量子講堂第三期，今天和大家聊一聊量子力學中十分深奧的疊加態，如果你不抬頭看月亮，那麼月亮就等於不存在，這個結論是不是讓人感覺很荒唐呢？
讓我們來想像這樣一個場景：剛剛走出家門的你突然懷疑自己好像忘記了帶鑰匙，於是你需要翻一翻自己衣服的兜來確定自己到底帶沒帶鑰匙，那麼此時就出現了兩種可能性，第一種是你帶鑰匙了，第二種則是你沒有帶鑰匙，不會存在第三種可能性，所以你需要翻一下衣服的兜來確定兩種可能性是哪個是正確，但你沒有想過這樣一個問題：會不會你出門的時候既帶了鑰匙，又沒帶鑰匙呢？
講到這裡，可能大家會覺得這個假設十分的荒誕，怎麼可能會存在既帶了鑰匙，又沒帶鑰匙這種可能性呢？是的，生存在宏觀世界的我們一定會覺得這個假設十分的荒唐，但如果在微觀量子世界，這既帶了鑰匙，又沒帶鑰匙的兩張狀態是可以同時存在的，量子力學稱其為：疊加態。
物理學家曾經做過一個名為雙縫幹涉的物理實驗，簡單來說就是將一個電子向兩個狹小的縫隙發射，結果這個電子在通過兩個縫隙後產生了幹涉的圖案，這意味著電子具有波動性，處于波動態的電子沒有固定的位置，所以電子在通過雙縫後自己幹涉了自己，然後產生了幹涉圖案，但是當物理學家利用特殊儀器進行觀察的時候，由於觀察需要藉助光，那麼在進行觀察的時候就會有光子與電子相撞，電子就有了確定的位置，變成了粒子態，以直線運動的通過了兩條縫隙，那麼問題來了，究竟是什麼因素使沒有固定位置的波動態電子，變成了有固定位置的粒子態電子呢？答案就是：觀測。
通過這個實驗可以說明：微觀粒子在沒有被觀測之前，它就沒有確定的狀態，從理論上來說它擁有無數種可能性，它可能處於任何一種狀態，處於任何一個位置，或者說它的存在沒有任何現實意義，所以一個電子才能匪夷所思的做出自己幹涉自己的行為，只有當微觀粒子被人觀測後，微觀粒子的多種狀態才會消失，它的疊加態會立即崩塌，變成可以確定位置的本徵態。所以在量子力學有這樣一句話：只有被觀測過的物理量才具有現實意義，這就好比說：如果我們不抬頭看月亮，那麼月亮就可能處於任何一個位置，可能月亮會出現在火星上，或者說沒有被觀測的月亮根本不存在！
是的，相信您讀到這裡一定會感覺這個量子力學的疊加態十分的荒誕，要知道物質是不以人的意識為轉移的，難道天上的月亮真的會因為我們不觀測它而消失嗎？難道這個世界的本質是隨機的嗎？
您的質疑一點也不奇怪，因為這個量子力學中提到的疊加態的確很難理解，甚至違背了正常的邏輯思維，就連著名的物理學家、相對論的創建者愛因斯坦對於這種說法也不相信，愛因斯坦曾經譏諷道：世界並不是隨機的，因為上帝不會擲篩子，但是愛因斯坦的老朋友、也是他的老對頭玻爾卻這樣反擊：愛因斯坦，別去指揮上帝該怎麼做！
對於微觀粒子這種神秘的疊加態，物理學界一直爭論不休，很多物理學都不願意相信這個世界竟然是被一種隨機的概率所統治，但一次又一次的實驗卻證實了微觀粒子這種疊加態是正確的，是可以解釋微觀量子效應的，最典型的就是上文中我們提到的電子雙縫幹涉實驗，關於電子雙縫幹涉實驗究竟是怎麼回事？
請關注我，我們在下一期接著聊一聊微觀粒子的疊加態。