内容提要

我们所能感受到的世界，遵循着一套被称为宏观世界经典力学的规则；相对地，量子力学所研究的微观世界则遵循着一套截然不同的物理法则。本书重点介绍量子世界中的奇妙现象，以及目前科学界对这些现象的诠释。本书通过简单易懂的文字和图片，向读者展示了有关量子力学的概念、实验、学术争论，让没有物理学基础的读者也可以领略量子力学的魅力，特别适合小学高年级学生、初中生了解量子力学的基本概念，同时也可丰富科学知识。

前言

2018年夏天，当我坐在办公桌前思考如何提升业绩的时候，怎么也不会想到，自己竟然能在半年之后毅然决然鼓起勇气，在家人的支持下放弃之前的工作，转而做了一名科普视频自媒体创作者；更让我想不到的是，只因做了短短几期量子主题的节目，我就得到了如此多观众朋友们的认可……

总有人问我：“老吴，你怎么想起做量子力学的选题呢？”

我总是笑答：“还不是因为这类选题流量大，可以多挣一些钱啊！”

量子世界中的神秘现象与我们普遍认识的宏观世界的现象大相径庭，历史上的物理学天才们对量子力学的解读也都是“云山雾罩”，神秘而迷人，比如著名的“杨氏双缝实验”“哥本哈根诠释”“薛定谔的猫”等。因此，量子力学的科普节目很容易得到观众的认可。

但除了这个现实原因，老吴觉得，量子力学的相关应用在现实世界中有极其重要的作用。老吴甚至认为它决定了人类文明的发展方向，乃至人类的生死存亡。比如书中介绍的“量子锁定（量子悬浮）”“量子计算机”“量子加密”等技术，如果真能在我们的生活中应用起来，那么将会大大改变人类的生活方式。

老吴特别要跟大家说明的是，编写本书的初心，可不是指导大家去系统学习量子力学，因为早有数不清的科学家在不断地丰富和完善这门学科的核心理论，并不断拓展量子力学的边界。你在网上可以轻松地找到关于量子力学的经典著作。

老吴就是想用连小朋友都能听懂的语言和易于理解的图片，去解释量子力学中那些深奥甚至还没有定论的概念与理论。如果大家因为看了这本书而对量子力学产生了浓厚的兴趣，那么老吴就会觉得自己所做的这件事很有意义。

自媒体人的生活繁忙而有趣，写稿、录制、剪辑等，每一项工作都要认真对待，而出版一本图书更需要万分专注。幸运的是，我在机缘巧合下得到了本书插图绘制者陈莞荑的大力帮助，她仅用铅笔就把物理学大师们“复活”于纸上，还将我制作的平平无奇的说明图进行了重绘，让人过目不忘。

此外，人民邮电出版社的老师们不但对本书内容进行了严谨的考证，还邀请了多位专家来审读，尽量确保本书在趣味性和科学性上达到平衡。

最后，老吴深知自己的认知有限，如果对于某些知识的讲解无法让大家满意，大家也可以通过邮件（wl__2@163.com）或者今日头条、西瓜视频私信（ID：Alien老吴）与我交流。

Alien老吴

2021年9月

第1章

颠覆直觉的量子世界

量子力学是一门颠覆经典物理思维的科学。相比人类研究宏观世界物理超过两千年的经验，聚焦于微观世界的量子力学，从理论的提出到今天在现实世界中的应用不过百年，人类只是刚刚叩开了量子力学的大门。

量子力学的现实应用，已经出现在人类生活的方方面面。但是关于量子力学本身，以及与它相关的一些令人匪夷所思的现象，我们暂时能做的，只是认识、接受，对这些现象背后的原理，我们几乎一无所知。接下来，我将介绍一些能够诠释量子力学经典现象的实验和理论，带着大家一窥量子力学的惊奇世界。

普通自然现象背后藏着大秘密

谈到量子力学，人们几乎一定会提到单粒子双缝实验以及这个实验的结果——科学史上最颠覆人们物理常识的实验结果之一。就是通过这个实验，人们开始注意到一个与符合自己物理直觉的宏观世界截然不同的量子世界。从实验结果来看，现实的本质可能完全不是物质的，至少与我们熟知的世界大相径庭。