102思維模型：量子思維一在糾纏中躍遷

作者：老範

2016年8月16日1時40分，墨子號量子科學實驗衛星在酒泉成功發射升空，標誌著中國已經躋身於國際一流的量子信息研究行列，在量子通信技術方面也走在了世界前列。

2020年9月5日的西湖大學公開課上，中國科學技術大學常務副校長潘建偉教授表示，他帶領的研究團隊在光量子計算機方面取得了重大突破，其性能超過谷歌53比特量子計算機的100萬倍。

隨著中國在量子力學研究領域的領先，公眾越來越對量子力學產生了濃厚的興趣，其實量子不僅是一個熱門的學科，更是影響一個國家科技實力的重要標誌，它直接奠定了原子彈、核技術、光學、半導體工業等領域的物理基礎，在量子計算、信息加密等現代高科技領域大顯身手。有人說，量子力學是科學史上最為精確地被實驗檢驗了的理論，可以說是人類智力徵程中的最高成就。根據統計資料，一個多世紀以來頒發的諾貝爾物理學獎中，絕大部分都頒給了與量子力學有關的研究。到底什麼是量子？什麼是量子思維？量子思維對我們有什麼價值呢？

一、什麼是量子？

1、量子的概念

量子（quantum）是現代物理研究微觀世界的的重要概念。即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，並把最小單位稱為量子。

量子一詞來自拉丁語quantus，意為「有多少」，代表「相當數量的某物質」，它最早是由德國物理學家M·普朗克在1900年提出的。

凡是冠以「量子」之稱的概念，基本上說的都是很小的微觀世界的事情。微觀世界的物理規律與宏觀世界大不一樣，宏觀規律我們可以通過感官進行體驗，而量子世界的微觀定律卻是「看不見摸不著」的。在宏觀世界中，我們用牛頓定律描述物體的運動。而在微觀世界，牛頓定律就失去了作用，例如要描述原子中電子的運動規律，牛頓的經典力學就失靈了，這時候就會用到用來解釋微觀世界的量子力學了。

2、量子力學

量子力學是描述微觀物質的理論，許多物理學理論，例如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎所進行的。自從普朗克提出量子這一概念以來，在20世紀初由尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛丁格、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩裡科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家共同創立的。在20世紀的前半期，初步建立了完整的量子力學理論。

一般認為量子力學的適用範圍是原子到「普朗克長度」之間，「普朗克長度」是物理學中的一個可以測量出來的最小長度，約為1.6×10–33 釐米，量子力學就是研究這個區間中的中子、質子、電子、光子，以及所有其他的基本粒子的運動規律的學科。

量子力學和相對論是20世紀物理學的兩顆明珠。相對論是宇宙學、天體物理學、引力波、黑洞以及其他學科的基礎，量子力學則是原子物理學、核物理學、基本粒子物理、凝聚態物理等學科的基礎。廣義相對論告訴我們空間不是一個靜止的盒子，而是在不斷運動，像一個移動中的巨大軟體動物，可以壓縮和扭曲，而我們被包在裡面。另一方面，量子力學告訴我們，世界是「由量子構成」，具有精細的顆粒狀結構。包括我們的物理空間當然也是「由量子構成的」。

3、量子力學的核心概念

（1）波粒二象性

世界是由92種不同類型的原子組成，每個原子又由質子、中子、電子等基本粒子組成，而這些基本粒子又是由夸克組成的。那夸克是什麼呢？根據弦理論，夸克等基本粒子就類似於橡皮筋的弦，弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子，能量與物質是可以轉化的。在20世紀早期，科學家們爭論了很久，光是粒子還是震動波呢？一直沒有答案。後來通過雙縫幹涉實驗得出了一個非常詭異的結論，光即是粒子也是波。波粒二象性的概念就誕生了。波粒二象性指的是所有的粒子或量子不僅可以部分地以粒子的術語來描述，也可以部分地用波的術語來描述。通俗的講就是所有的粒子即是粒子也是波。在經典世界裡，粒子和波是兩個截然不同的東西，不可能調和在一起，而在量子的世界，他們卻合二為一，這就是量子世界的詭異之處，完全超乎了常人的想像。2015年瑞士洛桑聯邦理工學院科學家成功拍攝出光同時表現波粒二象性的照片。是人類有史以來第一張光即是波，又是粒子流的照片。

實際上，物質都具有波粒二象性，只是存在著波動性的大小問題。物質的波動性取決於它的質量，質量越大，其不確定性就越小，同時波動性也就越小，因為波的分布只是粒子出現的概率分布罷了。

（2）不確定性原理

不確定性原理（Uncertainty principle）是由海森堡於1927年提出，這個理論是說，你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度。 該原理表明：一個微觀粒子的某些物理量（如位置和動量，或方位角與動量矩，還有時間和能量等），不可能同時具有確定的數值，其中一個量越確定，另一個量的不確定程度就越大。

由於粒子的位置和動量不能夠同時測量，或者說沒有一個狀態，完全違反了經典力學。

在經典力學中，任何一個物體都同時具有確定的位置和動量，例如軌道概念和靜止概念。軌道的存在要求在軌道每一個粒子具有一個確定的位置和速度；靜止的概念要求粒子的位置確定，並且速度為零。這都意味著粒子可以同時具有準確的位置和動量，而這些與微觀粒子運動的不確定性原理是矛盾的。不確定性原理充分體現了牛頓經典力學和量子力學的矛盾以及微觀粒子的波粒二象性，為人類認識微觀世界奠定了基礎。

（3）量子躍遷

所謂的量子躍遷就是微觀狀態發生跳躍式變化的過程。由於微觀粒子的狀態常常是分立的，所以從一個狀態到另一個狀態的變化常常是跳躍式的。例如電子在原子核外的軌道是間斷的、量子化的，電子吸收或發射光子後就會發生軌道躍遷，而軌道躍遷也是間斷的、量子化的。

（4）量子糾纏

在量子力學裡，當幾個粒子在彼此相互作用後，由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質，無法單獨描述各個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，這種現象稱為量子糾纏。類似孫悟空和他的分身，二者無論距離多遠都「心有靈犀」。當兩個微觀粒子處於糾纏態，不論分離多遠，對其中一個粒子的量子態做任何改變，另一個會立刻感受到，並做相應改變。

（5）量子疊加態

科學家在觀測量子時發現量子狀態無法確定，量子在同一時間可能出現在A地，也可能出現在B地，或可能同時出現在不同的地方。量子在某個位置出現是概率性的，並沒有確定性，這就叫量子疊加態。一對關聯粒子，如果改變其中一個粒子屬性，另一個粒子不管相距多遠都會瞬間改變，這種信息的傳遞不需要時間，這叫量子糾纏。當你不觀測量子時，量子處於疊加態，當你觀測量子時量子表現出唯一狀態，這就量子塌縮。

奧地利物理學家薛丁格提出一個思想實驗，是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的「薛丁格貓」。

量子理論認為：如果沒有揭開蓋子進行觀察，薛丁格的貓的狀態是「死」與「活」的疊加。沒有人打開盒子進行觀測的話，此貓將永遠處於同時是死又是活的狀態， 這個聽起來似乎荒謬的物理思想實驗，不僅在物理學方面極具意義，在哲學方面也引申出了很多的思考。

例如：在談戀愛的過程中，你也不知道對方是否喜歡你，你就可以把結果看成是喜歡和不喜歡的混合疊加態，如果你想知道答案，唯一的方法就是去試試看，但是，只要是試過，就改變了原來的結果。

在量子力學中，觀測會影響測量結果，因為觀察需要通過測量來進行，但測量需要工具，在經典世界中，測量工具對測量對象的影響可以忽略不計，而在量子世界裡，測量工具對電子行為的測量免不了讓電子與某種外界影響相互作用。這樣，對電子的觀察必然伴隨著對電子運動的幹擾。

對於經典測量行為，幹擾的尺度遠小於被測量物體的尺度，可以忽略。但進行量子測量時，被測量物體的尺寸太小，因此不能忽略測量幹擾帶來的影響。

也就是一個具有一定動量的微觀粒子的位置是不確定的，我們根本不知道它在哪裡。一旦我們去看它，它瞬間就出現在某個位置，因而得到的是電子處於一個位置的確定結果。為了解釋這個過程，海森堡引入了波函數坍縮的概念。海森堡說，在人觀察的一瞬間，電子本來不確定位置的「波函數」一下子坍縮成某個確定位置的「波函數」了。就像前面談戀愛的案例，你不知道對方是否喜歡你，而你去試探的時候，對方馬上就坍縮為喜歡你（或者不喜歡你）的結果。從這個意義上講，每個人都是處於量子疊加態，都充滿的無限可能，關鍵是有沒有去嘗試，只有去不斷嘗試，才能發現自己的無限可能。

（6）量子隧穿效應

放射性是一種原子核自發放出射線，並變成另一種原子核的過程。其中有一种放射性過程叫作α衰變，說的是不穩定的較重原子核，通過自發放射一個α粒子，即氦原子核，而轉變為另一種較輕原子核的過程。α粒子為什麼會自發地從原子核內飛出來呢？

來自蘇聯的美國物理學家伽莫夫在1928年提出量子隧穿效應，解決了這個問題。 一般來說，原子核內部有一種很強的作用力，將所有的核子限制在小小的原子核內部。α粒子由兩個質子和兩個中子組成，原子核會構築了一堵高牆，禁止α粒子飛出去。物理學中通常將這種束縛粒子的能量屏障稱為「勢壘」，根據經典理論，只有能量大於勢壘高度的粒子才有可能飛到勢壘的外面。而在一般情形下，一個α粒子是沒有足夠的能量越過核勢壘的。但事實上，發生α衰變時，粒子確實從原子核中逃脫出來了，因為微觀粒子的運動是波動和不確定性的，根據波動理論，電子波函數將瀰漫於整個空間，粒子以一定的概率（波函數平方）出現在空間每個點，包括勢壘「牆壁」以外的點。終有一部分粒子可以穿過勢壘，就好像勢壘底部存在一條隧道一樣，這就是隧穿效應。

我們舉一個例子解釋這種現象，在經典世界裡，一鍋水放在那裡，是不可能有水滴跑出來的，因為水分子不可能跨越鍋的勢壘，而在量子世界裡，水是沸騰和波濤洶湧的，水分子的運動是不確定性的，雖然跨越勢壘的概率很小，但還是有一定概率的，所以你如果站在鍋邊，就很容易被濺出的水分子燙到，這些濺出來的水滴就是一種量子隧穿效應。

二、什麼是量子思維？

量子思維是運用量子世界的運行法則對自己思維進行塑造的思維方式，量子世界是不確定的、躍遷的、疊加態的、糾纏的和充滿無限潛能的。它是一種全新的視角。它超越了我們經典世界培養的邏輯思維，它是超越現有時空的「超思維」。

量子思維告訴我們，任何一個特定的情景都潛藏著無限的各種可能性，擁有無限數量的可行視角。他告訴我們要學會處在混沌的邊緣，在應對瞬息萬變的現實情況時，隨時都能夠從新的視角來制定戰略和決策。量子思維的特徵有整體性、不確定性、湧現性、兼容性、潛在性和參與性等。

1、整體性

在量子物理學裡，每一個「量子位」即是粒子也是波，整個宇宙由這些相互作用，互相疊加的動態能量組成，縱橫交錯，互相干擾，沒有任何一個「量子位」可以被抽離出來，它們是一個整體。量子思維就是要從整體上思考問題，並且要注重與周圍環境的互動。在組織管理上，要放棄機械式的原子組織，不要試圖想控制員工和控制環境，而是要打造一種能夠與環境融合的結構，站在系統的角度去創造。

2、不確定性

舊範式科學是確定性的、可預見的。確定就代表著可控，控制性越強，系統越僵化。馮·弗爾斯特定理認為：系統部分之間的連接越嚴格，對整個系統的影響越小。連接越嚴格，元素與整個系統越疏遠。所以一個系統部件被控制的越緊，他們對系統的貢獻也就越少，他們越不像是整體的一部分。量子思維是不確定性、不可預測和模糊的。正是這種模糊性造就了靈活性、創造性和無限潛能。所以新時代的領導者要學會駕馭和管理不確定性，這樣才能在混沌中繁榮發展。

3、湧現性

在機械論世界觀裡，還原是分析的關鍵，任何系統和物體通過不斷的分解，以便清楚其性能和主要功能，部分相加等於整體。而量子思維體現的是湧現性，湧現是複雜系統通過自組織呈現出來的相變。就像單個螞蟻是愚蠢的，而蟻群就表現的很聰明。單個螞蟻只遵守簡單的規則，通過自組織就湧現出新的智慧行為。

4、兼容性

舊的範式科學是一種「非此即彼」的科學，按照亞里斯多德的邏輯，一個觀點要麼是對的，要麼是錯的，牛頓的科學基於亞里斯多德的理論，認為物質要麼是粒子，要麼是波。物體和物體之間是線性的，循序漸進發展的。量子思維是兼容性的，認為物質即是粒子也是波。未來可能會有更多的量子組織組成量子性社會，兼容更多的多樣性，在發揮每個人的創造力的同時，促進團隊協同發展。

5、潛在性

量子系統和混沌系統是非線性的，量子系統通過量子躍遷發展進化，通過試探二者的潛能從一個確定的狀態跳躍的一種未知狀態。在混沌系統，任何一個微小的擾動都可能帶來整個系統的巨大變革。這就是著名的「蝴蝶效應」，北半球一隻蝴蝶扇動一下翅膀，會引起南半球的一場龍捲風。所以量子系統和混沌系統告訴我們一個啟示，任何一個微小的個體，都對整個系統非常重要，都充滿了無限可能性，都可能躍遷到更高的維度。

6、參與性

舊科學範式將世界分為兩類，主體和客體。量子思維認為世界是參與性的，沒有主體和客體之分，是相互促進的結果。就像赫拉利在《人類簡史·從動物到上帝》一書中提出一個問題，到底是人類馴化了小麥，還是小麥馴化了人類？量子系統給了我們答案，是互相馴化塑造了現在的結果。宇宙是一個互相參與的能量池，所有事物都是信息形式的能量，互相參與，互相影響，互相界定，互相創造。食物中包含的物質來了又去，就像水分子流過漏鬥的漩渦，但形態是持續的，就像人體中水分子，蛋白質和脂肪不斷的流動，而人體的形態只是輕微的變動。世界的形態是粒子共同參與的結果，因為這是一個參與性的世界。

三、量子思維的應用

1、組織管理中應用

基於量子新科學視角的組織是不確定的、主體參與的、整體湧現的量子場。應將價值創造視為企業存在的目的，將能量作為組織的核心資源，構建賦能型治理結構，實施管理模式變革與產業技術創新，使組織具有更強的應對不確定性與共創商業生態系統價值的能力。

量子思維下，整個組織的驅動機制、能量來源來自於信念和使命，而不是來自權威和控制。組織的動力不是來自高層，而是來自基層，組織的智慧不再是自上而下，而是自下而上，上下聯動。管理的驅動機制也不再來自指揮命令系統，而是來自使命的驅動，來自自我驅動。領導不是發號施令者，而是服務者和支持者。量子化組織就是要打造一個參與性的組織，靠願景和使命來驅動，靠公司與員工的互動來創造，實現組織的自創生。

例如：海爾集團領導人張瑞敏就採用了量子思維對海爾進行組織管理重塑，他一直嘗試把公司從「正金字塔」結構轉為「倒金字塔」，把集權式的管理模式轉向自組織的管理模型，從而激發員工的潛能，建立一個自創新的量子組織。於是海爾提出了三自、三權、三化，來激活量子場。

三自是 「自創業、自組織、自驅動」，張瑞敏將員工視為波粒二象性的「量子自我」。為了激發員工的潛能，海爾通過「人單合一」模式，為每個人提供實現自我價值的平臺，使每個人都是自己的CEO，並組成直面市場的自組織，每個員工通過為用戶創造價值來實現自身價值。

三權是海爾實現了「決策權、用人權、分配權」的權利下放。「決策權」，直接賦權給平臺主、小微主、創客，激活了員工參與決策的意識，增強了員工的責任感，釋放了量子自我的能量；「用人權」是直接賦權平臺主或者小微主根據業務需要，整合內外部人力資源，按單聚散；「分配權」是根據員工為用戶創造的價值，直接由用戶付薪。賦能型的權力下放，打破了科層制的權力控制，使團隊與個體的能量被充分激活。

三化是企業平臺化、員工創客化、用戶個性化。企業平臺化是內去科層，外破邊界，成為整合全球資源的平臺而不是科層制的控制系統；「員工創客化」是員工成為共創、共享、共贏的創客，而不是被動的僱傭執行者，信任與賦能使量子自我的潛能被充分激活，員工在為用戶創造價值的同時實現了自我成長；「用戶個性化」是通過持續零距離用戶交互，實現與用戶的信息與能量的連續「糾纏」，使企業可以快速利用用戶知識實現迭代式創新，滿足用戶個性化需求。通過用戶使用價值與體驗價值的創造，驅動海爾企業價值的實現。

2、科技中的應用

量子力學是一個異常成功又已經被廣泛應用的理論。現代科學幾乎所有的領域都與量子力學有關，應用的領域包括半導體、納米、精密測量、雷射、電子顯微鏡、原子鐘、核磁共振、化學、計算機、密碼學、核能、新材料（石墨烯、碳納米管、超導材料、拓撲絕緣體材料、電子陶瓷）等。

其中量子通信和量子計算是當今最熱門的研究領域，量子計算的速度和精度完全超越了現在的經典計算機，達到了驚人的程度。美國物理學家費曼曾經比喻說，他的某個計算結果的精度，相當於如果你測量洛杉磯到紐約兩點的距離，預言和實際結果之間的誤差只有幾十根頭髮絲直徑之和那麼小！

量子計算機的發展將推動科技發生革命性的變化，包括人工智慧、大數據、生物醫療、信息技術等領域。

2019年9月20日，多家媒體披露，科技巨頭谷歌(Google)一份內部研究報告顯示，其研發的量子計算機成功在3分20秒時間內，完成傳統計算機需1萬年時間處理的問題，並聲稱是全球首次實現「量子霸權」。該報告指出，谷歌研究人員架設出的是53量子位的量子計算機。這種53量子位計算機可以在幾秒鐘內破壞任何53位密碼。

根據科學家的預測，谷歌量子計算機中的量子比特數量將至少每年翻一番。量子計算能力將以雙指數速度增長， 保守估計，這意味著谷歌將在2020年實現＞100個量子位，到2021年實現＞200個量子位，到2022年實現＞400個量子位。

現在的比特幣的交易採用256位加密的保護。一旦谷歌將其量子計算擴展到256個量子位，比特幣（以及所有256位加密的文件）就結束了。

到2024年，如果谷歌量子計算機將量子位擴展到512、1024或2048，谷歌將能夠破解幾乎所有的軍事級加密，使軍事通信對谷歌完全透明，這會導致所有現代加密技術過時。

3、金融中應用

量子思維的不確定性、量子糾纏、量子躍遷同樣可以應用在經濟領域，因為經濟體是複雜適應性系統，具備不可預測性，主客體參與性和突變性。

如果我們用牛頓的機械論去分析股票市場，認為股市是可預測的，因果關係是線性的，那一定會受到市場的懲罰。只有在金融市場上運用量子思維去分析問題，才有可能獲得收益。例如巴菲特和索羅斯都是量子思維的踐行者，他們相信市場的複雜性，不可預測性，同時相信每一個人（量子位）的參與性，如果聚集在一起會形成巨大的能量波，形成一個量子場，對市場走向產生巨大影響。

例如：量子基金是全球著名的大規模對衝基金，美國金融家喬治·索羅斯旗下經營的五個對衝基金之一。量子基金是高風險基金，主要投資於股票、債券、外匯和商品。索羅斯為之取名"量子"，是源於索羅斯所讚賞的德國物理學家、量子力學的創始人海森堡提出「不確定性定理」。索羅斯認為，就像微粒子的物理量子不可能具有確定數值一樣，證券市場也經常處在一種不確定狀態，很難去精確度量和估計。

索羅斯的《金融鍊金術》一書中提出一個概念叫「反身性」。也就是說，人的意識能夠在一定程度上改變市場，從而讓趨勢延續直到不可收拾的程度，然後崩潰。這個「反身性」就是量子思維，就是個人（量子位）的能量波，像雷射裡面的光子一樣向一個方向運動，最終會衝擊整個市場。

例如：平靜的市場裡，突然有一個「量子位」發出了一個聲音，市場會漲到8000點以上，剛開始大家都不信，但終究會有少數人會相信的，隨著更多「量子位」加入進來，眾人拾柴火焰高，那些剛開始不相信的「量子位」開始懷疑自己的判斷，最終故事變成了真實，一種荒誕、離譜而極端的真實，就是因為參與者的增多改變了市場本身。當1000個人講1+1=3的時候，可能真的 1+1就等於3了，甚至等於4、等於40、400！反正不再等於2了！

當然，反身性本身是對市場的扭曲，這種扭曲最終會被市場校正，只是以一種慘烈、極端的方式而已，只是要耗費更長的時間而已。索羅斯就是在利用反身性的發展過程獲取暴利，而巴菲特則利用反身性造成的極端去買進被嚴重低估的價值，賣出被嚴重高估的泡沫。前者利用趨勢賺錢，後者則逆著趨勢去尋找賺錢的機會。兩位大師都把反身性發揮到了極致。

索羅斯認為，金融市場運行的內在規律並不是獨立運行的，而是動蕩不定和混亂無序的。市場參與者的觀點、偏見及心理因素都對事物的發展起到促進或制約的作用，以致於最終的發展可能出乎大多數人的預料。成功的投資秘訣就是要具備能夠預見到普遍預期心理的超凡能力，即預見到大眾的預期以及大眾將要採取的行動，然後自己可先人一步，走在曲線的前面。成功者就是把握好這種無序遊戲的規則，管理好不確定性，這才是生財之道。

總結

美國哲學家託馬斯庫恩，在《科學革命的結構》一書中提到一個詞語叫範式。範式是我們無意識的，卻深知於大腦的假設和價值觀，我們認為理所當然的東西，範式決定了我們的預期，為我們的提問設定框架，框架我們做事的方式。範式對我們的影響非常深遠，他決定了我們能夠看到和理解的東西。就像古代人看到的地球是平的，而現在人認為地球是圓的。

大多數人在一個範式下思考和工作，而優秀的人，卻可以跳出範式，站在一個更大的視野去看待事物的發展。範式的轉換一定是痛苦的，它會讓你認知失調，自相矛盾，一旦轉變過來，你將會發現更高遠的美好。量子思維就是一種新的範式，讓我們知道我們的世界是一個沸騰的能量場，各個粒子之間互相糾纏，相互疊加，在互動糾纏中參與創造著這個世界。

參考資料：

《量子之謎》

作者：【美】布魯斯·羅森布羅姆;弗雷德

湖南科學技術出版社

《宇宙的琴弦》

作者：【美】布賴恩·格林

湖南科學技術出版社

《量子領導者》

作者：【英】丹娜·左哈爾

機械工業出版社

《物質深處：粒子物理學的攝人之美》

作者：【美】布魯斯 A.舒姆

譯者：潘士先

清華大學出版社

《從量子到宇宙：顛覆人類認知的科學之旅》

作者：高鵬、宋成斌

清華大學出版社

《極簡量子力學》

作者：張天蓉

中信出版集團

不確定性原理的解釋與應用

吳禹彤

（北京市第五中學，北京100007）

張瑞敏量子思維賦能海爾模式創新　　

文/謝永珍

量子思維顛覆企業管理

文/成剛