摘要：几十年来，这个问题困扰着不少人。但在澳大利亚昆士兰大学的物理学家安德鲁·怀特看来，答案很明确：“量子不是魔法，它只是违背直觉。”

薛定谔的猫是死是活？有人觉得这是量子物理最荒谬的设定，也有人认为它道出了微观世界的本质。

几十年来，这个问题困扰着不少人。但在澳大利亚昆士兰大学的物理学家安德鲁·怀特看来，答案很明确：“量子不是魔法，它只是违背直觉。”

量子物理作为20世纪初兴起的理论，揭示了物质和能量在极小尺度下的奇特行为。它不是混乱和虚无，而是目前最精确、最可验证的物理理论体系之一。

1801年，英国物理学家托马斯·杨进行了一项实验：让光穿过两条狭缝，在屏幕上出现类似水波干涉的条纹。这被用来证明——光具有波动性。

但1905年，阿尔伯特·爱因斯坦研究光电效应时发现：光照射金属会释放出电子，强度影响电子数量，但并不影响电子动能，这与“光是波”的观点相冲突。

于是他提出“光子”概念，认为光由一个个离散的能量块组成。

这个理论来源于马克斯·普朗克1900年的能量量子假说，也正是“量子”一词的起点。

光既是波，也是粒子。

这一波粒二象性后来被进一步验证。1927年，戴维森和革末用电子做了双缝实验，结果和光一样出现干涉条纹，说明电子也是波。从那以后，量子物理开始动摇“经典物理”的统治地位。

1926年，奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出一套方程，用于描述微观粒子如电子在原子中的运动。这就是薛定谔方程，它可以预测分子的结构、电荷分布和能量状态，被认为是量子力学的核心工具。

但这套方程也有一个难点：在观测发生前，系统处于多种状态的叠加中，无法确定唯一结果。

1935 年，薛定谔设计‘薛定谔的猫’思想实验：密闭盒中猫的生死与放射性原子衰变绑定，观测前猫的状态无法确定。

他用这个实验指出：我们并不清楚“观测”到底在物理层面意味着什么。猫既死又活？这听起来荒谬，但却揭示了量子叠加态的问题。

这不是伪科学，而是对量子物理逻辑的极限拷问。

同样在1935年，爱因斯坦与波多尔斯基、罗森三人提出了EPR悖论，质疑量子理论不完整。他们指出，纠缠态粒子之间的状态可以瞬间影响彼此，即使相隔再远，这违背了相对论中“信息不能超光速传播”的原则。

爱因斯坦称这种现象是“鬼魅般的超距作用”，用它来批评量子力学。

但从1980年代起，物理学家通过贝尔不等式实验反复测试，结果显示纠缠确实存在。这一结果被广泛接受，并推动了量子通信与加密技术的发展。

量子通信利用纠缠粒子特性，测量一端粒子状态即可确定另一端，该机制已用于多国密钥分发实验。

许多人觉得量子物理高深莫测、距离遥远。但事实上，我们每天使用的技术中就包含了量子的应用。

晶体管、半导体、LED、激光，背后都依赖波粒二象性与量子跃迁原理，没有这些理论，就没有今天的智能手机和电脑。

澳大利亚在量子技术领域的推进也非常积极。澳大利亚的量子技术在最近的环太平洋军事演习中胜出，阿德莱德大学研制的澳大利亚光学钟展现了世界最佳的量子钟性能，它通过测量原子的跃迁频率实现极高精度的定位，在无GPS信号环境下也能完成导航任务。

此外，目前全球已有多个概念验证级量子计算机，用于解决特定物理、化学模拟问题。虽然距离大规模商用还有距离，但技术路径已清晰可见。

量子物理从一开始就是对人类直觉的挑战。“量子不是魔法，我们只是还不习惯用它的方式看世界。”安德鲁·怀特的这句话，是对整个学科最精准的总结。

我们或许永远无法用生活经验去“想象”量子的运行方式，但这并不妨碍它被用来建造计算机、加密通信、推进科技。

量子不是神秘主义,它只是在用我们不习惯的语言，书写一套极其严谨的规则。而我们要做的，是跟上它的逻辑，而不是用直觉把它归类为“魔法”。

来源：老徐述往事