隐形传送(3)
隐形传送和量子理论
根据牛顿的理论，隐形传送无疑是不可能成立的。牛顿的定律建立在物质由微型、坚硬的弹球组成这一观点的基础上。物体不被施加外力就不会移动；物体不会突然消失和在他处重新出现。
但在量子理论中，那恰恰是微粒可以做到的事情。居于绝对统治地位250年的牛顿定律在1925年被推翻，韦纳·海森堡、埃尔文·薛定谔和他们的同事们发展出了量子理论。在分析原子的怪异属性时，物理学家们发现电子像波一样运动，而且它们可以在原子内看似无序的运动中作出量子跃迁（quantum leap）。
与这些量子波联系最密切的人是维也纳出生的物理学家埃尔文·薛定谔，他写下了以他名字命名的著名波动方程，物理学和化学领域中最重要的方程式之一。物理学研究生阶段的全部课程都致力于解答他著名的方程式，物理学图书馆的墙整面都摆满了检验其深远影响的著作。原则上，化学的全部内容可以归纳为对这一方程的解答。
在1905年，爱因斯坦证明光波具备粒子的性质，也就是说，它们可以被描述为名叫光子（photon）的能量包（packet of energy）。但是到20世纪20年代，薛定谔越来越觉得反过来也是正确的：像电子这样的粒子可以表现出波的行为。这一假想首先由法国物理学家路易·德布罗意（Louis de Broglie）提出，他因这一推测赢得了诺贝尔奖（在大学，我们向本科生论证这一点。我们在一个阴极射线管——比如通常能在电视机里找到的那些——里面点燃电子。电子穿过一个微小的洞，所以通常你可以看到一个电子撞击电视机屏幕留下的小点，而不是如你以为的那样，当一股波——而非一个点状微粒，穿过一个洞会留下同心的波状环）。
有一天，薛定谔就这一奇特现象作了一个讲座。他受到了一位物理学家同行彼得·德拜（Peter Debye）的挑战，他问薛定谔：如果电子是用波来描述的，那么它们的波动方程是什么？
自从牛顿创造了微积分，物理学家们得以用微分方程描述波，因此薛定谔将德拜的问题——写出微分方程当成一项挑战。那个月薛定谔外出度假，当回来的时候他已经写出了方程。正如在他之前的麦克斯韦采用法拉第的力场，提炼出了光的麦克斯韦方程；薛定谔采用德布罗意的物质波，提炼出了光子的薛定谔方程。
（科学史家们作了些努力，试图搜索出薛定谔发现永久改变现代物理学和化学面貌的方程时究竟做了什么。显然，薛定谔是自由之爱的信奉者，并且一直由情人们或者他的妻子陪伴着度假。他甚至保留有一份关于他所有为数众多的情人们的详细日记存档，对每一次相会都精心作了编码。历史学家现在认为，在他发现方程的那个星期，他与他的一位女友住在阿尔卑斯山的赫维格别墅。）
当薛定谔开始解决氢原子的方程时，他相当吃惊地发现氢的确切能级已经被前辈物理学家仔细地编写了下来。他随即意识到，尼尔斯·玻尔显示电子绕着原子核高速运动的旧原子结构图（甚至今天在需要标示现代科学的时候它仍被使用在书本和广告中）其实是错误的。轨道应该用包围原子核的波来代替。
薛定谔的工作成果还给物理学界带来了冲击波。突然间物理学家得以仔细观看原子自身内部，细致观察组成其电子壳的波，并且为这些能级选出完美符合其数据的精确预测。
但仍有一个甚至今天还时常困扰物理学家的烦人问题。如果电子可以用一种波来描述，那波动是什么样的？这已经被物理学家麦克斯·玻恩（Max Born）解答了，他说这些波其实是几率波（wave of probability）。这些波只是告诉你在任意地点和任意时刻找到某个特定电子的可能性。换言之，电子是一种粒子，但找到那个粒子的概率由薛定谔的波提供。波越大，在那一点找到特定粒子的可能性越大。
有了这些进展，突然间偶然性和概率被直接引入了物理学的核心，它们先前已经给我们带来粒子的精确预测和详细轨迹，从行星到彗星到炮弹。
这一不确定性最终在海森堡提出测不准原理的时候被他制定为规则，也就是你不可能同时既知道一个电子准确的速度又知道它的位置，你同样不可能知道特定时间中测量出的它的确切能量。在量子水平，一切的基本定律常识都遭到了违反：电子会消失，并在他处重新出现，而且电子可以在同一时刻存在于许多位置上。
（具有讽刺意味的是，量子理论的教父、在1905年协助促成革命开始的爱因斯坦，还有薛定谔——给予了我们波动方程的人，对于将偶然性引入基础物理学感到惊恐万分。爱因斯坦写道：“量子力学急需获得高度尊重。但一些来自内部的声音告诉我们这不是真正的雅各布。这一理论贡献良多，但它几乎一点也没有让我们更加靠近上帝的秘密。就我来说，至少，我确信他不玩骰子。”）
