歡迎來到：自說自話的總裁
傳說，科學史上有一座詭異的神殿。 神殿里展現出來的現象，讓眾人分為正邪兩派，常識正這裡坍塌，恐怖逐漸蔓延…… 光子真的能【分身】嗎？ 光子難道有【意識】嗎？ 光子還能【打破因果】，改變過去嗎？ 最難以想象的，難道【我們也是光子】，也能罔顧因果，隨意穿越嗎？ 還有更恐怖的推論——在意念中想象火星，下一秒你就真的【穿越到火星】，這竟然也是有可能發生的事情…… 這座神殿就叫做量子力學，一位位大神從這裡進進出出，而今天，我們就來聊聊這背後的故事。
起初，神殿至尊名叫艾薩克·牛頓，人稱爵爺。 爵爺說，光是一種粒子，就像彈性小球，一顆接一個的發射。 爵爺統治神殿300年，但突然有一天，一個叫做托馬斯·楊的年輕醫生走進了神殿，他拿著一張干涉圖像說，爵爺？請問粒子如何發生干涉？ 我的雙縫實驗中，光線和水波一樣，出現了干涉條紋，所以，我認為，光的本質是一種波。 爵爺一撇眼，還沒有說話，馬上就有一個叫做泊松的護法站出來嘲諷，你這個眼科醫生是不是走錯門了，我用你自己的數學模型幫你算一下啊，如果光是一種波，那就等於你在說，我們用一塊圓形的遮光板擋住光源，然後，這塊陰影的正中間，竟然會出現一個亮斑。 你這不是鬧著玩兒嗎？ 你什麼時候見過自己的影子裡面有亮斑？ 護法火力全開，確實，在我們的常識中，光線確實像一顆顆小球，沿直線傳播，影子里不可能出現什麼光斑，除非是見鬼了。 但護法的話還沒說完，旁邊兩個正在幫他做實驗的小沙彌（阿拉戈和菲涅爾）就指著實驗器材驚恐的看向護法。 果然，果然活見鬼了是，陰影中央，真的出現了一個亮斑啊。 這個詭異的光斑，史稱——泊松亮斑。 300年來，它第一次撼動爵爺幫的粒子說，難道光線真是一種波？ 不對，一定還是一種粒子。 沈寂了200年後，爵爺幫里又站出一個骨骼清奇的後生仔，他說，我們再來做一個實驗，用一束光照射金屬板，你猜我發現了什麼？我的儀器上竟然出現了一個一個彈坑，而計算這些彈坑，它們竟然是光子轟擊造成的，和爵爺當年的說法一模一樣，彈性小球，毫無疑問，我願意把它叫做光量子。 後生仔當時的髮型還沒有放飛自我，他叫做愛因斯坦，繼爵爺之後，扛鼎神殿，史稱愛總。 但等等，又有一群實驗沙彌們從背後拉了拉愛總，他們說，愛總，見鬼了，借一步說話，剛剛做了幾個實驗，我們竟然發現，單個光子，也能幹涉啊。 簡單來說，我們在實驗中，一粒粒發射光子，光子前面有兩個狹縫，按理說，光量子要麼經過A狹縫，要麼經過B狹縫，這樣，狹縫背後的螢幕上，應該出現兩條光斑才對，是吧？ 但是，螢幕上竟然出現了和托馬斯·楊當年一模一樣的干涉條紋。 難道光子，同時經過了AB兩條狹縫？然後，自己和自己發生了干涉？ 也就是說，光子會分身！？ 愛總，這可咋整？ 愛總，愛總，也不知道怎麼辦啊。 於是，實驗沙彌們準備自己解決問題——我們在光子穿過狹縫前，放一個攝像機，看看它到底有沒有分身，不就OK了？ 然後，沙彌們設計了這樣一套實驗裝置，原理比較複雜，如果簡單類比，那相當於在雙縫前放了一個能觀測單個光子路徑的攝像機。 打開攝像機，沙彌們就能確定，這顆單光子，究竟是經過了A縫還是經過了B縫。 但萬萬沒想到，沙彌們這一開機，卻已經不是見不見鬼的問題了，而是直接召喚出上古死神，讓整座神殿都開始坍塌……
原來，沙彌們打開攝像機，螢幕上的干涉條紋竟然消失了。 等等，這意味著什麼？ 趕緊關掉攝像機，然而就在關機的一剎那，螢幕上的干涉條紋又出現了。 實驗沙彌們你看看我，我看看你，難道光子竟然知道我們在看它？ 看它的時候，它變得乖乖的，像粒子一樣，通過了A縫，或者通過了B縫，在螢幕上，打出了兩條光斑…… 而當攝像機關閉，我們不看它的時候，它竟然變成了波，在背地裡搞分身，搞干涉，然後再螢幕上打出一道道明暗相間的干涉條紋。 這絕對是見活鬼了。 史稱——量子擦除實驗，一旦擦除光子路徑，相當於我們不看它，它是波，而一旦觀測光子路徑，相當於我們看它，它是粒子，然而，這還不是最見鬼的現象。 緊接著，在愛總誕辰100週年的研討會上，一個名叫惠勒的護法又不小心幫我們打開了更加詭異的大門……
護法惠勒說，我們是否能在雙縫和螢幕之間放一個攝像機呢？ 這樣，我們就能在光子已經通過狹縫，確定自己是波還是粒子以後再去觀測它，這樣就能看清它的真實身份。 不久以後，惠勒的提議也被實驗沙彌們用儀器給設計了出來，大概長這樣，原理有點複雜，但效果就相當於在雙縫和螢幕之間，放了一個攝像機。 但結果大家能猜想嗎？ 絕對打破一切人類的想象。 開機，觀測，兩個條紋，光是粒子。 關機，不觀測，干涉條紋，光是波。 屢試不爽，甚至光子在飛行的過程中開機，突然開機，也會讓干涉條紋也會變成粒子條紋。 這是什麼？ 沙彌和護法們突然意識到，這是天要塌了，人類賴以生存的最基礎法則——因果律都開始鬆動了。 眼看著神殿要塌，護法和沙彌們還在瘋狂的推理，不可能，因果律絕對不可能出錯。 而為了輓救因果律，那麼，眼前的實驗現象就只有兩個原因： 1，光子能預測未來，它在通過狹縫前，就已經知道，未來路徑上的攝像機是否開機，從而在出發前就決定好自己是波還是粒子。 2，光子能改變過去，在你開機看它的那一瞬間，它回到經過雙縫以前的，把自己的波狀態改變成粒子狀態，而如果你不開機，它就不修改過去的狀態。 但是，這兩種推理結果，你怎麼看呢？ 實驗沙彌們陷入瘋狂，他們繼續魔改儀器，他們讓飛行在雙縫和螢幕之間的光子一分為二，分身A徑直跑向螢幕，分身B經過一個很長很長的線路，路線中有沙彌們暗藏的攝像頭。 如果這些攝像頭突然打開，又會發生什麼現象？ 想象一下，分身A肯定比B先到達螢幕，而沙彌們又有能力通過分身B的狀態來倒退出分身A究竟是波還是粒子，所以，沙彌們其實是在說，那好，等你分身A在螢幕上顯現出波還是粒子的真身以後，我再觀測你的分身，看你如何露出馬腳。 結果，恐怖依舊，光子依舊不會露出馬腳，哪怕AB分身隔了一光年那麼遠。 這就相當於，B分身在一年以後，一光年以外的時空中傳話給一年以前，即將落在螢幕上的A分身，它說，放心吧，他們沒在看，於是，A分身打在螢幕上，是波，干涉。 如果B分身被觀測了，它也會在一年以後，一光年以外的時空中傳話給A分身，有人在看我們，於是，A分身二話不說，變成了粒子，乖乖的兩條光斑打在螢幕上。 如何形容眼前的現象？反正我已經詞窮了，因果律坍塌？宿命宇宙論？光子時空穿越？ 總之，沙彌和護法們還在拼命解釋和研究眼前的現象，他們死死頂住這座正在坍塌的神殿…… 然而，就這個時候，神殿里響起一個可怕的聲音，他說，不，何止光子？ 我們，萬事萬物，也都和光子一樣，擁有波粒二象性，你看，我是一顆粒子，乖乖的呈現出萬事萬物的確定性。 而你不看，我又是波，彌散到整個宇宙，展現出穿越時空，罔顧因果的不確定性……
說話的人，像一個幽靈，無處不在，他出身公爵世家，從小像王子一樣長大，本來是學歷史文學的，一不小心穿越到這即將塌樓的神殿當中，他叫做德布羅意，人稱王子德，他告訴我們——萬物皆波。 王子德身後緊跟著一個獵魔人，獵魔人是個情種，名叫——薛定諤，他有只既死又活的驅魔之貓。 獵魔人緊追王子，他要誓死捍衛神殿，想當初，他這只驅魔之貓，就曾讓那些魔教邪神們烈火焚燒。 曾經，魔教邪神們預言，宏觀萬物來源於微觀量子，而一切量子，不僅僅是光子，包括電子，甚至是碳60那麼大小的分子，它們都擁有波粒二象性，都像光子一樣，可以穿越時空，罔顧因果，量子是不確定的，因此，很可能，我們宏觀世界，也是不確定的…… 邪神們說到這裡，獵魔人薛定諤實在聽不下去了，於是，他祭出了自己的貓，他說，那我如果把一隻貓放在由隨機量子控制的毒藥暗箱當中。 那按你們的說法，豈不是，暗箱中是一隻既死又活的貓？然後，你看，量子坍縮，死貓活貓確定，你不看，它就永遠是一隻既死又活的貓？ 是這樣嗎？ 你們這不是扯淡嗎？ 薛定諤這只既死又活的貓，以彼之矛攻彼之盾，邏輯無懈可擊，邪神們眼看著無話可說。 但突然，邪神們異口同聲的說，是的，世界上確實因此而出現了一隻既死又活的貓…… 顯然，邪神們的說法過於扯淡，神殿里的眾人紛紛覺得薛定諤贏下了一城。 而當德布羅意，這個宣揚萬物皆波的邪神出現以後，眾人們也都希望獵魔人薛定諤能夠趕緊再贏下一城。 人類真的也能像光子一樣，波粒二象，變成一團罔顧因果即是粒子又是波的狀態嗎？ 最關鍵的時刻，坐在神殿祭壇上的愛總站起了身，神殿搖搖欲墜，而他卻表情嚴肅的說——是的，王子德沒錯，我也認為，萬物皆波…… 瞬間神殿天崩地裂，眾人驚恐的看著獵魔人薛定諤，然而，薛總卻拿出一個更讓人意想不到的東西……
薛總從情人的溫柔鄉回到神殿，他拿著一個叫做波函數的東西。 一幫實驗沙彌也緊隨其後，薛總失魂落魄的說，我後悔自己參與了什麼量子力學。 這可能真的是一個不確定的世界。 原來，薛總不知道從情人那裡獲得了什麼天啓神授，突然就毫無根據的寫出了一個波函數。 據他說，他當時完全是為了追殺王子德的物質波假說，在度假的時候湊方程玩兒，甚至連物理世界中不存在的虛數i，也就是根號-1，這種反常識的數學變量都加入方程了。 總算是戲謔性的把方程配齊了，左右相等了，沒錯，這就是王子德，萬物皆波的具體數學表達，所以，獵魔的最後一擊就要來了，薛定諤決定把氫原子帶入方程算一算。 本以為王子德會就此伏法，但萬萬沒想到，這一算，卻方向證明瞭王子德的正確。 難道真的萬物皆為波？ 那個看似搞笑的虛數i，難道是在說，波函數的求解絕對值，是在描述某顆粒子，出現在時空中的概率？ 萬物皆是一種概率波？ 不可能，絕對不可能，薛總再次辱罵自己的方程，概率波？罔顧時空和因果，那你給我穿個牆試試。 而萬萬沒想到，跟在薛總身後的那群實驗沙彌們真的用實驗測出來了，氫原子穿牆了…… 史稱——量子隧穿效應。 實驗沙彌們驚恐的看著薛總，薛總只是留下一句，再做一遍實驗，如果什麼量子隧穿效應依舊存在，那我後悔自己參加了量子力學，我成了親手摧毀神殿的獵魔人…… 沒錯，萬物皆波，神殿坍塌了，只不過，這種波不是和聲波水波一樣的機械波，而是一種薛定諤方程描述的概率波，概率波有兩大魔法： 1，它描述萬物，任何粒子，任何時間，出現在任何位置的概率。 因此推論，你不停的想象火星，下一秒你真的肉身穿越到火星，這也絕對是符合波函數的物理現實。 只不過你的動量太大，帶入波函數以後，求解出來的那個概率太小，哪怕從宇宙誕生至今，每毫秒你都在想象火星，也不可能發生一次穿越，但這卻並不代表它不會發生…… 2，概率波，會坍縮。坍縮前，它是不確定的波，坍縮後，它是確定的粒子。 而究竟什麼讓概率波坍縮？這竟然只與觀測有關，你看的那一瞬間，萬物的波函數坍縮，給你一個確定的位置。 你不看，萬物的波函數其實彌散在整個宇宙當中，就像既死又活的貓一樣，它，或者說你，事實上處在宇宙中任何一個位置上…… 這就是量子力學五大驚奇，也是神殿坍塌的全過程。 但是，哪怕神殿塌了，對於神殿里的客觀現象，也一定需要一個合理的解釋啊，萬物皆為概率波的背後，是否又有什麼靠譜的解釋呢？ 接下來，從學科到科幻，我們再來分享五種腦洞大開的解釋。