这一切都要从一次实验中出的差错说起，那是个研究镍金属原子各个方面的性质的实验，这个实验是通过将电子束发射到镍样本上进行研究的，当时装有炽热镍块的玻璃管突然发生爆炸。

镍在爆炸中受到了污染——在贝尔实验室现场的两位科学家却没有更换新的样本，他们选择了清理样本。

清理样本也并不是很麻烦的事，也就是直接加热样本，蒸发污染物就行了。

当他们将电子束直接打在清洁后的镍样品上时，结果令他们诧异，这跟他们或者其他同行之前遇见的所有情况都完全不同。

这是发生在1925年4月的事，两位都是美国物理学家，一位叫克林顿·戴维逊，另一位叫莱斯特·革末。在这次意外出现后的不足十年时间内，他们就荣获了诺贝尔奖。

正所谓无心插柳柳成荫，很多科学上的新东西，都是意外或不经意发现的，同样是贝尔实验室，阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊，发现一台无线电通信天线总是有一种未知的噪音出现，后来他们才知道，那是一百几十亿年前的宇宙回响啊。

这次贝尔实验室的两位科学家意外的完成了一个实验——双缝干涉实验。这个实验比有声电影出现的都要早，但人们在了解量子理论的基本思想时，没有不用上这个实验的。

这个实验的关键在于“双缝”的设置，即将电子射向有两个狭缝的屏障。电子从一个狭缝或另一个狭缝射出，然后用探测屏一个接一个地捕捉通过狭缝的电子。

如果只打开左边的或右边的狭缝，暗带所在的位置都可以检测到大量电子。但是当两个狭缝同时打开时，电子却无法到达之前单缝打开时的位置，而在探测屏上呈现是“明暗明暗”的条纹。

这彻底让人傻眼了。似乎左缝的存在，将会改变通过右缝的电子的可能的着陆点。

在如同电子一般的微小粒子尺度上，狭缝之间的距离是巨大的。

所以当电子通过一个狭缝时，存在或不存在另一个狭缝怎么能对它产生任何影响呢？

这就仿佛早晨你进教室，在只打开了教室的一扇门时，你可以轻松地通过这扇门坐在你的座位上，但当打开另一扇门时，你却再也找不到你的座位了。

一定存在某种东西与两个狭缝相联系，或者每个电子的某个部分受到两个狭缝的影响。

其实这种条纹在科学家看来是非常熟悉的，没错，是波动。就像朝池塘里扔两块石头，池面上会产生涟漪，传开、重叠。

在波峰与波峰相遇的地方，叠加后的波就变得更高，在波谷与波谷相遇的地方，叠加后的波就变得更深，波峰与波谷相遇地方，波动互相抵消，水面保持平静。

如果你拿一个探测屏记录水在每个位置的振动，其结果就是在屏幕上出现一系列明暗交替的区域。波动在明亮的区域相互加强，形成更剧烈的振动，在昏暗的区域相互抵消，于是不产生振动。

波动的叠加行为叫做干涉，它们产生的明暗相间的条纹称为干涉图案。

为了解释电子的实验数据，我们遇到了波的概念。那是什么样的波？它们在哪里？它们如何跟电子之类的粒子发生作用？

在这个双缝实验过程中，有一个事实需要注意，大量粒子运动的数据表明，规律性只有在统计层面才会显现出来。

对初始状态相同的粒子开展相同的测量，通常会发现它们处于不同的位置，但经过多次这样的测量后，就又会发现，平均而言，在任何特定的位置上发现这些粒子的概率都是相同的。

至此，有两个关键词浮出水面，一个是波动，另一个是概率。实验证据表明，波动和概率都在发生作用。

因此，伴随着粒子的波动是一种概率波。

我们分析微观粒子的运动时不应将它看作一个从这里飞到那里的球，而是看作一种从这里波及到那里的波动。

靠近波峰和波谷的地方波动的幅值较大，这就是最可能发现粒子的地方。在概率波幅值较小的地方，不太可能发现粒子，在幅值消失的地方，不可能发现粒子。

当波动翻滚前进时，幅值也在变化，有些地方的值变大，另一些地方的值变小。

我们将这种起伏不定的幅值解释为起伏不定的概率值。这种波便称为概率波。

当电子一个个地射出时，在它们落点概率大的地方落下的电子多，概率小的地方电子少，概率为零的地方没有电子落下结果就出现了明暗相间的带状区域。

这里虽然一直在说电子，但所有基本粒子——光子、中微子、夸克——都可以由概率波描述。

既然这样，那么第一个问题来了，如果量子理论是正确的，世界就会呈现出概率性，那么为什么牛顿的非概率性框架能够如此准确地预测从篮球到行星再到恒星等物体的运动呢？

这个问题倒是很简单，因为宏观物体位于概率波尖峰处的概率非常大，略略略低于100%，位于其他地方的概率非常小，略略略高于0%。

当牛顿定律精确预言一个棒球的运动轨迹时，量子理论的表述仅仅做了最微小的改动，即小球以近100%的概率落在牛顿预言的落点，以近0%的概率出现在牛顿认为它不会出现的地方。

宏观物体偏离牛顿预言的可能性极小。即使你留意整个宇宙近几十亿年来的事件，也不会发现这样的事曾经发生过，因为概率实在是太小了。

但根据量子理论，物体越小，其概率波通常的散布范围就越大。宏观物体的概率波通常是狭窄的尖峰，单个粒子之类的微观物体的概率波，通常会大范围蔓延，即出现在各个不同位置的概率都增大。

第二个问题，我们能够看到量子力学所依赖的概率波吗？有什么办法切身体会概率波呢？

回答是否定的。

玻尔和他的团队发展了一套量子力学的标准方法，叫做哥本哈根解释。

这种解释说，只要你试图观察（测量电子的位置）概率波，电子对观测所作出的反应就是突然摆正位置并聚集在某个确定的地方。同时，那一点上的概率波激增至100%，而其他地方的概率波坍缩为0%。

当探测屏测量一个（注意是一个）入射电子的概率波时，就会立刻导致电子概率波发生坍缩，探测屏迫使电子放弃许多原本可以落下的地点，最终着陆在一个确定的位置，于是在屏幕上显示为一个小点。

测量导致概率波坍缩是量子理论哥本哈根方法的核心，这种方法的成功预言使大多数物理学家接受了它。

但马上又出现了一个令人不安的特性，即跟薛定谔方程的矛盾。

薛定谔方程——量子力学的数学引擎，它决定了概率波的形状将如何随时间演化。

给出单个微观粒子的概率波（没有坍缩的状态），可以根据薛定谔方程画出概率波在一分钟后、一小时后或任意时刻的样子。

但要用薛定谔方程去分析瞬间坍缩到一点的概率波的波形，就会发现这方程不可能得出这种演化结果。

概率波当然可以形成尖峰（在某个位置概率近乎100%）的样子，但它不可能以哥本哈根方法设想的方式变成尖峰（坍缩到某一点），数学就是不允许它的出现。

玻尔提出一个补救措施：当你既不观察也不进行任何测量时，概率波就会根据薛定谔方程演化。但是当你开始观察的时候，就应该放弃薛定谔方程，然后宣布你的观察已经导致概率波坍缩了。

其实这个解释挺笨拙、武断的，且没有数学基础，它不能准确定义“观察”。其中必须要有人的介入吗？一只老鼠瞟一眼可以吗？一台计算机的探测呢？甚或一个细菌一个病毒轻轻碰一下呢？这样的“测量”能导致概率波的坍缩吗？

年复一年，实验者们不断证实薛定谔方程的有效性，不加任何修正，涵盖的粒子种类越来越多，我们完全有理由相信，对那些组成你、我以及其他一切物体的大块物质来说，量子力学也是成立的。

所有证据表明，无论涉及的粒子数目是多少，对于那些由基本粒子构成的东西来说薛定谔方程都是适用的。这意味着，薛定谔方程在测量的过程中也应该适用。

薛定谔方程是完全正确的，那么它不允许概率波以哥本哈根的方法坍缩，于是第三个新问题就来了——

概率波不会坍缩，那么我们如何才能从测量前存在的一系列可能结果，向测量后发现的唯一结果过渡呢？

于是，量子的多世界理论跳出来了。