明天就开始放假了，在这之前，我想花一点时间来描述一下这个星球上最高深的问题。注意，我只是“描述”，不能算是“解释”，因为以我浅薄的知识，还没办法用专业的术语来解释这些事情。而且，那样的文章看着也会很头痛。我想达到的效果是，普通人也能看懂。
写这篇文章其实也有其他的意义，关于量子计算机对计算性能的提升，会让现在的加密算法面临巨大危机的说法甚嚣尘上，为了弄清楚他们说的是不是真的，我查阅了大量的资料，顺手将我学到的知识整理一下，也是一件很有意义的事。
下面开始
首先提出问题，什么是量子？怎么被发现的？
如果你百度一下，会发现看了半天还是没明白量子、光子、原子、电子之间是什么关系。其实“量子”是所有基本粒子的总称谓，量子的意思是，带有能量的粒子（百度的解释是可以量化的子，而我觉得带能量的子更直观一些），可以是一个光子，也可以是一个电子。具体使用哪一种基本粒子来制造量子计算机的处理器单元，是由当时的工程技术能力来决定的，就像最开始的网线是铜芯，现在是用光缆一样。
那有同学就要问了，既然有了光子，电子，原子，中子，这些基本粒子，还要另外一种叫“量子”的类型干什么呢？那是因为，他们（那些科学家）发现，这些光子、原子，根本就不像一个“子”（比如弹珠），而像一个“波”（能量波）！这里就牵涉出了量子物理里最重要的一个问题《波粒二象性》，简单解释就是说，一个基本粒子，它既像一颗子（弹珠），又像一个波（电波）！那这件事是如何发现的呢？其实就是我们高中学过的一个基本的实验《双缝干涉实验》。如下图：
双缝干涉实验
如上图所示，一个单一光源，在穿过两条平行的缝隙的时候，在右边的背景板上形成了很多条纹，这很容易让人联想到水波，事实上也正是如此，用水波也可以完全复现上面的实验，并得到相同的结果。波峰和波峰叠加，会形成一个亮条纹，波谷和波峰叠加会相互抵消，形成暗条纹。这个原理，大概连小学生都能理解吧！
但事情其实没有那么简单，请看下图：
电子双缝干涉实验
1927年，贝尔实验室的科学家首次制造出了电子双缝干涉实验的设备，他们将电子一颗一颗的发射出去（注意，是一颗一颗的电子发射出去，时间上有先后，不是同时），在背景板上并没有出现预想中的左边的图像，而出现了右侧的干涉条纹的图像。这就很诡异了，这几万颗电子就像有统一的指挥一样，飞向他们各自的位置，最后形成了一个排好的队形。明明是逐个的粒子，但它们排列起来形成的图像，却像是一个波。这背后有一种神秘的力量，在左右着电子的飞行轨迹，使它们能排成右边的干涉条纹。这怎么解释？其实我个人认为是暂时无解的（不论是学术上，还是直觉上）！不过学术界的主流声音是《哥本哈根诠释》！
哥本哈根诠释不是一个定理，也不是一个公式，是一种思想，一种假设（至少到现在人们还不敢下最后的定论，这一定就是对的）。哥本哈根诠释应该说是量子力学的第一大诠释学派，他的领袖人物就是大名鼎鼎的玻尔，“哥本哈根”这个名称就来源于玻尔所就职的哥本哈根大学。这个学派的中坚则包括了海森堡、玻恩等一大票量子力学中殿堂级的人物。
它的核心思想是：“现实本不存在，只有我们看它的时候，它才存在！”，这句话牛逼吧，是不是感觉像上帝？其实，这是我说的，但确实是哥本哈根诠释的核心意思。下面引用名言：
波尔说：“everything we call real is made of things that cannot be regarded as real”（我们称之为“真实”的一切事物都是由那些不能被认为“真实”的东西构成的）
海森堡说：“What we observe is not nature itself but nature exposed to our method of questioning”（我们观察到的不是自然界本身，而是自然界根据我们的观察方法展示给我们的东西）
哥本哈根诠释来解释双缝干涉实验结果的过程是这样的：
从发射器发出了一个电子，这个电子处于叠加态（既任何一种可能都有的状态），在未抵达背景板之前，它的空间位置和轨迹是不确定的，当它抵达背景板的瞬间，它的位置确定了，自旋方向也确定了，一切都尘埃落定！注意，这句话的关键点是，电子在飞行的过程中，自旋方向是真的不确定，而不是已有一个向左或者向右的自旋方向！你可以想象，梅西在射门的时候，足球在空中划过一道完美的弧线，足球的自旋方向在飞行的过程中其实已经确定，慢镜头回放，我们都可以看得到。而在量子世界中，自旋方向是真不确定，你永远不知道这个电子是在向哪边旋转，除非你对它进行测量，但在测量的瞬间，它的叠加态会坍缩成一种固定状态，向左，或者向右。
对于这样的论调，让伟大的物理学家爱因斯坦非常反感，他戏言到：难道我背对着月亮，月亮就不存在啦？这个坑爹的问题怎么解释呢？我只能说，也许是宏观物理的规则和微观物理的规则不同吧。
另一种猜想是（我的猜想），由于我们可以观察的范围如此之大，以至于可以确定的真实世界的事件权重，远远大于那些不确定的事件，你可以想象为我们在时空中前行，一些事件靠近我们，而另一些则远离我们。这就从另一个角度解释了事件的因果关系，只有确定，才有因果。因为我们存在是确定的，月亮存在是确定的（这两个已确定事件的权重太大），所以，即使我们背对月亮，它仍然存在。
以上这个完全是唯心主义的，在物理上当然行不通，这只是一个想象。爱因斯坦要证明：“上帝绝不会掷骰子！”，当然会有一个理论，那就是EPR佯谬。
EPR佯谬（或EPR悖论）是爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三人名字的首字母缩写，他们在1935年发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完全的吗》的论文，论文中提出了一个思想实验，一个粒子衰减成A、B两个粒子之后，根据能量守恒定律，角动量守恒定律，AB两个粒子的旋转方向必然相反（只是我们不知道它到底是往哪边转），当测得A粒子的旋转方向，则B粒子的旋转方向，我们也立即就知道了，即使我们从未对B粒子进行过测量。这显然违背了量子力学的基本理论：未测定之前，粒子处于叠加态！在上述思想实验的情况下，B粒子的旋转方向，在检测A粒子的时候，就已经知道了，那也就可以解释为B粒子的旋转方向，在测定之前就已经确定。此处，确有自相矛盾的点！
波尔发现EPR佯谬确实奥妙，经过仔细的研究和论证之后，他提出，EPR佯谬思想实验中有一个弱点，就是“测量时对于系统不造成任何搅扰”这句话，他认为，对粒子A的检测已经干扰了整个系统，粒子A和粒子B是属于整个系统，而不是两个独立的系统。所以，当测定A的瞬间，B的叠加态也就坍缩了。
他们说的都好有道理，以至于未来几十年，这个星球的物理学家一直在争论不休，直到 约翰·斯图尔特·贝尔 这个天才的物理学家，设计了一个可供实验检验的不等式，把一个长期争论不休的理论问题，变成一个可供实验判决的问题。那么剩下的事情，就是来实验证明这个不等式的正确性了。
未完待续，下一篇将继续介绍贝尔不等式，并告诉大家结果。
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