在量子世界當中，會出現「量子糾纏」、「平行宇宙」等神奇的狀態。它們對當代的文學、哲學產生了重要影響。
 

 
「量子糾纏」示意圖。當轉動一個粒子，則與它處於糾纏狀態的那個，也會相應轉動。
 

 
著名劇集《星際迷航》中的「時空穿梭」過程，可以用「平行宇宙」理論來解釋。
 

 
漫畫家筆下的「薛定諤的貓」，貓真的會處於「既是活的，又是死的」狀態嗎？

　　量子論被公認為是科學史上最成功的、被實驗結果符合最好的理論，但另一方面，它卻和人類日常生活的經驗如此格格不入。

　　如今，很多實驗物理學家還在驗證這一理論在80年前所做的基本假設。物理學家們依然還在為這個理論頭疼不已。著名物理學家費曼就曾說：「我敢肯定，現在沒有一個人能夠懂得量子力學。」儘管已經走過百年歷史，它還有無數的謎尚待解開。

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　　微觀與宏觀，水火不兼容

　　物理學家常常會說「傳統物理學認為如何如何，量子物理學則認為如何如何」或者「客觀現實中如何如何，但量子世界裡卻如何如何」這樣的「鬼話」。量子物理學家告訴我們，物質在被測量之前是不確定的。「不確定性」是量子世界的基本法則。「觀測」是在不確定的量子世界和確定的現實之間轉化的關鍵。那麼，神秘的量子世界和日常的現實世界到底能否兼容呢？在經典極限情況下，通過合理的近似，量子理論可以自動過渡到經典世界的物理理論。但如何描述這兩個世界的交界面，成了量子論過不去的一個坎。直到現在，理論物理學家仍然未能將兩者恰當地聯繫起來。

　　「哥本哈根學派」認為，物質在被觀測之前，是處於一種不確定的疊加態的。為了反駁這種觀點，證實量子力學在宏觀層面是不完整的，德國物理學家薛定諤設計出物理學史上最著名的動物：薛定諤的貓。

　　這是一個思想實驗：不透明的箱子裡裝著一隻貓，箱子中另外還有一個原子衰變裝置，原子會隨機發生衰變，一旦衰變發生，就會激發一系列連鎖反應，最終打破箱子裡的毒氣罐而毒死貓，反之貓則活。在打開箱子觀測那一瞬間之前，原子的衰變和貓的死活都處於一種疊加態，只有當打開箱子的一剎那，貓的死活才確定下來。所以，在打開箱子之前，貓既是死的，又是活的。問題是，現實中的貓怎麼可能是「既死又活」的呢？我們的常識中，貓要麼是死的，要麼是活的。量子論無法解釋現實世界，這成了量子論無數個困惑之謎中最神秘的一點。

　　「薛定諤的貓」出現之後，物理和哲學界就客觀世界和人的意識的決定因素產生了一場大討論：如果人的觀測能決定貓的生死，那是否人的意識也會決定客觀世界的走向呢？

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　　同一個世界，很多個宇宙？

　　「雖然我支持在無數個宇宙中存在著無數個Sheldon的『平行宇宙理論』，我還是像你保證，沒有任何一個宇宙中的我會和你跳舞。」《生活大爆炸》中，「宅男」Sheldon這麼回復美女Penny的邀舞請求。

　　為了解決與現實世界兼容的問題，無數物理學家嘗試了各種理論，最著名的恐怕就是上世紀50年代興起的「平行宇宙」(多世界理論)。

　　支持這個理論的科學家認為，「薛定諤的貓」實驗中，箱子在被打開觀測之前，與其說貓處於一種既死又活的狀態，不如說這隻貓同時處於不同的「宇宙」中。有的「宇宙」中貓是活的，有的「宇宙」中貓是死的。聽起來是不是很奇怪？但這個理論的確成功避開了很多問題，將微觀和宏觀世界聯繫在了一起。

　　然而，即使到現在，這個理論依然如此前衛，令人無法理解。最近20年間，它才開始受到人們的關注，並成為量子力學的熱門理論。霍金甚至將這一理論用到解釋時空旅行中：因為平行宇宙的存在，時間線產生了分叉，出現了多重「歷史」，人們因此可能可以進行時空旅行。這一解釋也解決了此前人們在時空旅行中關於「殺死過去的我」的悖論。

　　現在，「多世界理論」演化出的「時空穿梭」已經成為很多科幻作品中的主題。但這個理論完全是嚴格遵循數學方程演化得來的結果，其前提認為所有「宇宙」都包容在同一個「時空」中，而這個「時空」是多維度的，霍金所提出的進行「時空旅行」的「蟲洞」目前只存在於理論層面，還沒有任何物理證據證明其真實存在。

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　　量子糾纏，挑戰光速

　　「量子糾纏」現象是說，一個粒子衰變成兩個粒子，朝相反的兩個方向飛去，同時會發生向左或向右的自旋。如果其中一個粒子發生「左旋」，則另一個必定發生「右旋」。兩者保持總體守恆。也就是說，兩個處於「糾纏態」的粒子，無論相隔多遠，同時測量時都會「感知」對方的狀態。那麼，這兩個粒子如何實現瞬間的溝通，這種感知是否是超光速的，這是否違背了相對論呢？

　　在量子力學中，微觀物質很可能的確展現出和日常生活中的常識相悖的情況。「在物理世界中，某些定義的速度是可以超越真空光速的，但是到目前為止，還沒有一個可以讓人信服的實驗結果支持『物理信號可以超越真空光速』這一論斷。」中科院量子信息重點實驗室副主任周正威強調。

　　在現實世界中，不可能在人和石頭之間建立某種感應，不經接觸就令石頭發生改變。但瞬間感應可能發生在量子世界中。愛因斯坦不滿地將「量子糾纏」稱為「遙遠的鬼魅行為」。

　　20世紀下半葉至今的各類實驗中，不斷有人證實各種超光速現象的出現。1982年，巴黎大學的物理學家證實，亞原子粒子在向相反方向發射後，在運動時依然可以彼此互通信息。2008年，日內瓦大學的物理學家再次進行類似實驗。這次，兩個相互感應的粒子距離超過17千米。奧地利科學家蔡林格(Anton Zeilinger)甚至在兩個相距144千米的島嶼之間觀測到光子的量子糾纏現象。

　　儘管如此，依然沒人能讓物理信號超越光速。

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　　量子論不是

　　「絕對真理」

　　量子論是20世紀出現的最成功的理論，它和相對論成為現代物理學的兩大基石，但這兩個基石之間卻互不包容，又都不完整。相對論很好地解釋了時空扭曲等問題，改變了人類的時空觀；量子論的各種假設雖然不斷被實驗所證實，它或許也能幫助人類理解宇宙為何憑空而生，但卻始終沒法解釋量子世界和宏觀世界的交界面上所發生的一切。

　　為了將量子論和相對論結合起來，理論界出現了如「量子引力」、「超弦」等更加複雜難懂的理論。可以肯定，如果將來出現一個能替代量子論的理論，它必定能首先解釋，為什麼現有的各種實驗能夠如此符合量子理論。

　　費曼曾說，「我們要記住，或許有一天量子理論會被證明是失敗的，因為它和我們日常的生活經驗、哲學是如此地不同。」

　　而理論物理學家曾謹言也在《物理》雜誌所發表的《量子物理學百年回顧》一文中表達了他的看法：「迄今所有實驗都肯定了量子力學的正確性，但這只表明：它在人類迄今實踐所及的領域是正確的。量子力學並非絕對真理。量子力學並沒有，也不可能關閉人們進一步認識自然界的道路。量子力學與廣義相對論之間的矛盾並未解決。」