量子力学是否发现了上帝的BUG？没有被测量过的粒子就是一团幽灵

如果当你第一次听到量子论时没有感到愤怒，那么你一定是没有听懂，这是著名物理学家波尔对于量子力学一句颇为有趣的评价，的确，量子力学至20世纪诞生始就以摧枯拉朽般的势头横扫了世界，原本被物理学家们认为已经完美无缺的经典物理学也在量子力学的猛烈炮火中摇摇欲坠，今天这篇文章就与大家一起聊一聊量子力学中一个十分有趣的概念：观测

薛定谔波动方程：微观粒子世界的“经典力学”

在量子力学中，以玻尔为首的哥本哈根学派在解释微观粒子状态的问题时加入了一个“观测”的概念，哥本哈根学派认为一切的微观粒子都具有不确定性，在没有被观测之前，微观粒子并不具有实际的动量、位置，它实质就是一团弥漫在空间中的“概率”幽灵，因为微观粒子具有不确定的概率属性，所以我们没有办法计算出某一个微观粒子的某一时刻的动量、速度，因为它是完全随机的、完全受到概率支配的。

微观粒子的不确定性是否意味着:微观世界对于我们完全是未知的呢？

答案：并不是，如果微观世界完全是未知的，那么量子力学作为一种物理学分支的存在就失去了意义，我们虽然无法准确的计算中某一个粒子的动量与位置，但我们却可以根据公式计算出大量粒子的集体状态，就像我们没有办法计算一个人的寿命，但是我们可以通过统计学的办法去计算中一个城市人口的平均寿命，用来计算微观粒子运动规律（概率）的公式就是量子力学中一个十分重要的方程：薛定谔波动方程，我们简称为波函数，微观世界中波函数的地位就如同宏观低速世界的牛顿经典力学一样重要。

观测，美丽量子力学身上一道难掩的伤疤

这里需要再强调一下，波函数并不能计算中粒子实际的动量与位置，因为没有被观察的粒子只是一团概率云，它根本不具有实体，粒子如通过幽灵般的弥漫在空间中，所以波函数只能计算空间中粒子出现在某处的概率大小，虽然一个粒子的运动是完全随机的，但大量粒子的运动一定会服从波函数概率的分布，所以物理学家仍然可以精准的预测大量粒子的运动规律，粒子个体的随机一定会服从整体的共性。

讲到这里，我们不禁会发出这样的疑问：微观粒子实际上是一团概率云，既然它不具有实质的动量与位置，那么为何我们看到的物质还是实实在在出现在眼前呢？

当然，微观粒子的状态并不可能一直都是不确定的、随机的，当微观粒子被观察后，描述微观粒子运动的波函数发生的坍缩，微观粒子在观测下，瞬间从不确定的概率叠加态变成了可以确定的本征态，变成了我们眼中可以看到的实实在在的物质。

观测行为与人的意识是否存在联系？

观测行为使无法确定的微观粒子变成可以确定的实际粒子，这未免有些违背了我们的经验常识，如果我们将这个结论推广到宏观世界，我们甚至会觉得荒唐，创建波函数的薛定谔曾经就提出了一个名为薛定谔的猫的思想实验，得出的结论是：如果我们不打开箱子进行观察，那么箱子里的猫就变成了一个无法确定的、生死叠加态的幽灵猫，也就是说：我们看微观粒子的时候，它就真实的存在于我们眼前，当我们转过身去时，微观粒子就马上变成了一团概率云弥散在空间中，当我们再次回头的时候，这团概率云又坍缩成了一个实实在在的粒子？这是不是意味着：如果我们不看月亮，那么月亮可能就不存在于我们头顶的夜空中那个熟悉的位置，而是悄悄跑到火星上去度假了呢？（理论上成立，只是概率大小问题）

不被观察的粒子是概率？箱子中那只生死叠加态的猫？月亮跑到火星上去度假？这一切看起来都显得荒诞无比，唯物论的认为：客观物质不以人的主观意味为转移，而量子力学则要将这句话改成：客观物质要以观测为转移。这也是物理学家最不愿意提及的一个问题，因为这个可恶的观测问题就难免要与人的意识产生一种说不清、道不明的联系，那么整个唯物主义科学的根本就面临着崩塌的问题，所以物理学家对于测量问题往往是闭口不谈、乖乖计算，因为数学、公式、数据并不会因为没有被观测而变成无法确定的概率幽灵。

微观粒子的不确定对于日常生活中的我们会产生什么影响呢？

我的回答是：没有任何影响，因为微观粒子的不确定性在宏观世界根本体现不出来，即使我们闭眼睡觉、不去观察，太阳每天还是会照常升起，家里的猫仍然是喵喵的叫，而不会去询问那只生死叠加态的猫到底是谁？我们踢得足球依旧是硬邦邦，不会因为不确定性而消失的无影无踪，所以在日常生活中，我们只需了解微观粒子具有不确定性就好，而不用过分的在意它，因为粒子虽是概率，而生活还要继续！