前兩年量子速讀培訓(xùn)班很火，很多家長(zhǎng)交了不菲的培訓(xùn)費(fèi)，但事實(shí)證明這些都是智商稅，直到國(guó)務(wù)院教育督導(dǎo)委員會(huì)辦公室發(fā)布了通報(bào)之后，這股歪風(fēng)才有所收斂。
量子速讀這種看著就很不靠譜的培訓(xùn)能火，一方面是因?yàn)椴环ㄉ碳依昧吮姸嗉议L(zhǎng)望子成龍的焦慮心態(tài)，另一方面也是因?yàn)槔习傩諏?duì)量子物理學(xué)不了解，被一大堆聽(tīng)不懂的名詞給忽悠住了。
影視圈有句話叫“遇事不決，量子力學(xué)”，意思是遇到寫不下去的故事情節(jié)，套用量子物理學(xué)的概念，就可以把看似不合理的情節(jié)彌補(bǔ)過(guò)去。在電影《復(fù)聯(lián)4》中，強(qiáng)大的滅霸就是被復(fù)聯(lián)的英雄們利用量子領(lǐng)域給打敗了。
在電影里怎么表演都不過(guò)分，但是實(shí)際生活中還是要講究實(shí)事求是。在普通人看來(lái)，量子物理學(xué)的這類科學(xué)概念實(shí)在是復(fù)雜難懂，甚至是有些玄幻。
這是可以理解的，在人類歷史上，某些重大的科學(xué)概念，總是要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的一段時(shí)間才能被大眾接受，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程需要打破人們頭腦中已經(jīng)固化的思想，是很困難的。
好在我們的生活水平在不斷提高，我們老百姓接觸新鮮事物的渠道和機(jī)會(huì)也越來(lái)越多，可以說(shuō)這是一個(gè)對(duì)科學(xué)普及最友好的時(shí)代。像量子物理學(xué)如此高深的科學(xué)研究，我們也能有所了解。
由美國(guó)俄勒岡大學(xué)物理學(xué)教授邁克爾·G.雷默，就用非常通俗的語(yǔ)言，在《量子物理學(xué)》中為我們介紹了當(dāng)前量子物理學(xué)的一系列問(wèn)題和觀點(diǎn)。
我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的世界，是建立在牛頓力學(xué)體系基礎(chǔ)上的，也可以稱為經(jīng)典力學(xué)。比如物體運(yùn)動(dòng)的速度、時(shí)間等等概念，都可以通過(guò)經(jīng)典力學(xué)中的各種公式計(jì)算出來(lái)。
1687年他發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，闡述了萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律，可以說(shuō)是經(jīng)典力學(xué)的開(kāi)端。經(jīng)過(guò)三百多年的時(shí)間，經(jīng)典力學(xué)的概念已經(jīng)扎根于人們的腦海中。
但量子物理學(xué)所展現(xiàn)出來(lái)的世界，跟我們腦海中的印象是完全不一樣的。想要進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)量子物理學(xué)，就需要做一些準(zhǔn)備。
接受一個(gè)全新的事物，先要做心理建設(shè)，對(duì)于量子物理學(xué)來(lái)說(shuō)，無(wú)論它的理論看起來(lái)有多么的離譜，我們都要先嘗試著接受。
大偵探福爾摩斯說(shuō)：當(dāng)你排除一切不可能的情況，剩下的，不管多難以置信，那都是事實(shí)。我們也要把我們的“經(jīng)典腦”更換成“量子腦”，用來(lái)接收“量子知識(shí)”。
1、量子物理學(xué)中的“量子”到底是什么意思？
很多商家喜歡炒概念，比如量子速讀、量子暖寶寶等等，其實(shí)他們自己都不清楚“量子”是什么意思。
量子本來(lái)指的是能量的傳遞或釋放，并不是一個(gè)連續(xù)平滑的過(guò)程，而是一份一份的。就好像我們走臺(tái)階一樣，一個(gè)一個(gè)臺(tái)階是不連續(xù)的，我們可以走一個(gè)臺(tái)階，也可以走兩個(gè)、三個(gè)，但我們沒(méi)辦法走半個(gè)臺(tái)階或是三分之一個(gè)。
這里邊，“一份能量”的具體數(shù)值，在物理學(xué)上稱為普朗克常數(shù)，它很小很小，約為6.6*10-34，也就是要到小數(shù)點(diǎn)后34位，這就是能量的最小單位，不能再進(jìn)行分割了。
知道能量的量子性又有什么意義呢？
我們知道科學(xué)家做一項(xiàng)研究，一是要有理論模型，然后要有實(shí)驗(yàn)結(jié)果。只有二者符合得非常完美，才能算是一個(gè)完善的理論，才可以用來(lái)指導(dǎo)生活或者開(kāi)發(fā)成可供人們使用的產(chǎn)品。
就好比我們自己家里做飯，我們的理論模型是兩碗米，放三碗水，在電飯鍋里煮20分鐘，就可以做出一鍋香噴噴的大米飯。
（這里的數(shù)據(jù)是我拿來(lái)舉例的，并不是真實(shí)的情況，如果按這個(gè)結(jié)果做不出來(lái)香噴噴的大米飯，可不要怪我?。。?/p>
在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)每次運(yùn)用這個(gè)理論模型的結(jié)果都不一樣，有時(shí)是生的，有時(shí)又糊了，有時(shí)飯硬了，有時(shí)飯粘了，那么就說(shuō)明這個(gè)理論不是一個(gè)合理的，也就無(wú)法在生活中使用。
在對(duì)光的研究中，科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)中得到的結(jié)果，與利用經(jīng)典物理學(xué)理論計(jì)算的結(jié)果并不吻合，這表示經(jīng)典物理學(xué)理論需要進(jìn)一步完善，量子物理學(xué)就從這里開(kāi)始了。
使用量子物理學(xué)理論計(jì)算出的結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)的結(jié)果完美吻合，而這個(gè)量子物理學(xué)理論的基礎(chǔ)，就是“能量是離散的”，也就是我們之前說(shuō)的一份一份的。
2、量子物理學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的主要差異是什么？
以前的人們認(rèn)為牛頓的理論就是真理，因?yàn)槲覀兯芸吹降倪@個(gè)世界，各種物體所運(yùn)行的規(guī)律，都很好地符合了牛頓的經(jīng)典物理學(xué)模型。
但是，隨著科學(xué)研究的越發(fā)深入，當(dāng)研究的尺度越來(lái)越小，小到只有一個(gè)光子、一個(gè)電子大小時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)不再適用了。
那么量子物理學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)到底差別在哪里呢？有一個(gè)非常簡(jiǎn)單粗暴的理解方式：宏觀世界，經(jīng)典物理學(xué)起作用，微觀層面，量子物理學(xué)起作用。
比如我們平時(shí)開(kāi)車，如果車速是60公里每小時(shí)，那么我們很容易就知道，1個(gè)小時(shí)之后我們行駛的距離是60公里，這是一個(gè)很確定的結(jié)果。
經(jīng)典物理學(xué)的特點(diǎn)就是這種“確定性”，我們的大腦也非常容易接受這種確定性。而且量子物理學(xué)就完全相反，它是“不確定的”。
就拿量子物理學(xué)中海森堡不確定性原理（又名“測(cè)不準(zhǔn)原理”）來(lái)說(shuō)：不可能同時(shí)精確確定一個(gè)基本粒子的位置和動(dòng)量。
簡(jiǎn)單的理解就是我們沒(méi)辦法同時(shí)地、精確地知道一個(gè)電子的位置和速度。
量子物理學(xué)中還有很多概念是我們難以理解的，其中被大眾所熟知的要屬薛定諤的貓了，這只可憐的貓被封在了一個(gè)盒子里，如果不打開(kāi)盒子，這只貓有可能是活的，也有可能是死的。
這就是量子物理學(xué)中特有的“疊加態(tài)”。
“態(tài)”在經(jīng)典物理學(xué)中，表示一個(gè)物體當(dāng)前的狀態(tài)，它是可以通過(guò)仔細(xì)測(cè)量來(lái)確定的，比如這個(gè)物體的速度、位置，也就是說(shuō)我們知道了這個(gè)物體的態(tài)，我們就知道了它的一切。
但在量子物理學(xué)中，我們不能百分百確定我們測(cè)量的結(jié)果，因?yàn)榻^大部分測(cè)量結(jié)果是隨機(jī)的，但是我們可以預(yù)測(cè)每個(gè)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的概率。
這里，我們知道了在量子世界，最重要的思想是“概率性”。
比如我們?nèi)ヌ咭粋€(gè)球，這個(gè)球會(huì)朝著我們踢出去的方向飛走，我們踢的時(shí)候力多大，球飛出去的速度是多少，最終會(huì)出現(xiàn)在哪里，在經(jīng)典世界里都是可以計(jì)算的。
在量子世界里，這個(gè)球經(jīng)歷了哪些過(guò)程我們不清楚，我們只知道這個(gè)球有40%概率會(huì)出現(xiàn)在門口 ，有60%概率會(huì)出現(xiàn)在墻角。
學(xué)會(huì)了用概率來(lái)描述事物，我們就算是半只腳踏進(jìn)了量子世界。
3、寫在最后
量子物理學(xué)是涉及非常廣泛的學(xué)科，它的不確定性、概率性正是其魅力所在。
我們現(xiàn)在能夠進(jìn)入信息時(shí)代，完全是量子物理學(xué)的功勞?，F(xiàn)在的電子設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)，都是依賴電子的量子效應(yīng)。而正在研究中的量子加密技術(shù)、量子計(jì)算機(jī)等等，也將在不久的將來(lái)，徹底改變我們的生活。
