再提一个很有名的概念——“薛定谔猫”叠加态 ， 我们不讨论很多细节 。 有人说这只猫是死或生的 ， 这是一个错误的说法 ， 应当说它是处在死和生的叠加态 。 那么 ， 我们能在多大的系统里观测到这样的叠加态呢？它对系统的尺度有没有限制？这成为实验上的挑战 。 甚至 ， 我们能在生命系统中观测到叠加态吗？我的答案是 ， 可以！当然 ， 在生命系统中 ， 很多相关的领域都还是空白 。
还有一个相关的概念——随机性 ， 这是一个有争议的概念 。 假设我们有一个非常弱的光源 ， 发出的光通过一个玻璃片 。 这个玻璃片是一面镜子 ， 却不是一面很好的镜子 ， 它会反射一半的光 ， 然后让另外一半透过去 。 想象你站在商店的橱窗前 ， 你能看到店里的东西 ， 也能看到自己 ， 它就是这样的一面镜子 。
那么 ， 大家都来思考一下：如果单个的光子或单个的其他粒子来到镜子上 ， 会发生什么呢？这个粒子会做什么？它会穿过去还是被反射？量子物理告诉我们 ， 它不可再分 ， 所以它必须做一个决定 。 两边都有一个探测器 ， 当这个光子被反射了 ， 我们称这件事为“0” ， 当它穿过去了 ， 我们称之为“1” 。
【Anton Zeilinge神秘的量子世界（转）】当然 ， 刚才描述它的方式是错误的 ， 因为这个粒子并不是去这里或者去那里——它是以两条路径的叠加态形式传播 ， 就像在双缝实验中那样 。 它并不知道自己在哪 ， 没人知道它在哪 。 但是当你在路径上放了探测器 ， 某个时刻 ， 粒子“啪”的一下撞击了其中一个探测器 ， 这时候 ， 这个粒子的叠加态就塌缩到了这里 ， 也就再也不会出现在另一个探测器上了 。 在1927年 ， 这样的事情让爱因斯坦感到非常困惑 。
另外 ， 这个实验除了作为一个有趣的现象 ， 还可以为你提供一串随机数 。 当你一个接一个去做很多次这样的测量 ， 你会得到一串随机数 。 这也是潘建伟教授团队所从事的一个重要工作 。
现在的问题是 ， 我们能否从原则上解释：为什么在这种情况下光子会被反射 ， 而在另外一种情况下光子会穿过去？量子力学并没有给我们解释 。 或许不是所有人都同意 ， 但我个人的诠释是 ， 这是一种新的随机性 ， 一种在经典图像下不存在的随机性 。 这一随机性不是由于我们没有足够的信息 ， 而是由于这个世界本身就没有足够的信息 。 这是我个人的观点 ， 也是海森堡和玻尔等人的观点 。 但爱因斯坦不这么认为 ， 他是不喜欢这个观点的人之一 。 他有一句很著名的话：“上帝不掷骰子” 。 而玻尔回答他“不要教上帝怎么掌管这个世界” 。 这个回答很棒 ， 我想这个世界上唯一敢于教上帝怎么掌管世界的人就是爱因斯坦了 。
当一个粒子或其他物体处在两个概率事件的叠加态时 ， 我们称其为量子比特（qubit） 。 一个简单的开关 ， 只有开或关两个状态（让它们分别对应“0”、“1”） ， 可以看做是一个比特 。 如果我们进行打开或关闭的动作 ， 两个状态的切换就会立马实现 ， 而一个量子比特会是两个状态的叠加态 。 问题是你没办法去观测它 ， 在你观测它的一瞬间 ， 它就会塌缩成开或关 。 但我们只需要想象一下 ， 这东西是0“和”1 。 “和”这个字在这里有了新的含义 ， 它的含义和经典物理中不一样 ， 它代表着所有你可能测到的态 。
02 量子纠缠 1935年 ， 爱因斯坦和波多尔斯基（Boris Podolsky）、罗森（Nathan Rosen）一起发表了一篇文章 ， 题目是“Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?”（“量子力学对物理实在的描述能被认为是完备的吗？”） 。 这就是著名的EPR文章 。 在文章中他们提出 ， 如果有两个粒子 ， 它们相互作用后分开 ， 这样就会出现对其中一个粒子的测量会影响另一个粒子的情况 。 爱因斯坦不喜欢这种事情 ， 并且将其称为“幽灵般的超距作用” 。 对于这篇文章 ， 《纽约时报》评论道：“爱因斯坦攻击了量子理论：一位科学家和他的两个同事发现它不完备” 。 如果你和爱因斯坦一起发表文章 ， 你就不被称为“科学家”了 ， 仅仅是个“同事” 。