我們經(jīng)常說微觀粒子，導(dǎo)致很多人誤認(rèn)為微觀粒子是一種實(shí)心的小球。

其實(shí)微觀粒子的本質(zhì)更像是一種波。如果要徹底搞懂量子力學(xué)，首先就要默認(rèn)所有的粒子都是波。這種波并非類似水波，聲波這樣的機(jī)械波。

微觀粒子都是以波的形式呈現(xiàn)的，從而彌漫整個(gè)宇宙空間，理論上所有波都可以彌漫到宇宙邊緣。雖然波的空間尺度是無限遠(yuǎn)的，但是波的能量往往會(huì)聚集到某個(gè)固定的空間尺度上，從而形成波包。

波包越聚集，就越像粒子。這也是波粒二象性的體現(xiàn)。

事實(shí)上，測不準(zhǔn)原理正是由波粒二象性造成的。

現(xiàn)在我們將微觀粒子想象成一個(gè)具有波動(dòng)性的波包。這個(gè)波包越聚集，就越像粒子，越分散就越像波。波包有兩個(gè)顯著的物理量，一個(gè)是位置，一個(gè)是動(dòng)量。

你可以將波包的位置理解成寬度，動(dòng)量理解成能量。

如果我們要測量這個(gè)波包（粒子）的位置（寬度），那么就需要用光子撞擊波包，通過光子探測到的信息就可以確定波包的位置。

但你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這樣得到的波包位置（寬度）范圍比較廣，如果想要得到更加精確的位置，你就必須提高光子的能量去撞擊波包，導(dǎo)致波包吸收能量后，更加聚集，所以寬度就越窄，更像是一個(gè)粒子，位置也就測得越精確。

但這時(shí)候，位置是測量精確了，但是波包因?yàn)槲樟斯庾拥哪芰?，?dǎo)致動(dòng)量增加，所以波包的動(dòng)量就和起始的動(dòng)量相差甚遠(yuǎn)。所以你測量到的動(dòng)量信息就越不精確。

如果你要精確測量波包的動(dòng)量，就得降低光子的能量，這樣一來，波包的寬度就比較大了，所以位置就測量得越不準(zhǔn)確。

對于這個(gè)現(xiàn)象，海森堡就認(rèn)為，粒子（波包）的位置和動(dòng)量信息不能同時(shí)精確測量，位置測得越精確，動(dòng)量就越不精確，反之亦然！并且認(rèn)為這主要是由于測量儀器發(fā)射的粒子造成的。

但是當(dāng)代的量子理論認(rèn)為：海森堡的這種解釋并不是十分正確，測量儀器固然會(huì)對被測量對象造成干擾，但是這不是主要原因。

主要原因是粒子的本質(zhì)就是波包，測量波包的精確位置就相當(dāng)測量 繩擺產(chǎn)生的波動(dòng)位置，這是毫無意義的，因?yàn)椴ň筒豢赡艽嬖谕昝赖奈恢?，測量動(dòng)量也是這個(gè)道理，粒子不存在完美的動(dòng)量。

所以現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，測不準(zhǔn)原理的本質(zhì)并不是實(shí)驗(yàn)儀器造成的，而是微觀粒子的內(nèi)稟屬性。

用“測不準(zhǔn)原理”這一物理名詞會(huì)誤導(dǎo)大眾，讓人誤以為是人類科技手段有限造成的測不準(zhǔn)。如今測不準(zhǔn)原理早已被改成不確定性原理的叫法。

微觀粒子還有一個(gè)十分普遍的特性，那就是態(tài)疊加原理。這個(gè)原理的數(shù)學(xué)解釋十分晦澀，且枯燥。態(tài)疊加就是我們常說的量子疊加。

比如電子的自旋，即是上旋又同時(shí)是下旋。這種匪夷所思的現(xiàn)象也令薛定諤困惑，為了通俗地解釋量子疊加，所以就將其拓展到宏觀世界，也就是那只既死又活的貓。

其實(shí)你只要將微觀粒子想象成波，那就很容易理解量子疊加。

這條波彌漫整個(gè)宇宙空間，但并不是均勻分布的，波上有個(gè)波包，波包在哪，我們就說這個(gè)粒子在哪。

問題是，理論上這個(gè)波包可以出現(xiàn)在這條波上的任何位置上。而波又彌漫整個(gè)空間，所以我們才說粒子可以出現(xiàn)在空間上的任何一個(gè)位置。

測量之所以會(huì)導(dǎo)致量子疊加態(tài)消失，是因?yàn)闇y量儀器肯定需要發(fā)射某些粒子探測 被測量粒子（波），被測量粒子原先的疊加態(tài)就會(huì)因?yàn)檫@些粒子的干擾而消失。這就是測量坍塌效應(yīng)。（理性討論延遲選擇量子擦除實(shí)驗(yàn)）

只要我們不去測量這個(gè)波包（粒子），那么波包（粒子）本身就和這條波是一個(gè)整體。所以這個(gè)波包（粒子）在空間的位置就是疊加在一起的，所以粒子即在這，又同時(shí)在那，可以同時(shí)處于多個(gè)位置。這就是疊加態(tài)的體現(xiàn)。

你要是從這種角度理解量子糾纏就十分容易。

兩個(gè)糾纏粒子其實(shí)是同一條波（復(fù)合系統(tǒng)），只不過測量行為會(huì)導(dǎo)致這條波坍塌出兩個(gè)波包（粒子）。

這兩個(gè)波包在沒有測量之前本來就是共同疊加態(tài)的波。

測量就會(huì)導(dǎo)致疊加態(tài)消失，變成兩個(gè)確定的波包（本征態(tài)），但是作為觀察者的我們來說，好像這兩個(gè)粒子（波包）可以無視空間，而同時(shí)作用。這就是量子糾纏的超光速現(xiàn)象。

其實(shí)本質(zhì)來說，糾纏粒子之間本來就是同一個(gè)粒子。所以對一個(gè)粒子的測量，其實(shí)也就是對另一個(gè)粒子的測量，所以量子糾纏必然是同時(shí)發(fā)生的！

但量子糾纏這種現(xiàn)象并不存在什么實(shí)質(zhì)上的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，所以就不能傳遞信息和能量。

那為什么我們宏觀世界的物體不存在量子疊加現(xiàn)象呢？

其實(shí)這個(gè)宇宙的規(guī)律本來就沒有宏觀和微觀世界之分。

本質(zhì)都是由微觀世界的現(xiàn)象主導(dǎo)的，量子疊加才是宇宙中最普遍且最正常的現(xiàn)象。我們之所以無法理解量子疊加，是因?yàn)槲覀兩钤诏B加態(tài)已經(jīng)坍塌過的宏觀世界。

基于宏觀世界歸納出的牛頓力學(xué)，是先入為主的，所以我們才認(rèn)為非疊加態(tài)才是正常的，疊加態(tài)反而不正常。

宏觀世界的疊加態(tài)消失只是因?yàn)楹暧^物質(zhì)的比較大，樹大招風(fēng)，幾乎都會(huì)遭受到各種干擾，比如宇宙中無處不在的光子會(huì)撞擊宏觀物質(zhì)，這種干擾的本質(zhì)就相當(dāng)測量坍塌效應(yīng)，導(dǎo)致宏觀世界的疊加態(tài)都坍塌掉了，而呈現(xiàn)出確定的狀態(tài)。

最直接的證明就是空氣分子的疊加態(tài)，和分子尺度上的量子糾纏。

這就證明，即便比原子還大很多的物質(zhì)，只要不被其他粒子干擾（相當(dāng)于測量坍塌效應(yīng)），依舊會(huì)出現(xiàn)疊加現(xiàn)象。

但在現(xiàn)實(shí)中，比分子再大一點(diǎn)的物質(zhì)就必然會(huì)遭受其他粒子的干擾，所以分子尺度以上的物質(zhì)，疊加態(tài)就會(huì)因?yàn)楸桓蓴_（測量），全部消失掉。

現(xiàn)在我們知道一個(gè)光子就是一個(gè)波包，這個(gè)波包的很多性質(zhì)都是疊加態(tài)的。如果你要復(fù)制這個(gè)光子的狀態(tài)，就得把這個(gè)光子一分為二，但是光子是量子，是不可以再分，所以這個(gè)方法是被堵死的。

第二個(gè)方法就是測量這個(gè)光子的信息，然后根據(jù)這些信息重新還原一個(gè)相同的光子。但問題是，由于測量坍塌效應(yīng)，一旦測量就會(huì)造成光子原來的疊加態(tài)消失，所以你永遠(yuǎn)無法得到這個(gè)光子原來的疊加狀態(tài)。

這就是單個(gè)光子無法克隆的性質(zhì)。

傳統(tǒng)的電磁波通信，是發(fā)射頻率高低不同的大量光子，光子頻率的高低代表就是0和1。所以竊聽者可以在光子傳遞的過程中偷走少部分的光子，通過這些光子的頻率高低就可以解讀出通信的內(nèi)容。

而量子通信是利用單光子不可克隆原理 進(jìn)行量子密鑰分發(fā)，理論上可以做到信息的絕對安全。

竊聽者要竊聽電磁波通信，要么就偷走光子，要么測量光子。

而單個(gè)光子一旦被偷走，那直接就被發(fā)現(xiàn)，這樣就證明傳遞信息的過程已經(jīng)被竊聽，那干脆就不發(fā)送信息了。

如果竊聽者不偷光子，只是竊聽，就會(huì)引發(fā)測量坍塌效應(yīng)，也會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

只要量子通信被竊聽，就一定會(huì)被發(fā)現(xiàn)。所以通信雙方就會(huì)放棄此次通信

那要是一直竊聽，會(huì)不會(huì)造成通信持續(xù)中斷？

目前來說是這樣的。其實(shí)信息被竊聽并不可怕，可怕的是被竊聽了，還被獲取了內(nèi)容。

量子通信最大的貢獻(xiàn)就是得知通信過程是否被竊聽，而不是阻止竊聽行為。

雖然竊聽者可以通過持續(xù)竊聽行為阻斷信息的發(fā)送。但是我們可以換其他信道傳輸。

即便其他信道也被持續(xù)竊聽，導(dǎo)致信息中斷。那還我們還有物理手段對付竊聽者。