走近2050：注意力、互联网与人工智能

稍微了解一点量子力学的人都知道，关于光究竟是粒子还是波的争论是量子力学的起点。我们也都知道，科学家们最终给出的答案是：光既是粒子又是波，或者既不是粒子也不是波。它时而展现出波的特性（例如干涉、衍射），时而展现出粒子的特性（当我们测量它的位置或动量的时候）。

然而，我们不了解的是，波动性意味着什么？粒子性又意味着什么？光既是粒子又是波能怎样？似乎尚没有教科书能够回答我们这样的问题。事实上，波和粒子最大的区别就在于：波是一种“软件”，而粒子则是一种“硬件”，它们位于不同层次。为了理解这种说法，我们看下面这个有趣的例子。

假设有一根高高的旗杆，旗杆上挂着一条长长的绳子，如图 8-1 所示。我们在底端抖动一下绳子，就会看到一个波浪从我这里出发，朝旗杆顶端滑行而去——这是一个波包，它仿佛是一个全新的物体一样运动着。

相应地，我们可以从地面向上投掷一个小球，那么这个球就是一个实实在在的粒子。绳子上的波包和抛到空中的小球有何不同呢？一个有意思的区别是，由于波包不是一个实在的物体，因此它并不受万有引力的影响，也就是说波包向上运行的速度不会减慢。而小球却不是这样的，由于引力的作用，它会变得越来越慢。

波包是一种波，也相当于在绳子介质之上形成的一种软件——它是绳子之上拼出来的一种构型；而小球则是实实在在的硬件，它们位于不同的层次。所以，波与粒子的本质区别就是软件和硬件的区别。

现在，量子力学中的波粒二象性却告诉我们，微观粒子既是一种软件，又是一种硬件。然而，这怎么可能呢？如果一个东西既是粒子又是波，那就意味着它会同时位于两个层次。你能想象你电脑屏幕上一个动画中的小球和屏幕外的小球是同一个东西吗？显然，经典世界不允许这样跨层次的存在。