1.4　微观粒子就像“孙悟空”，拔根猴毛就会出现很多小悟空

在经典物理的世界里，一个物体的状态就像简单的开关，只能处于开启或关闭的确定状态，1＝1，0＝0，1永远也不会等于0，因此物体的状态不可能既是1又是0，一个生命，在“活着”与“死去”两种状态中只能存在一种，要么是活着的，要么是死去的。

到了量子世界，量子可以同时以0和1的形态存在，微观粒子可以同时处于两个不同的状态，可以同时做不同的事情，可以同时处于不同位置，甚至也可以一边工作，一边休息，这就是奇妙的量子叠加性。量子力学认为，在人们对粒子进行观测之前，永远不会确切地知道它的状态。实际上，它处于所有可能状态的总和，即处于叠加态。这一思想遭到普遍反对，爱因斯坦维护物理实在性，否定粒子状态叠加性，提出一个问题：“月亮只是因为老鼠盯着它看才存在吗？”

中国科学院潘建伟院士曾举过一个例子：科学院一个代表团去法兰克福访问，回北京时有两条路线，一条经由莫斯科到北京，比较冷；另一条经由新加坡到北京，比较暖和，一个乘客在飞机上睡着了，着陆后大家问他怎么回来的，他感觉又冷又热，答道：“也许我是同时从两条线路回来的。”

郭光灿院士也曾举过一个形象的例子：在一块雪地上，滑雪的人穿过一根树桩时，代表经典信息的滑雪者只能从两边绕过，而代表量子信息的滑雪者则像魔术师一样直接从树的两侧同时穿过，留下两道痕迹（见图1.6）。

图1.6　同时从两条路径滑过

量子叠加态可以推广到很多状态，粒子既可处于ψ态，又可处于ψ₂处，还可处于ψ₁和ψ₂的线性叠加态。在《西游记》里，孙悟空拔下一撮毛，轻轻一吹就会变出许多小孙悟空，这些小猴子都是孙悟空的分身，此时，孙悟空就处于若干个猴子的“叠加态”。但是量子的分身术不能被人看，一旦有人看它，分身术就会随机消失。因为在量子力学中，如果对粒子进行观测，叠加态就会突然结束，瞬间坍缩为一个确定状态（即本征态）（见图1.7），我们才能知道粒子处于什么状态。而在经典世界，宏观客体是一种物理实在，与人们的观测无关。

图1.7　波函数坍缩

一个人，在同一时刻却可以位于不同的位置，在经典物理的世界里根本无法想象，这到底是为什么呢？