我們知道用電來加熱燈絲，就會發光，但燈芯的溫度與其產生光的顏色之間的關係，或許有人會對其產生疑問。蒲朗克用乙個特殊的管狀裝置
——黑體輻射器，它可以加熱到極其精確的溫度，並用來測量光所產生的顏色和頻率，但我們平常幾乎看不到藍色，為什麼藍色的產生要比紅色更難。在光譜的最遠端，超出藍色之後，就是紫外線，其產生難度可想而知。即使觀察如太陽那般火熱的物體，對於太陽而言，其溫度達到5500攝氏度，所產生光的大部分都為可見光，考慮到其炙熱的溫度，紫外光卻微乎其微。到底是為什麼紫外光的產生如此之難，這就是所謂的紫外災難。因此蒲朗克將光的顏色、頻率和其能量聯絡起來。
在之後的乙個實驗裝置——火花隙儀器中，旋轉圓盤，從而能產生巨大的電壓，進而導致迸發出的火花，穿過兩個金屬球之間的縫隙，但用強光源照射這些球體，可以使火花更容易穿越縫隙，因此推測光與電之間存在著某種聯絡。
另外物理課本中的乙個實驗：金箔驗電器，先為其施加額外電子迫使兩片金箔分開，先用紅燈實驗，照射其金屬片表面，毫無變化，增加光強度，依然如此。再用富含紫外線的藍色燈實驗，瞬間兩片金箔合攏了。光顯然可以移除金箔上的靜電荷，但為何紫外光的效果卻比紅光明顯呢。這個新的謎題被稱為光電效應。
從科學的角度光是一種波。像是水面上的波紋一樣，光是以能量波的形式在空中傳播，但光波理論在解釋紫外災難和光電效應時就顯得力不從心了。如果光真是波，越強的光則應能擊退越多的電子，但事實並非如此。儘管紅光很強但金箔依然紋絲不動，奇怪的是微弱的紫外光卻能在幾秒內就能奏效，所以將光當作波並不能解決難題。
愛因斯坦認為我們需要將光看作是微小如子彈般的粒子，用來形容光粒子的術語正是量子，乙個量子就是一小股能量，愛因斯坦的光量子理論成功解決了蒲朗克對燈泡的疑惑。紫外線之所以微乎其微，是因為產生紫外光量子需要巨大的能量，是產生普通光量子的100倍以上，難怪在燈光中不存在。
用乙個電子槍向一塊前面設有兩條細縫的螢幕發射，從而使得電子先通過兩條細縫，在擊中其後面的螢幕。用水波代替電子束做相同的實驗，在投影儀之前放置了乙個水波紋水箱，並用乙個小裝置製造水波，使其通過兩個狹縫，投影儀將水波紋的影象投影在牆面，水波從一側進入並擠進這兩個狹縫，然後傳播到另一側並相互干擾著彼此。這意味著一束波的波峰與另一束波的波峰相遇時，它們會疊加增強，但當一束波的波峰遇到另一束波的波谷時，它們則會抵消。這使得這些特徵線形成，極具波特徵的條紋圖案，黑白相間條紋，只要看到黑白相間這種波特徵圖案，那麼你將確定無疑的是該物體具有波動性。
另外回頭看電子束實驗，發射出來的電子，即那些細小的固體粒子，穿過兩條狹縫後在螢幕上所形成了幾乎相同的圖案，黑白相間條紋。首先光長久以來被認為是一種波，卻被發現具有粒子性。而電子長久以來被認為是一種粒子，結果卻被發現具有波動性。但奇怪的是這種波紋圖案的形成並不僅僅是因為一整束電子的結果。每次僅僅發射乙個單獨的電子，讓其通過狹縫到螢幕，最初，每個電子似乎隨機分布在整塊螢幕上，但隨著時間推移，圖案逐漸顯現，形成了波特徵的條紋。回想之前水箱波紋實驗之所以形成波特徵條紋，是因為每個波紋都同時穿過了兩條狹縫，並使其被分割的兩部分相互干擾。但現在，每個單獨的電子，在達到螢幕之前，穿越過兩個狹縫的是其本身單獨的乙個粒子，而且即便如此，每個單獨的電子仍然最終可以形成波特徵條紋。也就是說每個電子都必須具有波動性。為了解釋這個奇怪的實驗結果，尼爾斯·玻爾和他的同事們創立了量子力學，一套光與物質的瘋狂理論。根據量子力學，我們不能把穿越過狹縫的物體形容為乙個實體物件，我們唯一能說的是這些電子可能具有概率，這種概率波以某種方式穿越兩條狹縫，並形成干涉，就如同水波那樣，當其達到螢幕時，剛才那具有靈魂般概率的電子又神秘地變回實體。做乙個模擬，旋轉一枚硬幣，那麼只要它在旋轉，我們就無法分辨出正面或反面，但如果我把它擋住，強迫它做出抉擇，假如是正面，所以之前，它的狀態似乎並不僅僅只是正和反的區分，而是兩者的混合，但是一旦我把它擋住，我就強迫它做出了決定。這就是玻爾和他的支持者們聲稱的電子的真實狀態。玻爾聲稱，在測量之前我們無法得知電子的確切位置，還不僅僅只是無法得知電子位置，更奇怪的是電子本身同時處於各處。玻爾說只有通過觀測我們才能使它們的位置變成真實存在。這個觀點成為了後人熟知的哥本哈根解釋，儘管看起來很有說服力，很多人還是無法接受玻爾的觀點。在接下來的十年裡，愛因斯坦和玻爾進行了激烈的爭論，爭論的焦點是量子力學是否意味著對實在的否定。愛因斯坦論點的核心，是量子力學中的乙個概念：糾纏。
糾纏是一對運命相互交織的量子之間，那種特殊而又極其密切的聯絡。比如說，如果它們是在同一事件中產生的兩個量子，將這兩個粒子當做兩個旋轉的硬幣來試著解釋這一現象。想想一下這兩個硬幣就是兩個電子，它們是同一事件中產生的，然後彼此分開，量子力學表明：因為他們是一起產生的，它們之間就發生了糾纏，它們之間的一些特性就永遠聯結在了一起，無論他們身處何處。之前哥本哈根解釋說：除非你去測量著兩個硬幣，否則它們就既非正也非反，事實上，正和反的概念都不會存在，而糾纏使這種奇怪的現象更加詭異。當我們擋住第乙個硬幣讓它變成正後，由於這兩個硬幣因糾纏聯結在一起，第二個硬幣就會同時變成反面。更重要的一點是我無法**我測量的結果如何，只知道他們的狀態會永遠相反。因為這意味著這兩個硬幣之間的聯絡太過詭異而無法想象，就好像兩個硬幣之間存在秘密的通訊，而這種通訊能瞬間穿越時空。愛因斯坦拒絕相信這種瞬時的能超越光速的通訊的存在。他的相對論表明沒什麼能比光速還快，即使是資訊也不能。那麼乙個硬幣怎麼能瞬間就知道另乙個硬幣的行為呢。愛因斯坦相信存在乙個更簡明的解釋，硬幣最終的狀態，早在我們觀測之前就已經決定了。他說儘管硬幣看起來好像是在觀測瞬間才決定他的狀態，比如說正，而事實上硬幣的狀態很早之前就已經決定了。
如何才能決定事物是否真實存在，如何在不進行觀察的情況決定事物的存在與否，約翰·貝爾想出了乙個絕佳的辦法。乙個簡單數學方程：p(a,c)-p(b,a)-p(b,c)≤1。
十幾年後，約翰·克勞澤建起了第乙個也是至關重要的乙個對量子力學進行檢測的實驗。這裡，晶體將一束雷射轉換成相互糾纏的光量子，變成兩束極精密的光束，光子依次通過實驗裝置，又被反射回來，直至到達探測器。通過實驗我們證實了：兩個糾纏光子的特性，不可能在一開始就被決定了，而是在我們測量時才真實存在。
滿是坑的量子力學
現狀 量子力學所謂詭異的問題 粒子雙縫實驗中出現的量子退相干現象如下 左邊有一把粒子槍，每次只射出乙個粒子，中間有雙縫，右邊有接收屏。如果不做任何其他操作會在接收屏出現粒子干涉條紋，而當我們在雙縫旁邊放乙個觀測器觀察時，干涉條紋會消失。好神奇 很多人煞有介事的觀點 只需要觀測，就能影響實驗結果。著名...
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量子力學是不完備的？
作為量子力學的奠基人之一，愛因斯坦因為使用量子來解釋光電效應而獲得了諾貝爾獎，但其一生中，卻與當時量子力學主流格格不入。其對量子力學的質疑即為 量子力學是不完備的。隨著科學的發展，量子力學得到了越來越多的證實，應用範圍也越來越廣泛，支援愛因斯坦的科學家也越來越少，為了證明局域實在理論和量子力學哪個是...