量子世界的4个神奇现象，唯心主义的证明？

19世纪末，英国物理学家开尔文把两个经典物理无法解释的实验——迈克耳孙-莫雷实验和黑体辐射实验称作“物理学晴朗天空中的两朵乌云”。而这两朵乌云，直接导致了现代物理的两大支柱的诞生。

相对论和量子力学作为现代物理的两大支柱，它们描述的宇宙已经远远超过了人们的常识。其中量子力学更是连它的发明者们都难以正确把握。以下就由小编来介绍量子力学所描述的微观世界的4个神奇现象，看你能理解多少？

1、波粒二象性

普朗克在解释黑体辐射时，把黑体辐射的能量假设为一份份地传递，认为黑体辐射出来的能量具有最小的单位，提出了“量子”的概念，这是量子力学的开端。爱因斯坦在解释光电效应时，把量子的概念推广到光身上，提出光同时具有波的特性和粒子的特性——即波粒二象性。其后德布罗意提出了实物粒子（如电子、中子）也具有波粒二象性，由此改变了人们对微观粒子的认识。

如今量子力学认为，构成世界的物质，如中子、质子、电子等，都具有波粒二象性。也就是说，像声波一样可以同时蔓延至整个空间的特性，以及像网球一样只能存在于确定位置的特性，同时存在于粒子身上，根据实验手段的不同会表现出不同的特性。

2、波函数坍缩

物质具有波粒二象性。物理学家认为，物质会在没有被观测的时候呈现波动性，在被观测时呈现粒子性。根据量子力学的正统诠释——哥本哈根诠释，物质在没有被观测时会以波函数的形式布满整个空间。当试图观测物质时，这种观测行为会使波函数立即坍缩为一个粒子，出现在空间中的一个位置。

这样的奇怪说法也引起了人们的疑惑：这种说法是否有唯心主义的嫌疑？月亮也是由微观粒子组成，所以当没人看着月亮的时候，月亮是以波的形式充满整个宇宙的？当看月亮的时候它立即“坍缩”到天空中确定的位置？在这样的观点下，似乎是我们的意识决定了事物的状态。、

3、不确定性原理

不确定性原理说的是粒子的位置与动量不能同时测准。当粒子的位置测得越准确，测量它的动量误差就越大，反之亦然。在以前，不确定性原理曾被翻译为“测不准原理”，“测不准”的说法似乎在暗示，测不准是因为技术不够先进。但是后来人们认识到，测不准是因为微观粒子本身并不具有确定的位置和动量。

如果把微观粒子看作一个小球（像网球一样），不难理解它是具有准确的位置和动量的，只是未能测准，这也是爱因斯坦的观点。而如果接受第一点波粒二象性和第二点观测使波函数坍缩，就会明白，观测之前根本没有一个“粒子”存在，因此也没有“粒子的位置和动量”存在，这是波尔的观点。爱因斯坦和波尔就粒子到底是“未能测准”还是“不能测准”而展开了漫长的争论。如今物理学界的观点倾向于波尔一边，是观测的行为使得物质以“粒子”的形式表现在我们的眼前。而粒子的位置和动量，好像是有着某种“准确度守恒”，测量某个值越精确，另一个值就越不精确。

位置误差和动量误差满足的不等式

4、量子纠缠

爱因斯坦虽然也是量子力学的奠基人，但他的观念仍停留在经典框架中，始终无法接受量子世界的奇异特性。量子纠缠就是爱因斯坦提出来抨击量子力学的思想实验。

两个由于某些机制而发生耦合的粒子，分开后，它们朝相反方向互相远离。根据量子力学的描述，无论它们相隔多远（哪怕是好几光年），它们的相互联系仍然存在。当观测其中一个粒子，就会改变粒子的状态，而另一个粒子会立即“响应”，也做出相应的状态改变。

这种瞬时的“响应”，被爱因斯坦讽刺为“鬼魅般的超距作用”，因为它们之间的联系是超光速的，违反了相对论中“信息传播速度上限为光速”的限定。

在爱因斯坦逝世后几十年，科学家做出实验证实了这种“鬼魅”的超距作用的确存在。尽管这种作用无法用于传递信息，严格来讲并没有违背相对论，但它们的联系的确是瞬间的。不知爱因斯坦如果仍在世会作何感想。