叠加态 为什么量子力学的“叠加态”概念非常可怕？

在前一篇文章中，我解释了量子力学的一个概念:叠加态。也就是说，一旦进入微观世界，微观粒子的运动与我们宏观物体的运动是完全不同的。宏观物体总是只在一个位置，在某个时刻只有一个速度，而微观粒子在某个局部范围内处于叠加状态。但是叠加态本身是一种科学的讨论方式吗？为什么这种叠加态的概念很可怕？今天我们来谈谈这个问题。

首先，宏观世界是否存在叠加态？其实有一些，但是宏观物体的叠加态很弱，可以直接忽略。因为我写过一篇关于海森堡测不准原理的文章，物体在宏观世界的波动不明显的原因是因为质量。如果你没看过这篇文章，建议你先看看。

很多网友对叠加态有误解。比如我在描述一个微观粒子在某一时刻的位置时，用量子力学的语言来表示微观粒子在A中的概率是30%，在B中的概率是50%，在C中的概率是20%，即微观粒子同时处于A、B、C的叠加态。不过大部分网友会这样解释:因为微粒子移动太快，让我们看起来像是微粒子同时处于多个位置。如果我们的观测技术有所提高，我们仍然可以看到，在某个时刻，微粒实际上只处于一个位置。

以上网友的解释应该说很符合我们的套路和直觉吧？不幸的是，这个解释是错误的，因为以我们目前的观测技术，微观粒子的运动速度能超过光速吗？现在随着科技的发展，测量高速粒子速度的技术已经很成熟了，所以你首先要明白一个事实:微观粒子应该用叠加态来描述，而不是因为微观粒子的速度太快。

其次，你要明白，如果此时有一个电子，我们计算出，电子在位置A的概率是20%，位置B的概率是80%，那么电子同时处于位置A和位置B的叠加态，对吗？这时，我们再举一个类似的例子。假设在宏观世界扔硬币，我把它扔上去，然后硬币还是落地，但我不看落地结果。那么这个时候，我们知道硬币正的概率是50%，硬币负的概率也是50%。我们能说硬币处于正负叠加状态吗？

这个问题你可以思考一下。其实关于抛硬币，虽然我们知道概率各为50%，但在观察结果之前不能说硬币处于叠加状态。但是面对一个电子，在我们观察之前，可以说电子确实处于A和b的叠加态，你明白这两者的区别吗？

是的，电子在微观世界。当你把一个电子控制在某个局部范围内时，此时你没有观察到的时候，电子确实在A和B两个位置，但是分配给A和B位置的概率值是不一样的。但是，如果你在宏观世界中抛硬币，如果硬币落地后没有观察到，那么硬币肯定不是同时处于正面和背面的叠加状态。硬币必须处于某种状态，概率为100%，另一种状态的概率为0%。所以，理解叠加态的关键在于观察。没错！在你观察之前，你可以说电子同时叠加在A和B上，但不能说硬币叠加在两边。

而关键问题是，在你观察之前，电子的状态是不确定的，但是硬币的正反结果是确定的。当你观察的时候，电子的状态是确定的，但是硬币的状态是在你观察之前确定的。再不观察，电子的状态又不确定了，硬币的状态还是很久以前确定的。所以微观世界和宏观世界的区别是:

微观世界:观测前，电子状态不确定；观察后，确定电子状态；经过观察，又不确定了。

宏观世界:物体状态在观察前确定，在观察瞬间确定，在观察后仍然确定。

而且还有一个关键点:为什么微观物体的状态是在观测的瞬间确定的，因为是你的观测导致了微观粒子的状态被确定。你的观察不仅“发现”了微观粒子的状态，也“创造”了微观粒子的状态。你对微观世界的观察不仅仅是“发现”，你的观察行为和你看到的结果之间是有因果关系的。当你理解了这一层，你才能真正理解微观粒子的叠加态，以及它表达的意义。