來源：酋知魚
在某問答平台上有一位朋友問了這樣一個問題：量子的特性會不會對現實生活産生影響。
好吧，這其實是一個讓我有點哭笑不得的問題，量子的特性本來就是這個世界上真實存在的呀，在我們的物理學沒有達到足夠的高度之前，我們就只是對它不了解而已，但並不代表它不存在，或者是在發現後才對我們的生活造成了影響。在人類發現細菌之前，就不生病了嗎？
所以我想介紹一些非常有趣的，生活中一直存在的量子力學問題，這其中有很多到現在也還沒有真正解決，不過你在聽了之後一定會感慨——真的是太有意思了。
在初中物理我們就學過平面鏡的反射原理，但是你有沒有想過，爲什麽光的入射角與出射角一定相等？
物理學家與常人的思維模式是不一樣的，多數人看來是一個理所當然的事件，在科學家眼中卻大有文章可作。其實這個問題與另外兩個看上去“更像問題”的問題本質是一樣的，它們分別是“光爲什麽會折射”與“光爲什麽會發生全反射”。
在你可以找到的一些解釋中，會這麽表達——光只走最近的路徑。這是什麽意思呢？也就是說你在光經過介質後的空間任意尋找一點，並在光源與這個點間畫無數條路徑，那麽只有在現實世界中發生折射或反射的路徑才是耗時最短的。
這個解釋從結果上來說雖然是正確的，但是無疑會讓人非常疑惑：
1、光的傳播也需要時間，那它是如何在到達之前就已經知道這條路徑是最短的呢？
2、當我在前一句中用“知道”這個詞的時候就仿佛在承認量子是有意識的，但很顯然這並不符合唯物主義世界觀。
當然，這種解釋只是一個權宜之計，並不代表真相，僅僅是從結果上來說能局部邏輯自洽而已。比如在過去，人們會認爲南方密林中的瘴氣非常致命，其實真相是蚊子傳染的瘧疾與登革熱等疾病而已，不過至少有一點說對了——遠離森林會更安全。
只要再稍微擴展一下，同一種現象的另一種形式下這種理解方式就立即失效了，比如全反射。當光從折射率高的介質向折射率低的介質傳播，當入射角大于一個極限值時，光就無法突破而被完全地反射回來，“全”就是這個意思。
那麽光爲什會有這樣的特性呢？因爲光子其實就是一種量子，所以光的傳播自然也就歸量子力學管了。著名物理學家費曼曾經提出過一個可能的解決方法，叫“費曼路徑積分”，他假設光在傳播的時候其實是同時通過了所有的可能路徑，然後這些路徑之間發生了相互影響，最終顯示出來的就是路徑最短的那一條。
這一過程類似波現象中的“駐波”，即複數個波在滿足特定條件下會因相互增強或相互消除而呈現出一種“看似穩定”的狀態。而我們看到的光的折射路徑正是無數路徑相互增強削弱最終呈現出的結果。
這個理論同樣可以解釋全反射現象，一般來說在介質的分界面上反射與折射是同時存在的，但是當入射角足夠大的時候，用費曼路徑積分的公式可以計算出，低折射率介質的一側無論如何都無法形成駐波，于是表現爲光無法突破。
用費曼路徑積分的公式可以計算量子路徑中的很多問題。還記得單光子幹涉實驗中的反經驗之處嗎，爲什麽一個光子也能知道自己面對的是一條縫而不是兩條縫？這同樣可以用費曼路徑積分進行計算與解釋——那個單光子並不是一個堅硬的，不可分離的小球，它同樣是無數“虛光子”的疊加駐波，所以它可以同時通過兩條縫。
費曼的理論當然比“最短路徑”理論要好用得多，不過理所當然，這也不一定是真相，只是一個相對更好理理解與計算的模型（我們幾乎可以肯定不是真相，只是一個特別好用的理論計算模型而已）。
費曼先生也曾說過：“沒有人真正懂量子力學”。是的，以目前的物理水平，我們已經可以利用量子爲制造計算機或是保密通信，但是我們還是不能理解它們的運作原理。這就像是一個熟練的訓獸師，他雖然可以讓老虎獅子乖乖聽話，但還是對這些猛獸大腦皮層中的反射一無所知。
你看，就算是光的反射這種極端習以爲常的現象，背後都是最高深最前沿的量子力學課題，可見量子力學實在是太常見了，它在我們已知的幾乎所有物理現象中發揮著作用。
“我和我的量子力學，一刻也不能分割~~~~”
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