费曼为何会说“没有人真的理解量子力学？”，量子力学有多诡异？

在量子物理的璀璨星空下，理查德·菲利普斯·费曼的名字无疑是最耀眼的星辰之一。

他所贡献的费曼图谱、费曼规则与路径积分理念，将图画般的语言植入物理学的运算核心，使得后代物理学者不再囿于“抽象思维”的禁锢，得以图象化方式来表达、理解与计算量子领域中粒子间的互相作用，费曼可谓为量子力学世界铺设了一条宽广的“可视化操作平台”。

就连这样的量子物理学巨擘都声称自己尚未通透，那恐怕真无人能声称自己洞悉量子力学的奥秘了。

然而，在1964年11月，于康奈尔大学的系列演讲“The Character of Physical Law（物理法则的本质）”中，费曼却坦率地述说了以下这番话语：

“我自认为可以很有把握地说，没有人能真正理解量子力学。所以，不要过于认真对待这次演讲，以为通过我所描述的模型就能领悟什么，你只需随意欣赏它就足够了。”

如此来看，费曼自己也是将自己归入不懂量子力学的行列，至少是“并未真正通透”的行列。

那么，他的这种想法究竟源自何处呢？

实际上，对于这个问题，费曼在那次演讲中已经给出了明确的解答：

“我们要解析的对象与你以往所熟知的任何事物都不同……它是抽象的、超越经验的……尽可能避免去追问‘它为何是那个样子？’这样的问题只会把你引向一个无法脱身的迷宫。没人知道它为何是那个样子。”

“它”泛指我们自然界中的所有量子，没有人能够解答“它为何是那个样子”的问题，因此“没人能真正理解量子力学”。

即便如此，物理学家们也并未因此而感到沮丧，因为这并不妨碍量子力学的继续发展。以量子纠缠为例，尽管没有人能弄明白两个量子是如何纠缠在一起的，但这并不妨碍物理学家们利用这一特性开启了量子隐形传态技术的大门。

的确，量子力学这个概念，自从它第一次闯入人们的视野，就展现出了它那难以揣测的神秘面纱。

它的首次亮相就显得与众不同。

在1887年的一个日子里，德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹成功地完成了无线电收发实验，证实了电磁波的存在。

激动之余，为了更清晰地观察接收端的两个铜球之间产生的微弱电火花，他拉上了窗帘以隔绝外界光线，结果接收设备却突然不工作了。

这看似是设备故障，但当赫兹拉开窗帘准备检查问题时，电火花又出现了。

经过反复试验，赫兹最终发现，在黑暗中，接收端的两个铜球必须距离足够近才会出现电火花，如果距离较远，则必须受到光线照射才会产生电火花；一旦无光线照射，则设备无任何反应。

这不由得让人想起了某种似曾相识的场景。

这种莫名其妙的反应，首次亮相就让全球物理学家们大跌眼镜，大家都为此感到困惑不已，物理学界也因此诞生了一个新术语——“光电效应”。

当金属被特定频率的光线照射时，其表面的电子会被激发，变得活跃，电性质也会发生变化；不同频率的光线对金属产生的影响不同，频率越高，影响越大；频率过低的光线不论强度多大，都不会对金属产生影响。这就是光电效应。

在赫兹的实验中，接收端若暴露于光线下，铜球的电性质被“增强”，因而更容易产生电弧，而遮光后，铜球的电性质被“减弱”，结果不再产生电弧，或者电弧极其微弱。

现象就是这么一个现象，大家都看到了，但其原因却无人能够解释。因为当时，托马斯·杨的双缝干涉实验已让所有人确信光是一种波，而非粒子。

如果光是波，金属应该受到光线强度的影响，正如铁球是否会被水冲走，应该取决于水流的强度，而不是水波的密度。

但光电效应却恰恰相反——如果波纹密度（频率）不足，无论多么强烈的水流也无法冲走铁球；只要波纹密度足够高，无论多么微弱的水流都能冲走铁球，波纹密度越高，冲走的铁球数量越多。

这让人实在难以理解。

究竟为什么会这样呢？这个问题在科学家心中困扰了多年，直到1905年，爱因斯坦提出光量子（光子）概念，才将这个问题解释清楚。

如果光也是量子（粒子），那肯定要有足够高的频率才能将电子打出，频率不够，无论强度多高都没用。

打个比方，如果我们将振动的小球扔进铁球堆中，如果小球振动频率低，铁球不可能被弹开，无论扔多少颗进去都无济于事；但如果小球振动频率很高，哪怕只扔一颗，铁球也会被弹开，并且振动频率越高，被弹开的铁球数量也就越多。

起初令人难以置信的现象，现在却变得顺理成章。

爱因斯坦让光电效应变得合理，也因此荣获诺贝尔物理学奖。

虽然光电效应的问题得到了解决，但量子力学的挑战却彻底进入了科学领域。

因为光电效应所展示的规律意味着光必须是以粒子的形态存在——我们仿佛可以看见一颗颗振动的光子将金属表面的电子弹飞到了空中。

另一方面，双缝干涉实验则明确告诉我们，光绝对是波，不可能是粒子——我们仿佛可以看见一片波纹被两条缝隙一分为二，从而相互干涉，最终在终点形成间或的条纹。

如此一来，物理学家们不得不接受“波粒二象性”的概念——光子既是一颗“振动的小球”，又是一片“起伏的波涛”。

而这也是所有粒子的共同特性，世间万物皆由这样的粒子组成，但没有人能够想象这些既是粒子又是波的“奇妙存在”究竟呈现何种形态。

其实仅凭这一点，就足以让人信服地说出“没有人真正理解量子力学”这句话了。

量子力学中还有很多这类让人既无法理解，又不得不承认其确实存在的奇异现象。例如波函数的坍缩、量子纠缠、量子擦除实验、惠勒延迟实验……这也不难理解为何全球最顶尖的量子物理学家之一，会认为自己并未真正通透量子力学了。