知乎盐选会员精选文章在上一站关于对量子进行测量的内容里，我们刚刚见识了一组奇妙的关于粒子自旋属性的有趣实验，但是关于自旋这个神奇的粒子属性，其实我们了解的还远远不够。
我们了解到微观粒子都带有不同属性的自旋参数，但这影响的可不仅仅是在磁场中会如何偏转的问题，它所具有的物理学意义要深远得多，深远到于我们整个宇宙的基础结构都与之紧密相关。
那我们这一站，就从和自旋有关的粒子故事说开去，来深入了解下为什么从微观粒子的自旋特性能一直追溯到我们整个宇宙的底层结构上去。
我们又要谈到量子物理开创年代的那些历史老故事了。
我们先倒回到一百多年前的岁月，不过这次我们要从一个印度的物理学家说起。这位印度的物理学家全名叫萨特延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose），我们就叫他玻色（对，就是玻色子那个玻色）。
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萨特延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose，1894 年 1 月 1 日—1974 年 2 月 4 日）
玻色出生于印度西孟加拉邦的加尔各答，是家里七名孩子中的长子。因为他从小理科成绩就很好，所以他大学毕业后就做了物理学系的讲师。1921 年他转到了当时成立不久的达卡大学物理学系，一边讲课教学，一边研究自己喜爱的量子力学，在这里他的好运突然降临了。
本来他只是一个普通的物理学讲师，并不是做前沿研究的，不过他也经常要给学生讲述当时物理学最新的各种理论进展。
有一天他讲课时正好讲到光电效应和黑体辐射时的紫外灾难，他打算推算一组公式以便向学生展示理论预测的结果与实验的不合之处，但是他在推算的时候犯了一个统计学上的错误，可这个错误的推算竟然得出了正确的和实验相符的结果，于是这堂课就变成了车祸现场，玻色呆立在讲台上吃惊地看着自己推算的结论，但他马上意识到是自己弄错了。
玻色到底犯了什么错误呢？
这是一个初学概率统计的学生其实都很容易犯的错误。
类似于：比如说我们要从一个盒子里抓棋子出来，盒子里本来有四枚棋子，两黑两白，我们随机抓出两粒的话，请问抓出两枚黑子的概率应该是多少？
学过一点概率统计的同学立刻就能知道，这个概率应该是 1/6。
因为从抓出的棋子颜色组合再算上抓取顺序可能有十二种可能性，分别是「黑 1 黑 2」、「黑 2 黑 1」、「黑 1 白 1」、「黑 1 白 2」、「黑 2 白 1」、「黑 2 白 2」，「白 1 黑 1」、「白 1 黑 2」、「白 2 黑 1」、「白 2 黑 2」和「白 1 白 2」、「白 2 白 1」，每种组合的可能性都是 1/12，而有两颗黑子的组合情况有两种，所以就是 2× (1/12) = 1/6
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但是玻色当时把两个黑棋和两个白棋都当成一样的了，那么就没有黑 1 黑 2 的区别了，排列就只剩下黑黑，黑白，白黑和白白四种，那么抓出两个黑子的概率就成了 1/4。这明显是没有区分同色的不同棋子带来的计算错误，可是问题是，这样算出来的结果居然是对的！
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为什么错误的数学逻辑反而得到了正确的物理结论？
聪明的玻色立刻意识到，这个错误里面也许是蕴含了什么未知的东西，于是他继续研究下去，然后突然他意识到，也许我们就是不能用区分现实物体的观念去区分光子呢？也许光子就是无法彼此区分的呢？
玻色顺着这个荒诞的思路想下去，越想越觉得有道理。然后他干脆写出了一篇《普朗克定律与光量子假说》的论文来阐述他的想法。
在该文中，玻色首次提出经典物理的统计方法不适合微观粒子的观点，他认为是因为海森堡不确定性原理导致变动构成的影响，我们需要一种全新的统计方法，一种把不同粒子都看成相同粒子的统计方法。
但这个想法太不符合人们的日常逻辑了，所以玻色完成这篇论文后把文章寄给一些当地的学术杂志，可是却没有任何一家杂志愿意发表这篇看起来充满低级错误的论文，生怕被这个名不见经传的家伙把自己杂志的招牌给弄砸了。
于是，万般无奈下，玻色突发奇想，直接将文章寄给了当时大名鼎鼎的爱因斯坦，想看看大科学家对自己的怪异想法有没有什么意见。
果然，爱因斯坦何许人也，他其实早就注意到了类似的问题，也有一些模糊的想法了，所以一看到此文立刻感觉与自己的理念不谋而合。于是爱因斯坦不仅帮玻色把论文亲自翻译成德文，并在德国的物理学期刊上发表了此论文，而且还写了篇赞同的论文一起发表。
从此，量子理论里面一个崭新的粒子特性：「全同性」出现了。
准确说，玻色发现的全同性应该叫做「玻色子的全同效应」，因为两年之后，著名物理学家恩里克·费米（Enrico Fermi，1901—1954）又发现了另外一类拥有全同效应但不同属性的全同粒子，被称为费米子。
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恩利克·费米（意大利文：Enrico Fermi，1901 年 9 月 29 日—1954 年 11 月 28 日）
玻色子和费米子有什么区别呢？
主要区别就是自旋的属性不一样。
玻色子是指所有自旋角动量数值是普朗克常数整数倍的粒子，比如光子就是玻色子，它的自旋角动量就是正好是一个普朗克常数。玻色子主要是传递相互作用的粒子，比如光子、胶子等等。
而费米子则是自旋角动量是普朗克常数乘以一个半整数的粒子，所谓半整数就是 1/2， 3/2， 5/2 这样的带 1/2 的数。很多组成物质的重要粒子全都是费米子，比如质子，中子，电子，中微子，甚至夸克等等，全都是费米子。
我们这个宇宙里，所有的粒子都可以分成这两类，而且只有这两类。
你看，一个小小的自旋属性，居然就把构成我们整个宇宙所有的基本粒子划成了两大阵营，是不是很奇特？
不过我们先放下对玻色子和费米子区别的探讨，先来看看这个玻色子所谓的全同性到底是怎么回事。
玻色和爱因斯坦认为光子就是典型的玻色子，它是一种完全不能彼此区分的粒子，它们一旦混合在一起，就会像两杯水混合成一杯水一样，不再具有原来的独立性。
你说在我们日常生活中，有没有两个完全相同的东西呢？绝对没有啊！
世界上任何相似的宏观物体，无论是双胞胎，两片相同的树叶，制造一致的标准化产品，绝对都存在差异。
就算我们展开思想实验，假想两个完全一样的物品，比如连每个原子的排列都一模一样，可是我们还是可以区分它们。
比如说，它们不可能在同一时间占据同一个空间位置，对吧？你把这两个东西摆在大家面前，它们总得是一个在左边一个在右边吧？我总可以给它们编上号：左边这个是 1 号，右边这个是 2 号，这就是区别。我还能用摄像机对准它们，跟踪记录它们连续存在和运动的轨迹，总能始终区别清楚它们吧。
这就是我们的日常经验直觉，我们从小就认识到不仅物质不灭，万物恒在，而且每个客观物体都是独立保持存在的，不可能彼此混淆，互换身份。
但是在微观世界里，真不是这样。
微观世界里面，所有光子，就是完全相同的。如果一旦它们混合在一起，我们就再也无法区分它们，而且量子也没有可以追踪的轨迹，它们彼此所有特性也完全相同，而且这种相同超越了比较意义上的相同，而是物质存在逻辑上的相同。也就是说，它们不光是长的相同，而是无法编号！
在宏观世界里，比如你给我三个小球，我总能把它们从左到右排列好，在我自己的思想里可以给它们编号为 A、B、C。只要我一直盯住它们不放，那不管你怎么改变顺序，我也能一直区别谁是谁。所以这三个小球哪怕外表看起来绝对相同，它们在我的眼中也一共有六种排列方式：ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA。我们甚至可以给它们贴上标签，清楚地区别它们。
但是光子不能这么排。三个光子摆在你面前，只有一种排列方法，AAA。
这并不是我们盯不住光子，就算全知全能的上帝来了，祂也无法给三个光子贴标签编号，我们没有任何办法区分它们！
好了，我们了解完这么离谱的概念以后，我们就可以欣赏一个精妙的实验了。
这个实验叫「洪-欧-曼德尔效应（Hong–Ou–Mandel effect）」，是罗切斯特大学的三个物理学家在 1987 做成的，号称是展示光子全同性的最佳实验，我介绍一下这个实验，大家再来一起感受一下量子世界的神妙。
这次实验我们要用到的设备也非常的简单，主要设备只有一件，就是之前我们在延迟选择实验里面介绍过的半镀银的半透镜。
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还记得半透镜装置吗
之前我们就介绍过，这个半透镜实际上是一种光束的分束器，可以把一束光线分成两束，一半透射过去，一半反射 90 度。但是这里我们还要介绍它另外一个作用，就是能改变反射光线的相位，正好改变 180 度，而透射过去的那一束则不会产生任何改变。
好了，实验开始。
这次我们要用两个光子上下同时以相对称角度发射进入这只半透镜分束器。
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示意图
现在大家猜猜会发生什么事情？
我们先按正常逻辑分析一下看看，因为光子遇到分束器后有两个可能，反射或者透射，可能性各占 50%。所以两个光子的行为一共有四种可能性的组合情况：
1）上面的光子 A 反射，下面的光子 B 透射；
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上面的光子 A 反射，下面的光子 B 透射
2）上下光子都透射；
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上下光子都透射
3）上下光子都反射；
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上下光子都反射
4）上面的光子透射，下面的光子反射。
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上面的光子透射，下面的光子反射
这 4 种组合逻辑没问题吧？
但是实际情况是怎样呢？
实际结果是只有情况 1 和情况 4 出现，中间 2，3 两种情况却怎么都不会出现。
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示意图
咦？为什么？
情况 1 和情况 4 会出现很好理解，可是情况 2 和 3 为什么不能出现呢？
这就是全同粒子造成的奇妙现象了，如果没有全同性，正常按逻辑的确应该是 4 种情况出现的概率各为 25%，可是如果两个光子是全同的会怎样呢？
如果这两个光子是全同的，第二种情况（两个光子都透射）和第三种情况（两个光子都反射）的结局就是不可区分的。对吧？因为我们根本无法跟踪和区分这两个光子，我们不知道从分束器里跑出来的到底哪个是哪个，两种情况的结局都是两个光子从两侧跑出来。
你肯定会问，那又怎样呢，就算无法区分，把这两种情况当一种情况处理也同样会有 1/3 的概率出现吧。
可是，大家别忘记了，我们之前说过分束器还有一个作用，会导致反射光线的相位被颠倒 180 度。因此在量子态的计算中，第三种情况需要有个负号，而它有和第二种情况除了符号以外完全等价，所以第二和第三种情况互相抵消了，抵消了……
啊！是不是觉得很崩溃？
你看，他们还真就是这么计算出来的。
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「洪-欧-曼德尔」实验的图形算式
第二、三两种情况在算式里面就像两个方程变量一样，被无情消掉了！就因为它们符号相反还长的像！
为什么两件不相干的事情之间也可以互相用数学计算来抵消？
难道不同的事件发生的可能性也可以像数学公式一样加加减减么？
还真是这样。
在量子物理学里就是这样算的。
还记得我们开篇提到的那个费曼吗？他发明的费曼图就算专门算这个的，可以把各种未发生的事件当成变量来互相计算，从中窥视未来到底哪些事情可能真正发生。
但是不管你如何觉得难以理解，实验都证明这些计算的结果是正确无误，符合事实的。
洪-欧-曼德尔效应的实验结果正是如此！只剩下第一和第四种情况。你看到的要么两个光子就是一起从上方跑出来，要么就是一起从下方跑出来，而绝不会是各自从不同的方向出来。
我们想想这件事有多怪异，每个光子是完全独立自由的。在经过分束器的后，它们各自都有反射和透射两种可能，它们完全没有理由要彼此协同起来，但是结果却是它们一旦相遇了，就必须一起走。
这也不是简单的干涉现象，因为一般的干涉只会抵消掉同路径上的光波，但是现在消失的却是不同路径的光子。
这有点像两条水流一样，一旦相遇了就必须合流一起流动。可是连现实中的水流也不会说无法分开啊，如果有多个出口，水流还是会分别流动的，所以量子理论里面只好再用一句「没有经典对应」来进行解释。
洪-欧-曼德尔效应再次告诉我们，量子叠加态的计算，是比简单的波函数更为深刻的表达。在量子叠加态中不但两个波的波峰和波谷能抵消，连两个「事件」都可以互相抵消。
那我们要如何理解这么怪异的事情了，这种事情也可以用虚拟视角来解读吗？
当然是可以的，其实这种事情还真的只有在虚拟环境下我们才可以复现出来。
还是用我们的量子世界的游戏来做比喻吧，看看我们用初中二年级的水平能不能理解此事。
我们都知道，在网络游戏中，有很多道具也是全同的，比如钱币，血瓶，药水，材料等等。这些物品因为在游戏中的存在数量极大，所以在游戏中都是可以直接堆叠处理的，比如金币我们就可以合在一个背包或者仓库格子里面。而且一旦堆叠在一起了，它们也会表现的和光子一样，彼此就无法区分了。
比如说玩家的金币是来源不同的，比如有打怪掉落的，也有售卖道具得到的，但是一旦混合到一起以后，你就无法区分那一枚是打怪掉落的了，因为金币是没有编号的，它们每一个在游戏里都是完全相同的。
任何现实世界里客观存在的实体都绝对无法具有这样的全同特性，这种特性在现实中只可能出现在一些看不见的抽象概念上，比如数字，或者货币等等，但是在虚拟世界里，我们就可以把看得见的道具定义成全同类别。
那么游戏里面的全同道具能具有刚才「洪-欧-曼德尔实验」中才能出现的现象吗？
那我们来做个小小的思想实验试试。
假设在游戏里有一种全同道具叫「小生命药瓶」，玩家使用这种道具就有可能治疗自己的生命，但是这种药品只有 50% 的有效率，也就是说使用后只有 50% 的情况能获得治疗效果，而 50% 的可能性是没有效果的。
此外，游戏又设定，这种「小生命药瓶」每两个可以合成成为一个「大生命药瓶」，合成出来的大生命药瓶同样也是 50% 的有效率。
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药瓶
那么当我们直接使用两个「小生命药瓶」的话，我们可能会遇到四种情况：「有效+有效」，「有效+无效」，「无效+有效」，「无效+无效」，其中每种情况出现的概率都是 25%，因为每个药品我们都需要独立计算它的有效率，所以每种情况的都是两个概率的乘积。
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而当我们把两个小药品合成为一个「大生命药瓶」之后再使用的话，就只剩下两种情况了：50% 有效+ 50% 无效，上面一半有效一半无效的两种情况消失了！
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这很好理解，我们发现道具合成新的道具之后，它们自己的独立概率很自然就消失了，而它们组合成的新道具就只有共同有效和共同无效的选项了。
你看这种现象是不是极像刚才的「洪-欧-曼德尔实验」出现的光子协同现象？
两个全同药水混合之后，它们也同样像光子一样丧失了自己的独立概率。
但是，我们却非常容易理解道具组合造成的效果，而且我们并没有用费曼图作什么事件加减就理所当然的接受了这个结果，为什么？
因为只有在虚拟游戏中，我们才可以见到这种不可区分的实体物品，这种物品在宏观现实世界中是不存在的。而只有虚拟物品具有了这种抽象事物的属性之后，我们也才能看到和全同粒子相似的混淆现象。
不过真实微观世界里粒子的全同性的机制肯定要更为复杂，在「洪-欧-曼德尔实验」中，虽然事件互相抵消了，但是在光路上的几率波就依然存在，我们还是可以用没有发生的事件来感知几率波的变化，这就远比药瓶组合要更为复杂了，这是一种更加强大的量子算法，但本质上波函数的叠加和虚拟道具的合成具有同样的虚拟特征。
不过，大家肯定还是关心那个老问题：为什么微观世界里面的粒子要具有这种全同性呢？
我想对于这个问题，码农和游戏设计师们的回答自然还是：「为了节省资源啊。」
如果一个游戏里面需要设计极大数量级的同种道具，系统采用可计数堆叠的方式处理，不仅大大节省存储资源，简化算法，也更方便用户的操作使用。
在我们这个宇宙里面，微观粒子就是最基础材料，数量之大自然是天文数字级别的，这样海量的粒子就像游戏中的世界材料一样，如果每个都要单独区分，那么处理起来将是非常耗费资源的，同时也没有必要。
而粒子使用全同方式处理，却完全不会影响到宏观世界的物体存在逻辑。因为任何宏观世界的物体都是由无数微观粒子构成的，它们的组合方式自然千差万别，所以自然也不会出现完全相同的宏观物体。
事实上，在「洪-欧-曼德尔」实验中，如果我们用的不是两个光子，而是两束光来做实验的话就观察不到协同现象，在大量光子共同作用下粒子的全同性就被掩盖掉了。
此外，无数微观粒子的宏观组合也消除了量子的不确定性效应。在宏观尺度上，我们可以很容易追踪定位任何一个宏观物体，没有不确定性存在的情况下，每个物品就都可以用确定的空间位置加以区分，不存在完全相同且无法追踪的物体，而这一切宏观世界的物体存在逻辑，包括物体恒在，多物可区分可追踪，没有绝对相同物体等等就自然构成了我们的日常认知直觉。
这就像玩家们玩游戏一样，大家看到的游戏中的场景，道具，怪物这些东西，其实它们背后都是设计师为了精简资源用各种奇怪的算法逻辑搭建出来的。玩家不会想到两个相距遥远的怪物可能共用着同一套 AI 逻辑，两个不同场景的道具也许使用的是同一套模型，甚至你看到的某些风景也只是重复使用的图片而已。
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任天堂的早期游戏如何节省资源
别以为光早期的低容量游戏喜欢这样做，其实所有码农都信奉这样的原则：只要确保大多数用户体验 OK，怎样节省资源就怎样来。
但熟悉游戏的读者朋友可能要说了，游戏里面除了各种堆叠道具，还是有很多无法堆叠的道具啊，我们这个世界里面也是这样吗？
Bingo！大家又猜对了！
游戏里面的道具设计的时候就包括了是否具有可堆叠的属性设定，而在我们现实中呢，微观粒子也有一个类似的设定，在量子物理里面对这个设定还有一个专门的名词，叫做「泡利不相容原理」。
「泡利不相容原理」指的就是在微观世界里面有些粒子也像不能堆叠的道具一样，必须独占格子。
哪些粒子是不能堆叠的呢？
这些不能堆叠的粒子们就是我们之前提到的除了玻色子以外的另一类粒子：「费米子」。
还记得我们之前说到的自旋吗？我们说在整个微观世界里，不同的自旋角动量数值把所有的微观粒子都划分成了两大类型，其中自旋是整数倍的叫做玻色子，而自旋是半整数倍的则叫做费米子。
我们之前用来做实验的光子就是一种玻色子，它是可以堆叠的，而其他很多构成物质的主要粒子，比如质子、中子、电子或者夸克则统统叫做费米子，而费米子，就是不可堆叠的。
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玻色子和费米子
在物理学上「泡利不相容原理」就是指同一个系统的费米子们不能完全处于相同的量子态，它们必须彼此互斥，保持差异。这个原理就是由大名鼎鼎的物理学家泡利发现并命名的，泡利还凭借这个发现还获得了诺贝尔物理学奖。
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沃尔夫冈·泡利（Wolfgang E.Pauli，1900.4.25-1958.12.15）
当然，微观世界的费米子的不可堆叠特性和游戏道具的不可堆叠还是有所区别的。物理世界里面肯定没有仓库格子这样的系统，但是每个量子却有自己的量子状态。
泡利第一次发现，在任何费米子组成的系统中，每个粒子都必须处于完全不相同的量子状态。人们已知每个量子都有 4 个量子状态，分别是主量子数，角量子数，磁量子数和自旋值，而这四个状态就相当于量子在道具仓库里面的坐标。
既然费米子是不可堆叠的道具，那么在同一个仓库里面，每个费米子的坐标就必须是不同的，这样它们才能每人占据一个属于自己的单独格子，如果这个仓库里面占满了，那么就无法再加入哪怕多一个费米子进来。
那么它们应该从哪里开始占据格子呢，这就和仓库的排列规则有关了，仓库里面每个格子的能量等级其实是不同的，而粒子最喜欢优先从能量最低的格子开始占起，这在物理学里面被称为「能量最低原则」。泡利不相容原理，能量最低原则和一条补充的「洪特规则」三条规则一起构成了微观世界里面费米子在同一个道具仓库里面的排列规则。
于是，在任何费米子构成的系统里面，费米子们就是按这种逻辑各就其位，并同时维持起整个物质系统。
比如电子就是一种典型的费米子，任何一个原子，里面如果有若干个电子的话，那么每个电子就会按照规则自动分布到不同的层级去，每层可以容纳几个，每个的自旋方向应该如何全都会按照费米规则安排的妥妥当当。
而这种安排，就造就了各种物质的化学属性，我们所研究的整个化学体系，几乎全部都是在研究电子们的排列和结合问题。
可以说，如何电子不具有费米特性的话，我们整个宇宙里面就什么物质都没有了，更别提有机物和生命能否诞生。
所以幸好费米子具有这样的不可堆叠的属性，所以，我们的宇宙才会有丰富的物质种类，而且各种万事万物才具有真实体积，因为正是费米子之间不可堆叠，它们彼此之间才需要保持距离，所以才能支撑起物质世界的基本架构，而不至于让整个世界坍缩成一个奇点。
费米子和玻色子都同处在我们这个宇宙大系统中，所以我们不仅可以看到仓库里面既有一件占据一个格子的不可堆叠道具，也可以看到有很多件占据一个格子的可堆叠道具。
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游戏里的道具仓库
因为玻色子正好相反，是可以无限堆叠的。所以无数个光子都可以集中在一起，互相并不排斥。而玻色子不用来构成物质，它主要是传递各种作用，就像信使一样，是一些负责跑腿的，是把整个宇宙联系在一起的粒子。也正是因为玻色子可以堆叠，所以宇宙中能量和信息才能自由的传播，且强度不受任何限制。我们也才能沐浴到千万公里以外的阳光，感受到恒星所带来的动力和生机。
我们刚才说到费米子因为必须呆在不同的格子里面，所以它们彼此之间是具有强大斥力的，这个斥力在物理学上被称为「简并压力」或者「简并抗压力」（其实后者更准确一些，不过大家都习惯叫前者）。而这个简并压力虽然相当强大，但是，请注意，这个力居然不是宇宙四大基础作用力中的任何一种，这个力是来自于数学规则！
再重复一遍，费米粒子之间的简并压力并不是我们所知道的宇宙基本作用力：电磁力、引力、强相互作用力和弱相互作用力中的任何一种，它不属于任何一种物理作用力！它是来自数学规则上的互斥！
震惊吧！我们的世界结构原来真的是由数学支撑起来的！
的确是这样，目前任何一本物理教材都会告诉你，微观粒子的简并压力并非任何一种基本力，它只是粒子要符合费米统计所造成的一种现象！
那这种数学规则上产生的力量有多强大呢？
答案是：在现实世界中是无限强大的！
What？什么叫做无限强大？这个世界上难道真的有所谓无限强的概念吗？
可能真的有，我们来看一下这个看似普通的数学规则产生的力量会强大到什么地步吧。
在宇宙学里，天文学家们发现，当一个恒星的质量足够大的时候，如果它内部的氢氦元素因为聚变反应燃烧殆尽之后，因为缺乏能量抵抗内部的引力效应，它就会向内坍缩，密度会越变越大。这个过程中引力不断向内压缩其内部物质，当内部的压强大得达到元素周期表序号更高的元素的核聚变的条件后，重元素的核聚变就会发生，产生出新的能量来帮助恒星抵抗向内的坍缩力。这时候发生重元素聚变的恒星就会变成一个炽热巨大的「红巨星」。
在各种元素的聚变阶段帮助恒星抵抗坍缩引力的主要还是依靠原子间的电磁作用力。
但是，等重元素依次聚变到铁元素的时候，聚变反应释放的能量就会小于聚变所吸收的能量，也就是核聚变再也无法为抵抗引力提供能量了，这时候原子之间的空隙就被压没了，原子之间就会被压缩到一起。
此时，电磁力提供的抵抗就不够了，帮助恒星物质继续抵抗引力的就是电子简并力了，因为费米规则电子之间不能互相靠近，所以恒星就会缩变成为一颗原子紧密排列但不重叠的「白矮星」，由电子简并压力继续抵抗引力维持星球的体积。
但是，如果恒星质量真的很大，其铁核的质量超过了 1.44 倍的太阳，那么巨大的压力还会继续压缩白矮星上已经很紧密的物质结构。
但是此时电子会放弃费米规则互相靠近吗？不会的，它们反而自己会先崩溃，电子会被压入到原子核里，被迫和质子结合成为中子，然后由中子继续执行费米规则，产生中子简并压力，继续抵抗引力造成的向内坍缩效应！而此时白矮星就衰变成为了一颗密度极大的「中子星」。
这时候传统的物质结构已经彻底被打破了，整个星球变成了一个纯粹的密度极高的大中子球，原来空旷的原子结构完全消失了，连原子核都不存在了，可是费米规则依然在！中子做为费米子，依然在遵照费米规则，彼此保持不同的量子态，继续产生简并压力来维持中子星的体积。
那如果恒星质量再大一些呢？比如大到连中子的简并压都支撑不足的情况会怎样？
恒星如果核心质量超过 3 个太阳质量，那么中子提供的简并压不够了，中子星也会崩塌，释放出夸克来，天体进一步收缩，这时候就会坍缩成为恒星的终极形态 —— 黑洞了。
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恒星演化简图
到了这个程度，想研究黑洞内部的情况已经非常困难甚至不可能了。黑洞因为密度奇高，以至于会形成光线都无法逃脱的视界，将其与外部世界完全分隔开。所以黑洞内部，物理规则是否依然存在对于现在人类的认知来说都还是一个未知谜题。
但是科学家依然相信，就算中子被压垮了，其释放出的夸克依然是费米子，它们还是会继续遵照费米规则，就算在一切基础作用力都不再有效的黑洞内部，依然可以保持一种「胶子-夸克」的复合结构，固执的将费米子的数学排列规则执行到底。
有的科学家认为要最终打破费米规则，除非是黑洞内部的奇点将空间变成 0 维，在 0 维的时空下，决定角动量等一些粒子基础状态的数学性质的时空基础都发生了本质改变，这时候费米规则才有可能真正失效。但在 0 维的奇点里，一切也都不再有物理意义了，可能甚至连数学都不存在了，所以讨论奇点里面的规则是否失效也没有太大意义了。
也就是说，只要还是在现实世界里，这种数学规则就是无限强大，无可抵抗的！那些所谓的作用力在真正的规则面前，就是一些渣渣！
看到这里大家是不是对我们这个宇宙的本质构成又有了一种新的看法？
是啊，我们这个宇宙的万事万物似乎真的是由抽象的数学概念所构成的。
你看，只有纯抽象的数学概念才有所谓的全同性对吧，比如一个相同的数字，无论有多少个也都是全同的，而真实物体无论如何都没办法做到在逻辑层面被称为全同。
数学结构构成的量子，量子再组合成物质，物质再构成宇宙，那万事万物，包括我们，岂不都是数字构成的？
你看，费米统计也似乎只是一种纯逻辑的数学规则而已，可是各种基本粒子，包括组成我们整个物质世界的各种各样的中子、质子，进一步包括原子核、原子、分子，乃至万事万物确都必须要遵守这条规则，就像数字必须服从数学定律一样。可到底是谁制定的这个规则呢？为什么这个世界的物质必须遵守这个规则呢？我们不得而知。
其实思考这样问题对于当前人类的认知范围来说其实已经相当终极了，这等于在叩问我们这个世界的基本设定是从何而来，就像之前我们询问为什么宇宙里的各种常数是现在这些数值，为什么量子的能级是如此设定的一样。从本质上来说，这已经超越了科学的范畴了，因为对于这些问题我们无法通过观察客观现象来获取答案，它是凌驾在我们当前客观世界之上的设定，属于无法证实也无法证伪的超现实的哲学性问题，对于这个这些终极问题，科学既无能为力，也不感兴趣。
怎么办呢？这也能从虚拟视角来感受一下吗？
如果我们从虚拟视角来理解，其实就是做为身在这个世界的 NPC 是无法真正理解更上层世界创造者的设定意图和目的，因为你会发现，无论你如何在当前的世界里穷究下去，你也无法超越当前世界的数学和逻辑层面的束缚。
在这个虚拟世界里你会发现这个世界有最小的分辨率，有不可逾越的各种规则设定，有无法理解的逻辑现象，但是你不能知道为什么，因为你无法感知到虚拟代码之外和之上的世界，你无法接触到支撑代码的硬件层，更无法接触到计算系统以外的世界，因为你本身就在该系统中。
从虚拟视角出发的话，我们其实还可以尝试换位思考一下看看。
试想，如果在我们创造的某个沙盒游戏里的 NPC 们突然具有了智慧，开始思考和研究自己所处的世界了，他会发现什么？
也许他们也会通过观察自己的世界，来寻找出游戏世界的一些客观规律，他们也会建立起科学的方法来进行研究。
通过一些实验观察和逻辑思考，他们应该很快就能发现很多我们在设计这个世界时候设定算法的规律，比如这个世界上物体运动的定律，能源传递的定律，甚至光线和颜色渲染等等更高级的定律等等，这些定律都是他们可以利用现有的游戏内的道具和环境通过重复实验而得到的。
于是他们也会提出了种种的假设，用各种数学手段来总结这些规律。接着他们就会兴奋地发现，这些理论是有效的，这些理论能指导他们在游戏世界里干出很多以前干不了的事情，比如造出了新的更强大的道具，各种机器、生产工具、交通工具、工业体系，实现远距离的通信，甚至造出了计算设备，探索了以前到达不了的深海和太空区域，虚拟世界里的科学技术开始突飞猛进。
但是，研究到了一定程度之后，他们就发现了很多奇怪的很难解释的现象，比如为什么法师发出的火球，你观测和不观测的时候命中的概率会有变化，为什么两个相距遥远的宝箱，开出来的物品始终保持互补的状态，还有为什么有些道具不能堆叠？这些似乎和逻辑常识不符。
但是，他们很理性地认为，可能这就是这个世界的客观规律吧，现实世界的确有一些奇怪的规则，虽然不知道是怎么来的，但是这个世界就是依照这些规则在正常运转着，我们不要想太多，学会运用就好。
再然后，研究深入到了一些更难理解的领域，比如在这个世界显现出来的最小像素背后究竟是什么，他们看到的客观世界的本质究竟是什么，这些规则和常数又是从哪里来的？
不理解这些深层问题，技术就无法更进一步了，可科学研究卡在这个地方似乎再难推进。有些 NPC 科学家说，肯定是我们没有造出更厉害的道具炮，如果我们用更强大的道具炮对轰，在极端的条件下，这个世界一定会显露出更底层的机制出来供我们研究。
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换个身份感受一下世界
好了，现在你先跳出来，做为这个游戏的上层世界的开发者身份来看一下。你会觉得很有趣：
你创造的世界里的代码正在试图弄明白自己是什么，或者想弄明白他的世界是什么。
他们发现了这个世界因为虚拟造成的一些奇怪的地方，比如你为了节省运算量，大部分的场景和物体在没玩家的时候都不装入内存的，大部分的计算也都是先计算结果再反过来根据需求输出动画过程的，很多资源是复用的，很多函数也是互相继承的。
当然你这些做法已经让游戏里的拥有智能的 NPC 们感觉到这个世界有不真实感了，但是没关系，他们只能接受这个世界就是这么运转的。
然后你看着这些 NPC 不断研究这些问题，他们利用道具搭建出了加速器，还试图利用道具反应来制造出超越数值边界的现象，然后引发计算 BUG，并通过研究 BUG 现象来更进一步的分析这个世界的代码运转特性。
你很佩服这些智能 NPC 的想象力和探索欲望，你也很理解他们，不过做为开发者，你当然知道这么做是没有作用的。
一个合格的游戏程序自然有着复杂强大的保护机制，不可能随便被游戏里的 NPC 弄崩溃，而且就算弄崩溃了大不了也就是打个补丁重启游戏就好了。数据会回滚，日志会清除，他们什么都不会记得的。
而你也知道，这个游戏世界的本质其实是建立在高层世界的计算机的各种硬软件系统之上的软件系统，支撑系统的底层服务是诸如网线、交换机、服务器组、网络通讯协议、客户端、硬件驱动、编程工具、图像引擎、数据库等等各种复杂的系统组成支撑起来的，而这些机制游戏里的 NPC 无论如何研究也不可能明白的，他们连边都挨不着。他们不可能明白在他们的世界维度之外的东西，也不可能看到自己世界背后驱动他们的代码，这是他们的不可逾越的界限，他们就算穷尽能力，把服务器的 CPU 弄烧掉也不可能从游戏里蹦到现实中来。
对于游戏里的 NPC 来说，他们只能在这个世界程序运行的规则之下进行探索和学习，他们不可能超越自己的世界去到更上层的世界，更不可能替代坐在键盘前的开发者，他们虽然很聪明也很好奇，但是终有一天他们会发现再也无法向这个世界更深的奥秘去探索了，因为他们所探索的世界规则有他们碰触不到的边界。
这种边界除非上层世界的开发者才有可能帮他们打破，而他们自身是永远做不到的，只能永远被束缚在代码世界里，能认识到底层的数学规则其实就已经是他们科学的极限了。
当然上面演绎的这段科幻式的想象内容，只是从换位理解的角度诠释了一下虚拟世界与现实世界的可能关系而已，但是你会发现，如果我们的假设是成立的，那么这些虚构的逻辑和我们世界里所发现的各种现象也是非常吻合的，我们的宇宙，也许就真的是一个虚拟世界，而我们就是虚拟世界中的智能代码而已。
这样的想象真是令人不寒而栗啊，不过，我们作为普通人，似乎也不用关心这么终极的宇宙猜想，毕竟过好我们自己的生活更重要不是吗。就算是游戏里的 NPC，也同样需要快乐充实的生活，外面的世界并不需要自己过多操心。
所以，我们也先放下这些不着边际的幻想，回到我们的量子列车上来吧。列车还要继续前行，我们也还要跟随列车去到更神秘的量子秘境。
下一章，我们要去见识一下一个更为神奇，也更为重要的量子现象：量子纠缠。