对于量子论来说，重要的不是在理解的基础上接受，而是在接受的基础上理解。

首先是量子论产生的历史。

量子的概念最早由德国的普朗克于1900年提出。他假定：能量在发射和吸收的时候，并不是连续不断的，而是以有数个单位叠加的形式呈现。这个最小的单位，被命名为量子。其值为普朗克常数h。

这个假定的意义在于，它表明世界并不如我们常识中认为那样，是平滑而连续的。当我们说温度从0度上升到了1度，我们在潜意识中会认为温度经过了0到1之间的任意一个数值，最后达到1度。其实不然，能量的变化最小只能以量子为单位改变，而不能无限细分，就如同你手中只有一把面值一元的钞票，永远无法付给别人二分之一元一样。

这配合芝诺悖论会更加便于理解。这个悖论认为：阿珂琉斯永远也追不上一只乌龟。因为当他追至先前乌龟所处的位置时，乌龟已经又向前运动了一段距离——此过程一再重复，阿珂琉斯只能无限接近乌龟，却永远追不上它。

但量子理论告诉我们，距离是不能无限细分的，时间和空间的连续性并不存在。

之后，爱因斯坦在此基础上提出：光在空间中传播时，其能量同样不是连续分布的，而是由有限个不可分割的能量子组成。这些能量子被称为光子。

1913年，丹麦的玻尔在完善原子的有核模型（类似行星系统）时引入了量子化概念。简单来说，就是电子相对于原子核的移动需要消耗或吸收能量，而能量——如上所说是以单位传输的，因此电子移动的过程也并非是连续不断的。假设AB是一条线段，而C是AB之间的一点，那么电子在由A到达B的过程中，并没有经过C点。它吸收了一份的能量，然后从A点消失，随即出现在B点，这个过程的发生是瞬时的，期间没有间隔。事实上A和B是电子能量高低不同的两种状态，上述过程被命名为电子的跃迁。

但是，这个量子理论是不完善的，虽然它所构造的原子模型十分便于我们想象，也因此显得更接近我们的常识。但它无法解释实验中不断出现的问题，尤其是它的理论基础完全建立在假设之上。它无法回答电子为什么是量子化的，而且如果按照这个模型——带负电的电子绕着带正电的原子核运转，那么两者间将会放出强烈的电子辐射，导致电子逐渐失去能量，最终与原子核相撞，从而毁灭整个世界——而这个过程用时不到一秒。

1923年，法国的德布罗意受爱因斯坦的理论启发，提出了他的论断：电子其实是一个波。光的波粒二象性同样适用于物质化的电子。

这之后的几年，量子论以两条路线发展。第一条是以德国的海森堡为代表的矩阵力学，他认为研究物理现象不应该代入那些经验性的轨道、旋转之类的概念，而应该从观测到的数据出发，以数学方法解决量子问题。第二条是奥地利的薛定谔，他沿着德布罗意的路子走下去，提出了电子的波动方程——也就是薛定谔方程。

这两条路殊途同归，它们在数学上的结果相同，因为薛定谔的方程更易于掌握，所以成为量子力学的基本方程。

但在此之前，两者冲突不断。海森堡的矩阵力学是将电子作为经典粒子来研究的，而薛定谔则认为电子是波——它在运动时看起来像一个粒子，但它依然是波。

这个纷争其实是一切的根源和基础所在。光究竟是呈现微粒性还是波动性，这是一个引发无数争论的问题，当它的波粒二象性被确定时，因此而来的关于电子的争论开始了。

这里有一个实验非常重要。那就是光子或电子的双缝干涉实验。当电子流穿越两条狭缝后，会在后面的感应屏上组成明暗相间的图案——这说明电子其实是一个波。但是，当仅有一个电子穿过这个装置时，它只会在感应屏上留下一个点——这又说明电子是一个微粒。只有当一定数量的电子出过双缝干涉装置，才会呈现出波的形态。

也就是说，薛定谔的波函数无法解答出电子的实际状态，它所能得到的，只是一个概率。

这便是由德国的玻恩提出的，波函数几率解释。奠定量子力学的两个基础理论之一。

另外一个是1927年由海森堡提出的不确定原理。

这个原理是说，我们在观测一个事物时，观察这一行为本身就对事物造成了影响。对于宏观世界的事物来说，这种影响可以忽略不计，但当观测对象是一个电子这样的微粒时，这种影响便起到了决定性的作用。

即使是“看”这样简单的动作，也需要一个光子撞击到电子上，然后再反弹到我们的眼中。在光子撞击电子的那一刹那，确实可以得知电子的位置，但由于光子的撞击，电子的动量被剧烈地改变了，而这种改变我们无从得知——反之亦然。

把电子的位置测得越精确，它的动量就越不确定；把电子的动量测得越精确，它的位置就越不确定。这就是量子论的不确定原理。（适用于这个原理的还有一对数值，那就是能量和时间。不过这个关系不大。）

换种说法，不确定原理其实是对电子波粒二象性的一种描述：对它的粒子性掌握得越精确，对它的波动性就越不确定；而对它的波动性掌握地越精确，对它的粒子性就越不确定。

以上这些，只是对事实的简单重复，写来并无乐趣可言。但下面开始，就是我所感兴趣的那些“关于理论的理论”了，它们一个比一个有意思。

量子论的结论是：电子既是一种粒子，又是一种波。对这个难以想像的事实做出的理论解释有两种，比较正统的是玻尔在不确定原理基础上提出的互补原理，也就是哥本哈根解释。

这种解释认为：测量行为本身具有极为重要的意义。一个电子，当没有人去观察它的时候，它按照薛定谔的波函数以几率云的方式在空间里弥漫，只要是遵循薛定谔方程，那么它可以存在于可能存在的任何一点，这时候它呈现出一种叠加态；但当观测行为发生，在我们的目光投向它的那一刹那，波函数消失了，这个电子确切地出现在波函数所描述的某个点上——波函数在这一点上出现了1的高峰，而其它地方则降为0。这种现象被哥本哈根解释命名为坍缩。

顺便一说，可以看看刘慈欣的《球状闪电》，里面讲的就是这个。

因为这种解释看起来过于唯心，所以很多科学家无法接受，其中包括爱因斯坦和薛定谔。爱因斯坦提出了EPR佯谬——结果被证明是错误的，而薛定谔提出了著名的“薛定谔的猫”。

这是一个思维实验，简单来说就是一只被关在装有特殊装置的盒子里的猫，我们的观察将对这个装置产生影响，以决定那猫是否被装置毒死。那么按照哥本哈根解释，在我们不去观察它的时候，这只猫处于生或死的叠加态里，非生非死，亦生亦死。而只有我们开始观察时，它才能从这种状态里解脱出来，真正活下来——或者死去。

现在重要的是“观察”的定义。当我们用仪器测量时，仪器本身也是由不确定的粒子组成的，拥有自己的波函数，测量仪器和被测量者之间将会组成整个波函数系统，无论用多少仪器测量，都只会加入到这个模糊的叠加态系统中去，而不会引发坍缩。

只有当一个人注意到了这个系统，观察到了仪器的测量结果，这个结果才真正确定下来。从中我们可以得出结论：人类的“意识”，才是造成波函数坍缩的原因。

换句话说，事情经过之后的观察行为，可以决定事情的经过——而这是被实验所证明了的。

这是自大到一定程度的说法。从这个基础上推论：宇宙在第一个有意识的智慧体产生之前，一切都是不确定的，只有当这个意识体做出了“观察”这个动作那一刹那，宇宙安静了下来，智慧体观察之前的一切直到这时才真正算是存在——意识决定了过去，甚至它自己产生的经历。观察行为本身决定了宇宙的形态，这就是所谓的参与性宇宙模型。

这里有一个人择原理很有意思。它是说：我现在的存在，决定了之前决定我存在的一系列因素——哪怕这些因素出现的几率是多么的小，我既然出现了，那么它就必须是这样的。宇宙的存在有无数种可能，但它必然要满足一个观察者出现的条件，因为这个观察者的观察行为本身，促成了宇宙状态的确定。

下面这种解释被广泛运用到电影游戏小说动漫的世界中去，所以听起来更加奇妙。这就是美国的埃弗莱特提出的多世界解释，简称MWI。

这种解释剔除了观察者的因素，而从观察结果本身做文章。

由波函数方程和不确定原理可以知道，在双缝干涉实验中，电子在我们不去观察它的时候是处于叠加态中的——它既可能通过左边那条缝，又可能通过右边那条缝；而当我们做出观察行为时，电子的状态便得到了确定，它确实地通过了其中一条，然后击打在感应屏上。

哥本哈根解释是说，波函数坍缩了。而在多世界解释中，这个坍缩的过程，并不存在。也就是说，电子始终处于叠加态中——它同时通过了两条缝隙，并未因为我们的观察而有任何改变。而我们之所以只能观测到它通过了其中一条缝隙，是因为“我们这个世界“只能观测到这种结果。

这种解释的理论基础是相空间的概念。我们知道，平面上的一点可以用两个变量的坐标来表示，（x，y）这两个数字，分别代表了这个点在x轴和y轴上的投影。我们又知道，要描述一个粒子的状态，需要六个量：三个位置坐标和三个速度坐标——这三个速度坐标表示了粒子的动量状态。

也就是说，我们用一组六个数字的坐标——换句话说，用六维空间上的一个点，我们就可以准确地描述一个粒子的状态。

如果一个系统由n多个粒子组成，那也没关系，我们仍然可以用6n维空间上的一个点来描述它的状态。这个6n维的空间，就是这个系统的相空间。

这是多宇宙解释的基础。它还有一个前提假设，那就是“任何孤立系统都必须严格地按照薛定谔方程演化”。

现在可以说明了，这个孤立的、不与外界有任何能量和物质交流、完全遵守波函数方程的系统是什么呢？没错，这就是我们的宇宙。

宇宙包含的粒子数n，无疑是极为巨大的，但这与理论并无影响。多宇宙解释就是说：真正的、完全的宇宙态，存在于一个极高维度的相空间里，而这个高维空间则是由许多像我们这样的低维空间组成的——正如我们所处的三维空间是由无数个二维平面所组成的。

宇宙这个庞大而孤立的系统的波函数，始终是严格遵循薛定谔方程的叠加态，只不过我们这些低维度的生物，只能观测到它在我们这个世界上的某个投影。

现在有一个问题：那就是这种理论依然无法解释为什么电子在不受观测时呈现出双缝干涉——为什么一个微小的电子可以感受到其它维度的空间做出反应，从而呈现出干涉条纹，而我们却无法接触到其它维度的空间？话句话说，为什么我们宏观世界的观察者一介入，粒子的波函数就“坍缩”呢？

举个例子：在前面所说的二维空间里，因为x轴和y轴互相垂直，所以生活在这两个维度上的生物是感受不到对方世界的投影的，也就是说它们无法对对方造成干涉。

这里有一个数学常识：在越高维度的空间里，随意画两条线，它们互相垂直的可能性就越高，反之亦然。

对于单个的粒子来说，因为它们的系统十分简单，用来描述它们的相空间维度较低，所以它们互相垂直的可能性极其之小：这就像你在纸上画两条线而它们恰好垂直一样。

但当观测仪器和观察者加入之后，这个系统开始变得复杂起来。我们在电子双缝干涉实验的结果中，一旦观察到它通过了其中某条缝隙，那就意味着原先一个电子的系统被加入了我们和观测仪器，用来描述这个系统的相空间的维度马上高了起来。

对于加入了观测者的世界来说，观察到不同结果的两个空间的维度是如此之高，以至于存在于它们之间的线几乎必定是垂直的了。

观察者的加入，使得两个世界的维度急剧增高，原本想干的投影互相垂直，以至于无法干涉到对方的世界。相对于哥本哈根解释中的“坍缩”，这个过程被命名为“离析”或“退相干”。

这就是多宇宙解释。值得一提的是，理论中提到的各种维度的空间，都只是虚构的希尔伯特空间。事实上所有的空间都只存在于一个时空中，只是因为互相正交而无法相干而已。

有意思的是，埃弗莱特在描述“波函数并未坍缩，而是我们的世界进入了叠加态”这一理论时，用了一个较易引起误会的词：“分裂”。这就发展出了另一种解释——平行宇宙理论。

这种理论认为，当我们进行观测时，我们的世界分裂成了两个：一个是电子通过右缝的世界，一个是电子通过左缝的世界。

这就有些夸张了。这意味着，每一个量子过程中的可能，都将产生一个世界。从宇宙诞生至今，这些平行世界的数目呈几何性增长，几已近乎无穷。在我拿起一支笔时，这个世界分裂成了两个——一个是我用右手的世界，一个是我用左手的世界。而在无限遥远的另一个世界里，说不定恐龙压根就没有灭绝，已经发展出了更高等级的文明。

宇宙中所有可能出现的事物，事实上都已经存在于无数个平行世界之中。这种理论实在是让小说家和游戏制作者们热血沸腾，但它却只是一个毫无理论基础的误会而已。

在多宇宙解释的理论基础上，出现了一个奇特的思维试验，这就是“量子自杀”。

有这么一个人，他决定使用一种由量子机制起作用的枪自杀。那么根据哥本哈根解释，在波函数坍缩后，此人存活和死亡的几率是一半一半，但在多宇宙解释中，则是宇宙分裂成了两个：一个宇宙中的他死了，而另一个活着。

那么，如果他继续扣动扳机呢？那么宇宙将会不断分裂下去，而始终会有一个世界中的他是不死的。或者说，在众多的低维空间中，总有一个世界得以保证他的不死。

不要说是枪了，就算他拿刀抹脖子，由于组成这把刀的无数粒子，也要严格遵循薛定谔波动方程，那么总会有一个可能——这个可能性也许极其之小，就像在纸上随手画出了两条垂线一样，但却是绝对存在的——这把刀在接触他脖子的那一瞬间毫无阻碍地“穿越”了。

继续推。我们立于现世，遥望过往，会惊奇地发现，造成“我的存在”这一事实，其实是由无数个小概率事件共同发生作用的结果，这简直就是一个奇迹。你尽可以推到第一个猿人祖先直立行走，千百代血脉流传的过程中，有一个可能没有发生，也许你就不会存在。这无数的小概率事件，便类同于一次又一次的“自杀”。

这又牵出了人择原理。扣动无数次扳机，但你依旧未死，因为既然你已经站在这里，就说明了宇宙必须要是这样的——你的宇宙必须要是这样。

也许在其它的世界里，你已经死了无数次，但总会有一个世界的你是活着的，而对于这个世界的你来说，无论你扣动多少次扳机，枪不响的几率都是100%。

也就是说，也许在其它的世界里，你根本就不曾存在，但你一旦存在，就必定会有一个世界保证你的不死。无论你干什么，总会有一个小概率事件的发生——哪怕这个概率无限接近于0——使得你一直存活。对于存活的这个你的主观意识来说，这个世界的一切都是理所当然的，所有的概率事件都以绝对的结果保证了你的存在。

于是我们得出了这么一个结论：一个意识体一旦开始存在，那么它必将永远存在。这就是所谓的“最终人择原理”。