台中自然科學博物館-量力而微：量子科學特展
**強調，本人我非科學家無法講出很專業的用詞，本篇僅用我白話的方式介紹量子力學，以及其帶給後人的哲學性，本篇適合對量子力學初階認識、不認識的人。
欲更全面了解，推薦觀看影片：泛科學，介紹量子力學，這篇長達一小時的內容，有更深入且扎實的科學說明。愛因斯坦：上帝不擲骰子
1.簡單介紹量子力學
量子力學是一門研究微觀粒子（例如電子、光子）行為的物理理論。它發現這些粒子不像日常物體那樣運動，而是同時具有「粒子性」與「波動性」。
最經典的例子是「雙縫實驗」：
當電子一顆一顆地射向有兩條縫的板子時，最後在後方螢幕上出現的不是兩條痕跡，而是像波一樣的干涉條紋。 這代表電子在沒被觀測時，像波一樣同時通過兩條縫；但一旦有人觀察，它就表現得像粒子，只通過其中一條。
因此，量子力學用「機率」來描述這些粒子的狀態，而不是確定的軌跡。
2.薛丁格的貓
在量子的世界，一個粒子可存在不同的狀態與位置，直到有人「觀察」，才會「決定」自己的狀態，這就是疊加狀態。
大家可能有聽過薛丁格的貓（Schrödinger’s Cat）？
即是由科學家薛丁格提出來要反對量子力學的機率性，簡單來說就是：量子世界的機率狀態，在未觀測前不能簡單地用日常邏輯來理解。這個實驗反而更簡單的論述量子力學。
薛丁格設計了一個「想像實驗」來指出量子力學有多奇怪：
(1)想像一個盒子裡有：
- 一隻貓
- 一個放射性原子（會不會衰變是機率事件）
- 一個裝置：只要原子衰變，就會打開毒氣 → 貓死掉
(2) 根據量子力學：
放射性原子在測量前是「衰變 + 未衰變」的疊加狀態。
(3)那貓就被迫跟著變成：
活著 + 死了 同時存在的疊加狀態
（因為貓的生命狀態依賴於原子）
(4)只有當你打開盒子觀測時：
- 才會讓狀態「塌縮」
- 變成你看到的 活貓 或 死貓 其中一種
這個研究本意是要推翻哥本哈根詮釋派對於量子力學的看法，殊不知直接變成量子力學極具代表的有趣與可觀測性。
舉例，就像小孩子說他在房間寫作業：
- 觀測：打開房間的門看到小孩在書桌前寫作業，得到他有認真寫作業的結果
- 不觀測：不打開房門，你不知道小孩在房間裡，到底有沒有認真在寫作業
- 疊加狀態：有在寫?沒在寫?要寫不寫??
- 你要打開門才會知道。
3.展覽的帶入與巧思
人的一生像一個波函數：沒做選擇前，一切都是可能。
即使我已經知道「量子力學」這個理論好幾年，難以理解科學的我，對於這四個字還是又熟悉又陌生呀！這個展覽貼心之處就在於，從入口開始、一步一步引導帶我們了解：
- 量子力學是怎麼被發現且被定義的？
- 波也是粒子、粒子也是波？
- 波爾是誰？
- 愛因斯坦主張什麼？
- 薛丁格的貓是是什麼？
- 疊加狀態又是什麼？
- 愛因斯坦與波爾的辯論(私心覺得這邊最有趣)
- 量子力學生活中應用在哪裡，台灣也有相關應用產業
- 千萬不要忘記與科學家合照
*對有點基礎又不是非常能講出原理的我而言，是剛剛好逛展覽的程度。蠻推薦來科博館可以順便逛逛，再透過展覽更理解「量子力學」的哲學有趣。
4.知名的科學家
波爾：量子世界本質上就是機率性的
在量子力學最著名的科學家裡面，其中最經典的就是決定論派（Determinism）的愛因斯坦與哥本哈根詮釋派（Copenhagen Interpretation）的波爾。
在20世紀初，他們為量子力學作辯論，而得到了經典的對話，真的可以去現場看看兩位科學家最真實的辯論。
(1)愛因斯坦：決定論派（Determinism）
- 核心信念：世界是確定的、規律的、可被完全描述的。
- 反對量子力學的機率性，名言就是：「上帝不擲骰子。」
- 認為目前人類對量子力學的了解是不完整的，應該有更深的隱藏變數。
—》代表風格：宇宙應是可以被完整預測的。
(2)波爾：哥本哈根詮釋（Copenhagen Interpretation）
- 核心信念：量子世界本質上就是機率性的。
- 粒子在被測量前沒有確定狀態，只存在「機率波」的分布。
- 強調「觀測會改變系統」，測量決定結果。
—》代表風格：宇宙不是固定的，而是以機率運作，觀測才讓事情成真。
(3)薛丁格：波動派（Wave Mechanics）＋ 反對哥本哈根詮釋
- 他創立了 波動力學（Wave Mechanics），用波函數來描述量子狀態。
- 他本質上不喜歡「粒子在測量前沒有確定狀態」這件事。
- 薛丁格的貓就是一種抗議：「你們說粒子是‘又在又不在’？那套到貓身上就很荒謬吧！」
—》所以他更靠向 “量子理論還沒講清楚全部真相” 的陣營。
5.科學家的思辨
宇宙是確定的，還是隨機的？
現場展佈也直接將兩人的辯論對話做出來，這點我覺得是互動性極強的一個環節，藉由點擊螢幕，選擇聽他們辯論的議題，可以得到他們雙方對於你的問題-各自的解答。
「如果沒有人類，月亮還會在那嗎？」
「薛丁格的貓是真的又死又活，還是我們對這世界的誤解？」
「世界是否需要觀察者，來讓一切成為現實？」
「如果人類是量子疊加，那我們是否同時活在不同選擇之中？」
你怎麼想呢？想知道科學家怎麼辯論，請去展覽看吧！
我本質是認同愛因斯坦的決定論派，也許一百年後人類才會有真正的答案，現階段就是人類還無法破解量子力學的神祕，才會搞得大家對於貓咪是死是活還能炒成一片。
但思想上非常認同波爾這不正統的觀測立場，強調「觀測會改變系統」，這件事非常生活化，也具哲學性，對於未知的事情，我們本來就是未知的疊加狀態，這世界除了0跟1，還會有中間變化的疊加狀態。
6.哲學思考
人生是命中註定，還是自由創造？
量子力學的概念，會有引人省思的哲學問題：
(1)量子力學裡，觀測會改變結果，那我們看世界的方式，會不會其實就是在「創造」世界？
--》以觀測會改變結果這個論點去看，假如果我原本是個不會去看大自然的人，我觀測(注意)到了這個世界大自然的美麗，我就會注意更多的大自然(天空、花、草、樹木)，我看世界的角度就會有更多大自然的美、更多角度。那這個世界有任何改變嗎？沒有。但是我看到的世界變美了、我感受到了更美的世界，那就是我為自己創造了全新的視野。
觀察不是中立的。我們每一次看世界，其實也在「決定世界怎麼樣」，你關注什麼，就會強化什麼。
(2)薛丁格的貓，我們的「人生狀態」也像未被測量的貓，在未被看見前，我們是否都有「活著與死去」的自己？
--》只要你沒有做選擇，你會有很多版本都同時存在(疊加狀態)。你可能會變得更勇敢、可能會放棄自己、可能會踏出去冒險、可能會滯留在原地，這些都是你，還在腦中、還沒做出決定(打開盒子)的你。
但你永遠只能活出你願意看見、願意承認、願意選擇的那一個自己(打開盒子後只會有一種結果)。
7.來張合照吧
展覽到最後，經過工作人員的引導，我們可以與鏡頭互動，拍下一張屬於你與科學家們的世紀合照。
8.展覽資訊
量力而微：量子科學特展
- 指導單位：
國家科學及技術委員會、教育部 - 主辦單位：
台灣物理學會、物理研究推動中心、國立自然科學博物館 - 協辦單位：
中央研究院、中央研究院關鍵議題研究中心、量子系統推動小組、國立臺灣大學、國立成功大學前沿量子科技研究中心、國立中央大學物理學系 - 贊助單位：
財團法人台積電文教基金會 - 展示時間：
2025/06/14 ~ 2026/04/14 - 展示地點：
國立自然科學博物館第二特展室 - 門票：成人120元(購票可參觀該區所有展)
- 資訊連結：活動網站
