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我们的旅途先从哪里开始呢？
就先从那只猫开始吧，那只著名的「薛定谔的猫」。
所谓薛定谔的猫（Schr?dinger』s Cat）是当年奥地利著名物理学家薛定谔，为了说明量子的叠加态问题所举的一个思想实验例子。
该思想实验设想是将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。
镭粒子的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。
根据量子力学理论，如果我们不进行观察的话，我们只能知道在任何时候放射性的镭都处于衰变和没有衰变两种状态的叠加可能之中，所以，通过关联的机关影响，猫就理应处于死猫和活猫的不确定状态，是一种所谓死和活的叠加状态中。
薛定谔的思想实验：叠加态的猫
你看，量子世界的概念一旦延伸到现实的宏观世界后，是不是就立刻变得匪夷所思起来。
什么叫猫的死活叠加状态？
到底猫此时是死还是活呢？
在日常经验中我们会感觉，虽然我们没看，但是猫一定是有一个确定状态的，怎么能说它又死又活呢？在我们经历的日常生活中哪有这种事情？
其实，在日常生活中还真有这种事情。
如果你玩过网络游戏的话，你就可能碰到过一个类似的现象。
举个例子，假如你正在玩一款名字就叫做 「量子世界」的 RPG 游戏，你的角色正打算去游戏中的恶龙谷地图猎杀一条巨龙 BOSS。而恶龙谷有 50% 的概率有巨龙 BOSS 存在，在你的角色进入恶龙谷之前，请问这条巨龙 BOSS 存在吗？
你肯定要说，那得看随机刷怪程序运行的结果啊，如果运行结果是有，巨龙 BOSS 就存在。
没刷出来的 BOSS = 叠加态的 BOSS
可是，游戏的开发工程师他们设计的游戏逻辑是：
只有当你的角色进入到恶龙谷地图的时候，游戏才会执行随机刷怪的脚本程序进行概率计算，再根据随机结果决定是否生成这只巨龙。
那么，在你的角色进入恶龙谷之前，请问巨龙 BOSS 存在吗？
可能有，也可能没有吧。
在刷怪脚本执行前，大概巨龙 BOSS 还处于一种有/无的叠加态，我们无法确定。只有当你的角色进入到地图的一瞬间，随着脚本的执行，叠加态才会坍缩出一个具体的结果来。
你看，我们是不是见过了又死又活的怪？
对啊，如果这个世界跟我们玩的电子游戏一样，也是虚拟出来的，那么量子现象就好解释了！
不信？我们再来一个。
我们从初中就都知道光具有波粒二象性，那么光到底是波还是粒子呢？
量子物理告诉我们，这取决于你的观测方式。
如果你用检测粒子的手段去检测，那么它就会表现的像一个粒子；而如果你不去观测，那么最后它呈现就像一种波一样。
展示光的这种最神奇特性的实验，就是网上流传甚广的所谓细思极恐的杨氏双缝干涉实验。
实验方法很简单，就是让一束光通过硬木板上的两条平行的细缝隙，我们就可以在木板后面的幕布上看到明暗相间的条纹。
这个实验证明了光是一种波，因为光波在通过两条平行的缝隙后发生了自我干涉，波峰与波峰相遇的地方亮度就会增强，波峰与波谷相遇，亮度就会减弱，于是就出现了明暗相间的干涉条纹。
光波自我干涉示意图
这个实验早在 19 世纪初就被科学家们做过了，100 多年来大家也没觉得这个实验有啥了不起的。可是进入到 20 世纪后，这个实验开始被物理学家们高度重视起来。
为啥？
因为爱因斯坦提出的光的波粒二象性被各种实验所证实了。
这样一来，物理学家们不得不面临一个棘手的问题，那就是：既然光在最微观的结构上是一个个的粒子，那当单个光子通过缝隙的时候，还会不会出现干涉条纹呢？
最终实验证明，当单光子一个个通过缝隙的时候，幕布上依然会逐渐呈现出干涉条纹来。只不过呢，光并不是靠单个光子就呈现出的条纹，单光子其实在幕布上还是只会呈现一个点。但是，随着光子数量的不断增加，这些光子形成的点叠加成的整体图案却慢慢形成了条纹。
电子在屏幕上的成像
于是科学家就好奇了，为什么这些顺序通过的光子却好像同时约好了一样会协调成为图案？
不过，在这之前，科学家想先弄明白，如果只发射单一个光子的话，它究竟是通过了两条缝隙中的哪一条呢？
于是，科学家们在缝隙上安装了探测器，用来检测光子究竟走了左边的缝隙还是右边的。
为了便于检测，科学家们采用电子替代了光子，因为电子更容易被检测到，而且电子也同样具有和光子一样的波粒二象性。
结果，令人震惊的事情发生了！
科学家的确检测出了电子是走了哪边，但是随着电子路径的确定，幕布上的干涉条纹也随之消失了，电子的波动干涉现象没有了！而当科学家关闭探测器以后，干涉条纹就又出现了。
杨氏双缝干涉实验
这就是所谓毁人三观的杨氏双缝干涉实验，这个实验可以说是学习量子物理学的入门实验，这个实验不仅仅揭示了光子、电子等基本粒子的确具有波动和粒子两种属性，而且还证明这些粒子究竟表现出波动属性还是粒子属性完全取决于你用什么样的方式去检测它。
这又是一个类似薛定谔的猫一样的现象：某个东西的性质似乎不是客观存在的，而是受观察者行为主观影响的。
那么，这能够用刚才的虚拟世界的方式来理解吗？
当然可以。
我们可以想象一下哈，假设我们在虚拟世界中用程序代码写一个类似正弦波动函数来描述一个光子的行为，那么当光线传播的时候，我们就可以用光线传播的路径距离加上光速带入到函数程序来计算出这个光子在到达幕布时候的具体时间和位置。
这时候，路径上如果出现了两个缝隙，将光线传播路径一分为二，虽然光子只有一个，但是程序并不是实体，所以函数程序不会选择某条路径，而是会分开两条路径来分别计算。所以等到达最终计算位置幕布的时候，就有了从两条路径而来的两个参数略有不同的正弦波动函数同时抵达。而这两个波动函数的输出结果会互相叠加，相当于两个波动函数相加，这自然成为了一个新的周期函数，而这个函数的图样就是我们所看到的干涉条纹了。
波函数的干涉示意图
当然，我们不会直接看到这个周期函数的图形，这个其实只是一个概率分布而已。但是，随着每个光子都按照这个概率分布不断的落在屏幕上，当数量足够多的时候，光子们叠加形成的图案自然就呈现出这个周期函数的明暗分布条纹了。
这很好理解，就好像你对着靶子不断开枪一样，最后的弹孔的分布一定就是反应你枪法水平的函数分布图形。
但是，我们如果我们在某一条缝隙上安装了探测器会发生什么不同的事情吗？
会的！会导致我们的波动函数被提前计算了！
如果我们在某一条缝隙上安装了探测器后，因为探测器需要波动函数输出光子具体的位置，所以波动函数不得不在到达幕布前提前进行了计算，然后把计算的结果（有或者无）告知探测器。等到计算完成之后，光子会重新以波动函数继续出发，直到最终到达幕布位置。
这时候与上一次的情况有什么不同？
不同之处在于，这次后半程每回合只有一条路径上有波函数了。
被观测的波函数单侧继续传播
在缝隙位置波函数因为需要经过探测器，所以必须提前进行计算让缝隙位置探测器得到了粒子位置的确切结果，这个计算行为就影响到了后续的光子行为。
缝隙处的探测器必须要报告光子是否经过了此处，而两个探测器必然只能有一个报告光子通过，波函数现在就只能在一个探测器的位置输出结果，要么左边，要么右边，总之不会在同时出现在两边。
因此，两条缝隙的后续路径里也就只有一条路径还存在波函数了。也就是说，等到达幕布位置的时候，就总是只有一个波动函数需要计算了。因此，在幕布位置也自然没有了两个函数的叠加现象
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，自干涉被破坏了，所以幕布上的干涉条纹当然就消失了！
神奇吧！你看这个逻辑是不是很好地解释了条纹为什么会因为途中被观测而消失的现象，如果你撤掉途中的观测仪器，那么条纹就又会出现了。
如果我们尝试在虚拟世界里，用程序代码来仿真一束光波的话，按照这个计算逻辑就会出现和现实物理实验完全相同的情况。
当我们把虚拟世界和真实世界一一对应起来时，那么，在不观测的时候，光就是一种波函数代码，按函数方式计算；而观测的时候，光就是函数程序输出的具体数值，包括了它具体的位置、频率、相位等等，而所谓观测，就是对波函数代码的一种求值运算！
我们都知道，在虚拟世界里，一切基本物质单元其实都是用这两种形态存在着的，一种是存在在代码里的函数态，或者说代码态；另一种是经过执行得到的具体结果态，或者说数值态。
从代码态到结果态的转换，则就是代码被执行的过程，或者说被观测并计算输出结果的过程。这两种形态，也正对应着我们现实世界的所谓波和粒子。
在现实世界里，从波到粒子的转换，则就是波函数被观测坍缩并输出结果的过程，与虚拟世界的代码被执行输出结果的过程完全一致。
那么，我们在虚拟世界里面发射一束光，也同样会搜索所有的传播路径来计算最后叠加出来的波函数，如果有哪条路径被观测从而先结算了，必然也会对交汇终点的波函数叠加结果产生影响。
怎样，是否感觉所谓波粒二象性也不是那么难以理解了？双缝实验也没有那么匪夷所思了？
在量子理论里，不光是光子，一切基本粒子都具有波粒二象性，任何粒子在不被观测的时候都可以看作波函数。
这就对了，一个虚拟世界里的所有元素必然是如此的。就像你在游戏里跑动，远方的场景会逐渐的渲染出来。在你看不到的地方，这些场景也不存在，它们只是呆在代码里等待被调出，真实的世界其实只有你看到的那么大。
其实不光是波粒二象性问题，其他很多量子现象，如果放到虚拟世界的视角，都可以得到非常完美的解释。
换个视角看待量子世界
比如粒子的全同性，在真实世界很难理解对吧，在虚拟世界里多么好理解啊。
我们经常玩的游戏就是一种最常见的虚拟世界，而在游戏里面打怪掉落的钱币，因为数量太多，为了方便携带，玩家拾取后就会落到一个背包格子里，这时候它和原来格子里面的钱币就不能区分了, 因为这种大数量道具系统是不区分的，还有血瓶、材料等等。
全世界就一个钱币？
确实是, 就一个钱币的代码，到处生成实体对象而已, 同一个代码生成的无编号对象当然就是全同的嘛, 你拿那些全同量子的实验来试试，全部完美解释。
如果我们知道了粒子只是用代码函数模拟出来的，那么粒子的那些奇怪的内禀属性就不再神奇了。
比如电子的自旋属性, 要不是我们非要把电子想象成一个小球的话，哪里有什么东西在自旋，只不过是粒子函数在电磁场中的表现出的一些运动特性罢了，也不用思考为啥转两圈只能算一周，我们只用知道每次进入磁场，带电荷属性的粒子函数就要被执行一次输出, 函数代码需要根据自身的所谓自旋值随机输出一个运动方向。所以每用磁场来触发粒子函数输出一次，总会有一半向上，一半向下。下次再触发还是调用同样的函数, 依然是这个结果, 不会受上次调用的影响，所以永远没有确定的输出值。
当然, 可以采用同样方式诠释的类似量子现象还有很多, 我们在后面会一一给大家详细地分析解读。
总之，在大家之前看过的那些有关量子物理的科普文章里面，其实令人最为费解的就是各种各样反常识，反直觉的奇怪逻辑。还有诸如什么叠加态, 纠缠态，希尔伯特空间，狄拉克算符等等奇怪的名词，正是这些绕口又晦涩的逻辑名词妨碍着我们理解量子物理背后的含义。
其实学习量子物理基础知识根本不用这么麻烦, 不用一定非要掌握高等数学，能看懂复杂的公式推导，也不一定非要具备本科物理以上的知识储备, 只要你玩过游戏就足够。如果你再懂得一点编程技术, 那理解起来会更加容易。
在本专栏中, 我都将尝试用普通人能理解的虚拟视角, 或者说游戏视角，来降维解读这些复杂的量子现象，让大家像玩游戏一样感受神秘的量子现象背后的逻辑和知识，用我们丰富的游戏经验去碾压那些高深的量子物理理论, 让专家们都去目瞪口呆吧。
之后的内容里本专栏将尽可能的不使用任何的数学公式，也不使用过多的专业术语，我们会用大家听得懂的语言来介绍量子世界的各种奇妙风景, 让你一趟下来就轻松成为超越 95% 以上读者的量子物理专家。
好了，我们刚刚就已经经过了本趟量子特快专列的第一站, 我们认识到了如何用虚拟视角或者游戏的观点来理解量子的叠加态以及光的波粒二象性问题, 我们还顺便用虚拟世界视角学习了如何解读量子物理的入门级实验：杨氏双缝干涉实验。
怎样，我们作为普通爱好者也能谈论起了物理专家们的专属话题，这个感觉非常美好吧！
让我们保持住这种感觉，因为接着我们就要继续出发了, 我们后面会从更具体的量子现象展开来，请各位继续撑大脑洞，我们要向前深入了。
我们这就前往量子世界的下一站：延迟选择实验。备案号:YXX1vwwNO9syyvekJCeM5Q...
