量子力学到底是不是一种科学呢？

之前我写了很多关于量子力学的文章，其中讲解了量子力学的一些非常诡异的现象，比如微观粒子可以同时处于多个位置，也可以同时拥有多个速度，也就是微观粒子可以同时处于多个状态的叠加态，甚至还提到了量子纠缠，对一个纠缠粒子的测量，会瞬间影响到另一个粒子，这种瞬间作用的超光速的，是跨越了时间和空间的限制而发生的，所以有很多网友一时不太能接受这种理论，甚至质疑量子力学到底是不是一种科学，今天我就来谈谈这个问题。

首先要告诉大家的是，量子力学绝对是一种科学，因为我们目前的芯片技术，其实都运营了大量的量子力学理论，量子力学对人类的贡献非常大。那么量子力学到底有啥神奇之处呢？其实所有的物理理论都对应了一个适用范围，这个范围叫这个理论的“域”。比如宏观世界的牛顿力学，应该算是科学了吧，但是牛顿力学也是有“域”的，那就是宏观的低速情况。

只要是一个物体处于宏观世界范畴，并且物体的运动速度不大（这里的不大是相对于光速而言），那么牛顿力学可以完美解释一切运动。但是一旦超出了这个域，那么牛顿力学就显得不正确了。比如用牛顿力学来处理接近光速运动的天体，计算出来的数值，和实验观察数据相差会非常大。

那么量子力学的“域”在哪里呢？有很多人会说是微观世界，但是其实这个说法并不准确，因为量子力学并非只能在微观世界用，部分的宏观世界也是符合的。比如我前面讲解过得“海森堡测不准原理”，也就是满足一个公式：位置不确定度*动量不确定度>=h/4π。很多人以为这个公式只适用于微观世界，其实宏观物体一样适用，只不过这个公式用在宏观世界没有多大意义。因为宏观物体的质量是非常大的，会大大的削弱量子力学带来的不确定性。这是为什么呢？因为动量=质量*速度，刚刚的公式就可以改为：

位置不确定度*速度不确定度*质量>=h/4π

其实上面这个公式不论微观还是宏观都适用的，我们可以简单理解为A*B*C>=h/4π，其中A就是位置不确定度，B就是速度不确定度，C就是质量。那么三个事物相乘要>=h/4π，那么如果其中一个值很小，为了保证最终相乘结果要>=h/4π，另外两个的值就必须较大才行。

举个简单的例子，如果A很小很小，那么为了保证最终结果依然>=h/4π，B和C就必须很大才行，相当于A拖了大家后腿。根据这个思维，我们来看看宏观物体和微观物体有一个很大的区别，那就是宏观物体质量要大的很多。

相当于宏观物体由于C很大，所以C给大家做了很大的贡献，那么A和B就不需要太大，就能保证A*B*C>=h/4π，所以宏观物体的A和B就显得非常小了。也就是宏观物体的位置不确定度和速度不确定度非常小。小的基本可以认为宏观物体的速度位置一直都是确定的，不需要叠加态这个概念来描述。

但是微观物体，由于质量非常小，所以C就很小，那么C就拖了大家后腿，导致A和B都必须很大，才能保证A*B*C>=h/4π，所以微观物体的位置和速度都会很不确定，微观粒子可以同时处于多个位置，也可以同时处于多个速度。

所以大家明白了吧，其实量子力学并非只能用于微观世界，宏观世界部分也是适用的，只不过用量子力学来研究宏观世界，多数时候都没多大意义。

分析到这里，大家应该知道了，量子力学其实也和牛顿力学一样都是科学，而且量子力学的“域”还相当光，因为它是从微观渗透到宏观，但是量子力学的“域”和相对论的“域”目前重叠部分还很少，所以人们一直在谋求对这两个理论的域进行协调和统一，如果我们真的能做到把两者矛盾地方解决，那么这个理论就是所谓“大一统”理论。

“量子技术”到底有多厉害，为什么全世界都想让中国公开？

彻底的掌握了量子力学之后，我们的确能因此改变世界。我们都知道，在二十一世纪的前沿物理学界中，量子力学，广义相对论，可谓是两大最至关重要的学科。尤其是量子力学，量子技术的应用，几乎已经到了我们生活的方方面面。

世界各国，都在紧锣密鼓的研究量子飞船，量子通讯，量子加密等等和量子论相关的科技，据说，中国已经超过了美国，对量子科技的研究目前排在世界的前列。

量子力学到底是何方神圣呢？说实话，假如我们把这个问题从头到尾叙述一遍，事无巨细的叙述出来的话，那可能三天三夜都说不完。但是，如果笼统的概括一遍，那就非常简单了：一门研究微观世界的粒子运动的学科。

因为微观世界和宏观世界存在着一个不可逾越的?隔阂?，很多在宏观宇宙中适用的物理规则，到了微观世界就不再适用；因此，很多人都觉得量子力学晦涩难懂。二十世纪著名天文学家费曼，甚至认为?没人能真正的了解量子力学?。

但反过来说，当人类真的全盘掌握了量子力学之后，我们是不是就拥有了超凡脱俗的能力了呢？答案当然是肯定的。本世纪的伟大物理学家史蒂芬霍金，临终前留给人类的社会的五条预言中，第一条，就是掌握量子，方能?改变世界?。

比如说，有朝一日，我们开发出了量子飞船之后，就能完成?空间迁跃?，尽情的遨游在宇宙中的任何一个角落，光速将不再束缚我们的足迹；到时候，我们可能就会因此发现神秘的外星文明了。

利用量子纠缠的?超距速度?开发出量子通讯之后，我们甚至可以实行全宇宙范围内的?实时通讯?，搭建量子网络！

当今，个人计算机和各种消费类数码产品，已经成为人们日常生活中必不可少的工具。人们可以在互联网上进行通信和金融交易等活动，享受信息技术所带来的安全与便利。而这些?活动?中的安全基础，就来源于对称密码算法和公钥密码算法。

这一切的起点，即为量子力学。

量子力学，是研究微观尺度粒子运动规律的物理理论。人们利用量子力学原理，发展了半导体物理理论，成功地制造出了晶体管和集成电路。这些都是在信息技术时代具有划时代意义的产物。

随着技术的快速发展，涌现了许多新颖、实用并具有巨大应用潜力的量子技术，如量子时钟、量子成像、量子传感和测量、量子计算以及量子通信等。

近年来，量子通信技术方面发展最为神速。其中，较为成熟的应用就是量子密钥分发及其相关技术。

我们知道，在通信领域，想要绝对安全地真正保证通信双方共享的密钥，不被恶意者攻击，仅仅依靠传统密码技术，还是很困难的。

而利用光子的量子特性，在传输量子信息时，如果被窃听和破坏，肯定会引入干扰，人们便可通过物理方式检测出攻击行为，从而保证信息传输的安全。

一句话，量子通讯从根本上解决点对点的密钥分发问题，能确保点对点通信的绝对安全。这是传统保密通信根本做不到的，因此，量子密钥分发成为未来保密通信的主要发展方向。

实际上，包括量子通信和量子计算在内的量子技术，必定成为未来科技、国防、经济命脉控制点。

因此，世界各国都非常关注和重视?量子技术?，相继推出相关扶持政策，增加科研投入。

2013年底，英国国家量子技术规划首期计划在5年内投入2．7亿英镑，把量子物理研究成果转换为商业化产品。与此，英国国防科技实验室也将投入3千万左右英镑，准备开发与国防和安全相关的量子技术。

自2018年始，欧盟委员会实施十年期的量子技术?旗舰工程?，投资总额达10亿欧元。

美国的国防部、能源部、国家自然科学基金委员会，联合各联邦机构，在量子信息相关领域每年总计投入2亿多美元。

而在中国，则以中国科技大学、中国科学院为代表的学术机构，在量子通信领域处于世界领先水平，国家十三五规划还将量子通信当成体现国家战略意图的重大科技项目进行部署。

此外，加拿大、澳大利亚、荷兰、日本等主流国家，也在量子技术相关领域进行投入大量人力、物力。

也就是说，量子技术领域已形成全球性的竞争趋势。