出的費曼圖、費曼規則和重正化計算方法，是研究量子電動力學和粒子物理的基本工具之一，費曼被譽為是愛因斯坦之後的又一個物理全才，20世紀初，相對論和量子力學橫空出世，給經典物理力帶來了一次巨大的衝擊。但是量子力學的發現者普朗克，一開始對於自己得出的能量量子化的結論是很難接受的，因為這有悖於經典物理學。

量子力學的建立，不是一個人的功勞，而是眾多量子物理學家畢生研究得出來的結果，然而直到今天，量子力學還是讓人類感到很困惑。1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論，在1919年，廣義相對論預言被證實，但是與此同時，世界上真正能理解相對論的人屈指可數，而幾乎就在同一時期，量子力學的奠基人們說，世界上真正能理解量子力學的沒幾個，事實上量子力學太過於顛覆性。

經典物理學是精確的，而在量子力學領域，量子是具有不確定性的，在量子世界裡，量子的運動是不可以被準確預測的，就連薛定諤提出了薛定諤方程之後，他意識到量子的運動竟然是以概率波的形式存在，這也讓他感覺到困惑不已。相對論人創立者愛因斯坦說過一句著名的話，那就是“上帝不擲骰子”，這句話被認為是愛因斯坦反對量子力學的證據，實際上愛因斯坦並非是反對量子力學，而是反對哥本哈根學派對於量子力學的解釋，在愛因斯坦看來，任何一切表面上的隨機事件必有其深刻的內在聯繫。

其實很多的量子力學大師都說自己不懂量子力學，當然這並不意味著他們不知道怎麼解薛定諤方程，不知道不確性原理，只是對於他們這些站在科學前沿的人來說，或許知道的越多就越是覺得自己什麼也不懂。在很多人的眼中，概率從未成為大自然基本定律的一部分，而量子力學卻大量使用概率來描述現象，這也是一些科學家反對量子力學的重要原因。量子世界是微觀的世界，而這個世界是我們從未經歷過的奇異世界，所以我們只能用抽象的數學去描述它們，但是數學描述的結果卻與我們現實中的世界經驗和邏輯對不上，而這往往使我們迷惑不已。

鏡像科普

如果有人打算列出世界上最頂尖的五位量子物理學家，理查德·菲利普斯·費曼（Richard Phillips Feynman）絕對稱得上是其中之一。

他所提出的費曼圖、費曼規則、路徑積分法，將圖形化的語言引入了物理學的具體計算中，使後來的物理學家們不必再受“抽象思考”的折磨，而能以形象的方式來表述、理解以及計算各種粒子在量子場中的相互作用，可以說為量子力學領域提供了一套絕佳的“視窗化操作工具”。

倘若像他這樣一位出類拔萃的量子物理學家都聲稱自己不懂，那麼世界上真的沒有任何人敢說自己懂量子力學了。

然而1964年的11月，費曼在康奈爾大學開展的系列講座“The Character of Physical Law（物理定律的本性）”中，又實實在在地講出了下面這樣一番話：

如此看來，費曼的確是自認不懂量子力學的，至少是自認“不真正理解”量子力學的。

那麼，他為什麼會這樣認為呢？

其實對於這個問題，費曼本人已經在那場講座中給出了明確的答案：

“它”是泛指自然界中的一切量子，世上無人能夠解答“它怎麼會像那個樣子”，自然也就“沒有人能真正理解量子力學”。

好在物理學家們也並未因此而感到懊惱，因為這絲毫也不會阻礙量子力學的發展。就拿量子糾纏來說，儘管誰也無法理解兩個量子究竟是如何實現糾纏的，卻並不妨礙物理學家們利用其糾纏的特性敲開了量子態隱形傳輸技術的大門。

事實上，量子力學這玩意兒自打第一天闖入人們的視野，就已經表現出了一副高深莫測的樣子。

初現江湖就非同凡響。

1887年的某一天，德國物理學家海因裡希·魯道夫·赫茲成功地完成了無線電收發的實驗，證明了電磁波的存在。

興奮之餘的他為了更清楚地看見接收端的兩個銅球間產生的微弱的電火花，便拉上窗簾，屏蔽了外界光線，結果接收裝置忽然沒反應了。

這看起來似乎是儀器出現了故障，然而當赫茲拉開窗簾準備排查問題時，電火花就又出現了。

經過一系列嘗試後，赫茲終於確定了在黑暗的環境中，必須將接收端的兩個銅球的間隔縮短才有反應，如果銅球的間隔不夠近，就必須受到光線的照射才會出現電火花；一旦陷入黑暗就毫無反應。

是不是有一種似曾相識的感覺？

這無厘頭的反應，一出手就打了全世界物理學家一個措手不及，所有人都為此傷透了腦筋，物理學領域也從此有了一個新的名詞——“光電效應”。

當金屬受到特定頻率的光線照射時，表面的電子會受到激發而變得更加活躍，電性質就發生了改變；不同頻率的光線對金屬造成的影響也有所不同，頻率越高影響越強；頻率過低的光線無論強度多高也不會對金屬產生任何影響。這就是光電效應。

在赫茲的實驗中，接收端暴露在光線下，銅球的電性質就被“強化”了，於是更容易產生電弧，而屏蔽光線後，銅球的電性質被“弱化”了，結果便不再產生電弧，或者電弧很微弱。

現象就是這麼一個現象，所有人都看見了，可是原因卻誰也解釋不出來。因為在那個時期，托馬斯·楊的雙縫干涉實驗已經讓所有人都堅信了光是一種波，而不是粒子。

既然光是波，金屬就應該受到光線強度的影響才對，這就好比一堆鐵球會不會被水沖走，應該取決於水流的大小，而不是水的波紋密度。

可是光電效應的表現卻恰恰相反——如果波紋的密度（頻率）不足，無論多強的水流都衝不走鐵球；只要波紋的密度夠高，無論多微弱的水流都能沖走鐵球，並且波紋的密度越高沖走的鐵球數量就越多。

這簡直讓人百思不得其解。

究竟為什麼會這樣呢？

光電效應的疑問在科學家心裡縈繞了年，直到1905年，愛因斯坦提出了光量子（光子）的概念，才終於把這個問題解釋清楚了。

如果光也是量子（粒子），那當然要足夠高的頻率才能將電子擊打出來，頻率不夠無論強度再高也沒用。

打個比方，我們把震動的小球扔進鐵球堆裡，如果小球的震動頻率很低，鐵球不可能被彈開，無論扔多少顆進去也無濟於事；但如果小球的震動頻率特別高，哪怕扔一顆進去鐵球也會被彈開，並且震動頻率越高，被彈開的鐵球數量也就越多。

先前匪夷所思的詭異現象，現在卻成了一聽就感覺天經地義的事情。

就這樣，愛因斯坦讓光電效應的現象變得合情合理了，他本人也因此而獲得了諾貝爾物理學獎。

然而光電效應的問題雖然解決了，量子力學的噩夢卻徹底闖入了科學領域。

因為光電效應所表現出來的規律，意味著光必須是粒子的形態——我們彷彿都能看見一粒粒不停震動著的光子將金屬表面的電子彈飛到了空中。

另一方面，雙峰干涉實驗又清清楚楚地告訴所有人，光絕對是一種波，而不可能是粒子——我們彷彿都能看見一片波紋被兩條縫隙一分為二，從而相互干涉，於是在終點形成了許多間或的條紋。

如此一來，物理學家們不得不被迫承認了“波粒二象性”的概念——光子即是一顆“震動的小球”，又是一片“起伏的波濤”。

而這也是宇宙中所有粒子共有的特徵，世間萬物統統都是由這樣的粒子構成的，可是誰也無法想象這些即是粒子又是波的“怪物”究竟是怎樣的一種形態。

其實單憑以上這一點，就足以讓人拍著胸口講出“沒有人真正理解量子力學”這句話了。

而量子力學中有太多這類讓人即無法理解，又不得不承認它們切實存在的詭異現象。譬如波函數坍縮、譬如量子糾纏、譬如量子擦除實驗、譬如惠勒延遲實驗……這也就不難理解為何全球最頂尖的量子物理學家之一，會認為自己不懂量子力學了。

科學矩陣

費曼是著名的物理學家，特別是在量子領域，具有頗豐的建樹。其發明的費曼圖、費曼規則和重正化的計算方法，是研究量子動力學和粒子物理最為重要的工具之一。而大名鼎鼎的(費曼物理學講義)，估計很多人都聽過甚至是看過。費曼在24歲時就取得了博士學位，可以說是天才中的天才。但可惜的是，費曼並不長壽，僅僅活了69歲就駕鶴西去。相對於比起小4歲的楊振寧來說，活的真的是太短了。

比如量子力學的創始人普朗克，他就在發現黑體輻射公式後，對於能量量子化感到不安。他在最開始的時候根本就不接受能量量子化的概念，但面對公式，他又不得不捏著鼻子認了。還有愛因斯坦，他也是量子力學的創始人，但是他對於量子力學那種不確定性感到困惑。他甚至認為量子力學是不完備的。愛因斯坦認為量子力學只是接近真理，但並不是真理。為此，愛因斯坦還說了個名言“上帝不會擲骰子”。還有量子力學基本方程的發現者薛定諤，他在提出薛定諤方程後，對自己方程的解釋是完全懵逼。表示自己寫出的方程，怎麼會表明粒子運動是以概率波的形式呢。對於這種解釋他完全拒絕，為此還提出“薛定諤的貓”來以次反對哥本哈根派對自己方程的釋義。

其實，除了這些科學家，還有很多科學家都對量子力學感到困惑。越是深入瞭解量子力學，越感到量子力學的反直觀特性。比如著名的波粒二象性，直接使的物質即是波也是粒子。還有單電子干涉延遲實驗 更是讓人逐摸不透。在加上愛因斯坦都反對的量子糾纏，直接使得我們對於量子力學徹底崩潰。

科學探秘頻道

費曼是上個世紀愛因斯坦之後最傑出的幾位物理學家之一，他在量子力學方面的貢獻就是開創了量子力學的路徑積分方法，這是和海森堡的矩陣力學以及薛定諤的波動力學等價的量子力學的第三種形式。

費曼能夠給出量子力學的一種新形式，按理說他應該非常懂量子力學，可是費曼用自己的一句名言道出了他對量子力學的認識——我確信沒有人能夠懂量子力學（I am convinced that no one can understand quantum mechanics）。其他物理學家也有過類似的表述，量子力學的旗手玻爾就曾經說過：“如果誰不對量子力學感到困惑，說明他不懂量子力學”。中國量子通信的領軍人物潘建偉在接受記者採訪談論墨子號衛星時也曾表示過自己不懂量子力學。

無人能懂量子力學，這幾乎是物理學界的一個共識。不過需要認識到，費曼、玻爾、潘建偉等物理學家說的不懂量子力學，並不是不知道氯化鈉是什麼那樣的不懂，也並不是指他們不會寫薛定諤方程、不會解薛定諤方程。而是因為他們能夠站在科學前沿的角度去審視量子力學，正可謂是知道的越多就越覺得自己不懂，還有很多東西需要知道。量子力學也是如此，儘管她能夠精確的描述微觀世界裡的運動，但還有很多問題依然困惑著物理學家。就連愛因斯坦和玻爾之間的跨世紀爭論——上帝到底是不是在擲骰子，儘管目前所有的貝爾實驗給出的結果一致認為愛因斯坦的局域隱變量理論不成立，反對方依然能夠找出貝爾實驗的各種漏洞，還有很多科學家在尋找方法彌補之前實驗的漏洞，去檢驗上帝是否在擲骰子。

微觀世界中有很多奇妙的現象有別於我們的日常生活，也許在宇宙誕生的時候就為量子力學設計好了今天的樣子。量子力學為什麼會是這個樣子？這個大問題是科學界要思考的大問題，無人能夠回答這個問題。

刁博

任何想要用我們熟悉的經典經驗去理解量子力學，這些嘗試都是徒勞的。美國物理學家費曼想要表達的意思就是以以往的那一套經典物理經驗是無法理解微觀層面之下的量子力學的現象的，你如果嘗試想用，那隻能碰得一鼻子灰。

理查德費曼

量子力學真的這麼神奇、這麼難以理解嗎？

倒不是難以理解，而是微觀層面之下，科學家遇到的新奇現象讓人難以接受，可以說顛覆三觀。究竟是什麼呢？比方說：

在我們日常生活中，每一件事情都應該是確定以及肯定的，考試得了90分，即便老師沒有公佈成績，它依然就是90分，這是肯定的，而在量子力學裡，居然沒有事情是可以被確定的，得到的都只有概率。比方說，在一個封閉的盒子裡有一個運動的粒子，沒有觀察它時，它在波函數的支配下可以存在於盒子中任意一個位置，它既在這裡又在那裡，處於一種疊加態，只有當你打開盒子觀測時，粒子才會坍縮為一種結果。

量子力學中還有一個基礎實驗，就是雙縫實驗，可以說雙縫實驗就是量子力學的基本內容，大家可能在很多文章中已經對雙縫實驗有了很多的瞭解，這個實驗的怪異反直覺的現象是即便每次只發射一個光子或電子，它也能夠自己與自己干涉，從而在後面面板上形成干涉條紋。奇怪的事情來了，如果人類想要在某個縫旁安置一個探測器意圖觀測單個粒子到底從哪個孔過去了，那麼幹涉條紋就會消失。

我們知道，探測器的探測效果是以粒子間的相互作用為基礎的，是因為探測器的探測粒子與光子或電子的相互作用導致了疊加態的坍縮，所以粒子只能以確定的一種可能通過狹縫。

量子力學中涉及的一些現象，不要問這些現象的原理是什麼，因為無人知曉，我們只是知道這一現象是存在的，它是一個客觀的規律，背後的原理還都不知道。

至於費曼所說的那句話，就像我開頭所說的那樣，費曼的本意並非是說沒有人真正懂得量子力學，而是不能用經典的經驗去理解量子力學，不能用日常的經驗去理解它，我們只能接受這確實是客觀的自然規律，但無法理解其深層的原理。

科學船塢

費曼是著名的物理學家，他這樣說當然有他的道理，主要意思其實是想表達量子力學的詭異性，完全不同於我們生活的宏觀世界的感知。除了費曼，量子力學創始人之一波爾也說過類似的話：如果你首次接觸到量子力學而沒有感覺到驚訝，那你一定沒有理解它！

事實上不只是普通人對量子力學感到驚訝，一些物理學大佬比如愛因斯坦和波爾也是如此，他們兩人之間甚至為量子力學的“不確定性”進行了長達數年的辯論，目前看來，波爾暫時佔據了上風，而“不確定性”也成為了量子力學的主導思想。

什麼是不確定性？

先說說我們的現實世界，舉一個例子，你在自己家裡玩電腦，你的位置就是可以確定的，可以清晰描述的，你就在自己家裡。這種確定性就是我們現實生活中的常識。還有一點就是，如果你位置有變化， 這種變化也是連續的，總能在某個時間點找出你對應的位置。

但是在量子世界，一切都不一樣了。如果以量子世界的詭異性來看到你在家裡的狀態，就完全不同了。你可能在自己家裡，也可能在朋友家裡，甚至可能在月球上。具體在什麼位置是非常隨機的，取決於每一次的觀測。

是不是覺得不可思議？但這就是量子世界真是寫照，這種不確定性真的存在量子世界，並不是科學家們的猜想。比如說註明的電子雙縫干涉實驗，單個電子可以同時穿過兩條縫隙與自己發生干涉，產生干涉條紋。

科學家們發現了量子世界裡的確存在的詭異現象，但這種現象背後的真正運行機制並不清楚，這也是為什麼費曼會說“沒有人真的懂得量子力學”！

宇宙探索

非常準確，量子力學是一個比較深奧的科學問題。但其實也是非常簡單的科學問題。所謂量子通俗地講就是能量粒子。是微觀世界的物質的運行規律的研究。這有一個非常不好理解的問題，就是能量與物質的轉換問題。能量在什麼時候能夠聚合成物，物質又在什麼情況下可以轉換成能量？這種轉換如果能夠被突破人類真正的文明才會到來。我們很多普通人因為對這個領域缺少必要的接觸和探究，而且就現在的教育模式人們更多的是在學習牛頓力學成長起來的，對於微觀世界的運行機制的探究一般人根本就沒有機會涉及，甚至一生也未必知道什麼量子力學知識。費米這樣的超級物理學家才會研究這些問題。就如同錢學森老先生當年相信氣功被人們恥笑一樣，其實是在一般普通人根本沒有辦法理解這個問題。當然也有很多人打著氣功的名義實騙錢之把戲的原因。其實我們所在的自然中處處都是因為能量的轉移和運行才使得這個世界千姿多彩。能量是自然中唯一的存在。研究能量的演化原理才是人類世界的終極科學。我們現在的科學技術更多的是體現合作技術的應用方面。且這種研究正在漸行漸遠的離科學目標。費米及其那個時代的科學家也是因為有太多的集團利益考量如“國家需求”而從事了實用技術方面的研究。這也是核武器能夠被研發出來的重要原因。其實懂得核技術離我們真正的文明就差一步了。核技術就是能量與物質相互轉化的最好例證。不是人們不願意研究這個領域，其實是人們在這個領域接觸的太少了。這也就是很多人不懂量子理論的重要原因。但這的確需要人類共同努力研究才有可能突破這個屏蔽。費米、愛因斯坦等科學巨人們沒有生活在和平時期是個遺憾。謝謝閱讀

能量平衡德行天下

因為我們至今都只能描述其現象，而無法瞭解其機制。連事物的成因都不明白，能說懂嗎？而量子就是這麼一群，我們還無法確定具體成因的事物，這就是費曼的原意。

首先，沒人懂量子。

雖然1900年普朗克就提出了量子的概念，即一份一份傳遞的能量。但這樣的描述僅僅是給量子的概念開了個頭。隨後1905年，愛因斯坦對光電效應做出了光量子（光子）的解釋，開始了定性描述粒子與波的統一解釋，而直到1916年，愛因斯坦才通過數學公式（p=mc=h/λ）明確建立了光子的定量分析，最後發展為量子的“波粒二象性”。

光子，作為量子的一個典型代表。就連發現它的愛因斯坦都明確表示，從未搞明白光子到底是什麼。“波粒二象性”對於物理學家來說，更像一個拼湊的名詞，實際上什麼都沒解釋。

正因為如此，隨後發展出來的量子力學也就是建立在誰都沒有搞明白的量子概念之上的。純粹建立在實驗現象之上的量子力學，之所以沒人明白，因為一直缺少一個清晰的物理圖景。被視為正統的“哥本哈根解釋”，對於愛因斯坦來說，不是一條清晰簡潔的物理說明，而像是在為一個不完備的理論打補丁。

量子力學的正統“哥本哈根解釋”：

1、玻恩的波函數概率解釋：薛定諤波函數是一種概率波，只能描述在某位置找到某個粒子的概率，觀察測量只是預測某一結果的概率，卻不能預測一定會得到什麼結果。

2、海森堡的不確定原理：有一些成對物理量，它們不可能同時被精準測定，一個越確定另一個必定越不確定，此消彼長。比如動量與位置（ΔxΔp≥h/4π ），時間與能量（ΔEΔt≥h/4π）。

3、玻爾的互補原理：一些物理對象存在看似矛盾的多重屬性，原則上不可能用同一種方法同時看見其多重屬性，只能用不同是方法觀察到它們不同的屬性。

4、玻爾的對應原理：量子的各種規則雖然適用於微觀尺度，但從規則中得出的結論不能違反宏觀上的觀察結果，而且宏觀尺度上還是遵循經典物理學規則。也就是說，在大量子數極限的情況下，量子體系的運動趨向經典力學體系，量子物理定律和方程可以轉化為經典物理定律及方程。

5、疊加態原理：如果A和B是一個粒子的兩種狀態，那麼A+B也是這個粒子的第三種狀態，並同時具有A\\B的特徵。

6、波函數坍縮：在一次測量與下一次測量之間，除了概率波函數以外，微觀物體不存在，它只有各種可能的狀態，只有進行了觀察或測量，“可能”狀態才坍縮為實際的“確定”狀態。

其次，量子力學缺乏清晰圖景。

“哥本哈根解釋”這一長串的詮釋，說它像一件華麗衣裳上面的“補丁”，一點不為過。但你不要還不行，少一塊都會衣不蔽體。費曼正是因為清晰地認知了這一點，所以他一直試圖建立一種清晰簡單的量子圖景。

雖然當時量子力學已經有了薛定諤的波動力學與海森堡的矩陣力學兩大處理方式，費曼依然另闢蹊徑，1942年創造出了路徑積分理論。

然而，路徑積分理論描繪的量子圖景再次衝擊了人們的傳統認知。從出發點到終點，費曼宣稱量子會同時通過所有可能的路徑。就像一個量子在出發前會瞬間“探測”到它所有的路徑，然後瞬間對所有路徑的概率幅求和，最後決定它該以什麼樣的概率出現在什麼地方。

費曼建立的這個反常識的圖景，讓人們對量子力學更加疑惑了。

雖然疑惑，但路徑積分卻很好用，創立夸克模型的蓋爾曼就曾這樣評價：“量子力學路徑積分形式比一些傳統形式更為基本，因為在許多領域它都能應用，而其他傳統形式將不再適用。”

就連對量子力學一直很牴觸的愛因斯坦也不得不服。當費曼的老師惠勒將這個理論拿給愛因斯坦看過後，愛因斯坦說到：“我還是不相信上帝會擲骰子……可也許我現在終於可以說是我錯了。”

最後，細思極恐的費曼圖。

在路徑積分的研究中，費曼發明了一種用形象化的方法直觀地處理各種量子相互作用的圖——費曼圖。費曼圖只有兩個座標軸，代表空間的橫座標與代表時間的縱座標，所以也叫時空圖。

比如用費曼圖來描述兩個電子之間的相互作用。如下圖，實線代表電子的路徑，虛線代表光子的路徑。

兩個電子由於相互交換虛光子（即無法觀測到的光子），而產生了排斥，這就是兩個電子之間的電磁作用力。在費曼圖的描述下，本來難以理解的微觀作用以最直觀的圖像展現了出來，讓人們更好理解了量子之間的交換過程。

然而，後來物理學家發現在虛光子交換的過程中，必須要考慮真空漲落的現象。也就是說，在傳遞過程中，虛光子會轉化為一對正負虛粒子對，然後正負虛粒子對再湮滅釋放出虛光子，這樣就有可能無限循環往復下去。用費曼圖表示如下：

這讓人們對於虛光子到底是怎麼傳播的又疑惑了。所以，量子是真不讓人省心，當你越想了解它，它反而暴露出更令人吃驚的不確定性。

總結

當我們越深刻地去探尋自然，越彰顯出我們的無知。自然一直按自己的方式存在著，至於我們能不能理解，那是人類的事，與自然無關。

這樣的量子，誰還敢說他懂？誰懂，誰在裝。

關鍵字: 量子力學 物理 科學