在二十世纪之前，牛顿的三大定律和他的万有引力，构成了了解世界的经典物理学。
拿着这些定理可解释宏观世界的很多东西，比如日月星辰的形成和发展，江河湖海的流动，甚至家里的柴米油盐也可以解释。
所以在二十世纪之前，人们认为世界的真理是可以用经典物理学体系来驾驭。
结果进入到二十世纪之后，变了，人们认识到了微观世界，粒子、原子、原子核、质子。
这些小小的家伙，不仅肉眼直接看不到，最麻烦的是，无往不利的经典物理学也解释不了，这些小家伙表现出来的现象。
科学总是在探索未知的过程中，不断发展，不断完善的，于是人们开始对这些微观世界的小家伙进行解读。
而解读的开始，是来源于一次假说。
研究微观物理学体系的假说。
在1900年的时候，普朗克研究黑体辐射。
在这里说明一下什么叫黑体辐射？
任何物体都具备不断对外辐射电磁波，不断吸收电磁波，不断反射电磁波的性质。
当然物体在吸收电磁波的时候，是不会将全部照射的电磁波吸收，选择性的将一部分电磁波给反射回去。
而黑体是可以做到，将所有照射过来的电磁波，全部进行吸收。
（注：黑体也可以对外进行辐射，但不可以反射，甚至是透射。）
所以黑体在现实中是不存在的，想要研究的话，就只能通过一些非常类似黑体的物质发射出来的辐射进行研究。
而观察黑体辐射的最重要特征就是温度。
这就像是人站在太阳底下晒太阳一样的道理，晒的久了吸收的太阳光多了，身体的温度提高。（注：太阳光也是一种电磁波）
这是一种光和物质的交互作用。
普朗克在一遍遍的研究黑体辐射的过程中，为了方便研究，就提出了一种假设，能量的传输其实是不连续的，而是一份一份的。
这就像是一条光线，它并不是一条直线，而是由一条条的线段组成，对外传播的时候，这些线段的间隔非常非常小，肉眼看不到而已，以为是一条直线。
普朗克将这一份份的能量，起了一个名字——量子。
量子由此产生。
这个假说虽然很好的解释了，普朗克在观察黑体辐射过程中出现的很多现象，但这个假说却撼动了经典物理学。
在宏观中科学家们一直认为，能量的传输是连续不断的，从一个点到另一个点，没有所谓的最小单位，就是一条能量线在传输。
所以普朗克的这个假说被提出来之后，就被认为是对经典物理学的叛逆。
普朗克当然要表示反对了，但反对就要拿出相应的证据，最好是能观察到能量的这种不连续性的传播。
虽然普朗克是首先提出者，但他对于能量的不连续的观察研究一直就没有什么进展。
这件事到了1905年的时候，爱因斯坦出现了，他在研究光的传播，就是利用了普朗克的研究。
当然这种使用，不是说拿过来用，而不做任何的佐证。
爱因斯坦同样没有在现实中找到这种证据，但他通过数学分析的方法证明了，光就是分为一段一段的，而且还给这些一段段的光起了名字叫光量子。
说道这里，就得解释一下数学。
很多人理解的数学是计算，是几何的证明。其实数学是一个工具，它是所有学科的解读工具。
比如研究一份特殊的材料，可以通过两种方法来对制作这种材料，一种是不断的利用化学的方法，一项一项的实验，实验温度，实验添加其他材料的数量，实验融合的时间等等，对各种条件进行各种不同的组合实验。
听这个过程，就知道，这就相当于撞大运，撞住了就成功了，撞不住就得一直撞下去。
想要走捷径，就得需要在实验其他材料的时候，不断的积累，丰富资料库，比如一种材料在多长的时间，多高的温度，展现出来什么样的特性等等。
资料库丰富的足够多的时候，就会大概率降低制作新材料的时间。
但就算是这样，这种研究方法依然可以说是遥遥无期，因为一份材料什么时间点加入，哪怕前后差一秒，表现出来的特性都不一样。
为什么说材料学是天坑？想要研究出一份新材料很难，而想要研究出一份符合要求的材料更难。
第二种方法怎么研究材料呢？
通过数学来研究，建立模型，什么拓扑学、筛法等等，组合出一件工具，尝试研究材料的结果，推断中间出现的问题。
以图形，以数据，或者以图形和数据相结合的结果出现。
当然这种方法并不能真正的解决问题，它是为第一种方法指明一条道路。
就像对着研究者说：“看到了吗？它就你的前边，大胆的往前冲。加油！加油！”
虽然冲过去的一片区域依然是一片黑暗，但至少在三百六十度的方向上，好歹抓到了一个方向。
能把时间大大的压缩。
为什么说数学是自然科学之王呢？原因就在这里。
枯燥的纯理论数学，就是工具中的工具。
从光量子接着说。
所以光量子是否存在在当时没有依据，只是通过数学的方式进行了证明，确实有。
光量子出现之前，人们好不容易的接受了光是一种波，现在又要接受光量子。
在接受的过程中，就有了光的波动说和微粒说的争论，最终两个理论的争论以光具备波粒二象性的结果，走出了争论。
所以科学前沿的事，基本上一方拿着一种理论，另一方拿着另一种理论，双方不断地攻击对方无法解释的现象，然后用自己的理论去解释。
攻击来，攻击去，最终一个完美的理论就诞生。
那么光具有波粒二象性这个结论出来之后，人们发现能量和光不但具有量子的性质，其实在微观世界中的微观粒子也具备量子的性质。
最终量子力学诞生了。
（注：普朗克最终得到了1918年的诺贝尔物理学奖）
什么是量子力学
说到量子，都能把它有模有样的解释出来。
但说到量子力学，很多人都懵了，越解释越糊涂，越听越不明白。
比如那只很著名的薛定谔的猫。
把一只猫放在一个不透明的盒子里，盒子连接一个含有放射性原子核和有毒气体的实验装置。
原子衰变，毒气瓶打破，盒子里的猫会死，反之猫就会活着。
现在问题来了，打开盖子之前，猫是死的还是活的？
一般人的回答应该是，打开盖子看看，不就知道了？
但科学家说：“这不对，他问的是打开盖子之前的猫是死的还是活的？打开盖子之后，那是另外一个问题。”
问题回来了，那么到底是活的还是死的。
科学家们挠头，然后给出一个回答，你猜啊！
于是就出现了一只存在于盒子里既生又死的猫。
不禁要问了，这和量子力学有关系吗？
量子力学有一个特征就是不确定性。
盒子外面可以看做是宏观世界，答案往往只有一个结果，用经典物理学就能解释的了，很明确，而盒子里是微观世界，只有一个结果吗？不！是叠加结果，就像盒子里的猫一样即是活着也是死亡。
很绕是不是？
再换一个类似的例子，两个例子对比，或许会能搞明白一些。
在量子力学中有一个主流的的理论，叫退相干理论。
很绕口的一个名字，最重要的是看不明白。
它是这么理解的，说世界只有一个，但历史却又很多个。
这些个很多的历史，被分为粗粒历史和精细历史。
其中粗粒历史可以看做经典历史，只在宏观上现象，可以看到，可以摸到一个王朝的毁灭，一个文明的崛起，清清楚楚，结果只有一个。
而精细历史是微观历史，量子历史，一个王朝是否毁灭，这是概率，具有不缺性，所以就有了多历史的平行宇宙。
而人类只能观察到粗粒历史，想要感知精细历史，但只能感知一种，一旦感知接触了，其余的历史就会永久的消失，这就是量子相退干。
猫是叠加的，历史是叠加的，没有打开看之前的微观世界是叠加的。
那么这些东西和量子有什么关系呢？
量子力学对于人类来说，是一个巨大的黑暗区，了解的仅仅是火把照射的范围。
对于量子学中的一些现象，人类就像是在盲人摸象一样，一会摸出一条尾巴，一会摸出一条腿，一会摸出一个鼻子。
那么量子力学到底是什么？
蛇？墙？柱子？
是，也不是。
所以现在对于量子力学来说，人类了解的各种理论，都是有缺陷的，没办法把这件事说清楚。
回归到上文提到的量子力学解释微观世界的说法中。
量子力学是描述电子、质子、中子的，那么用量子力学去找寻它们的位置可以吗？
结合薛定谔的猫，以及量子退相干理论来解释。
答案是不可以。
确切的位置是不能确定的，但可以确定这些微观粒子出现的大概几个位置，针对这几个位置进行严密监控，就能找到要找的微观粒子了。
怎么判断这几个位置呢？
这就需要利用波函数进行测量了。
在微观世界中，还有一个非常奇特的现象，不可拷贝，但可以传输。
利用这个原理，可以做这么一件事。
将一个微小物体的所有信息复刻到一堆材料当中，然后将这堆材料从这个微小物体这里出发，接着在另一个地方将这些复刻的材料接受，并组合起来。
这个时候，就出现了一个有趣的事，因为微观世界具有不可复刻性，原来的微小物体就会被彻底破坏掉。
那么给人的一种外在表现就是，微小物体从原来的位置消失，出现在了接受位置。
想象一下科幻电影里的传输机，人从一个地方传输到另一个地方。
试问，传输过去的人，还是原来的人吗？
