这是一次让人震惊的分裂，这是一次让人百思不得其解的分裂，这是一次彻底与经典力学划清界限的分裂，这是宣告量子力学来临的分裂。
你尽可以去思考它再次分裂的原因，但是，只要你还在用经典力学的思维思考问题，你是找不到出路的。或者说，只要你能意识到这个分裂的核心原因，你就已经站在了量子力学的大门口。
为什么？
04实验初分析
你仔细想想第三组实验，还是用选秀节目做类比。我们第一轮挑选出了品行好的（z方向自旋向上），第二轮挑选出了学习好的（x方向自旋向上），那么，通过两轮筛选的就应该都是品学兼优的人。
这时候，你再对这群品学兼优的人进行测试，按理说，不管是测品行（z方向）还是测学习（x方向），他们都应该是优秀（自旋向上）。但测试结果却显示：当我们对这群品学兼优的人再次测品行（z方向）时，他们竟然又分成了品行优秀和品行卑劣的两拨人（在z方向上分裂成两束），这如何不让人震惊？
但震惊归震惊，实验的的确确发生了，不管你愿不愿意相信，现实就摆在眼前。
那么，问题到底出在哪？到底是哪一个环节出了问题？一群已经通过两轮测试而品学兼优的人，再次测品行时，为什么又会分成品行优秀和品行卑劣的两拨人？
有人说，是不是第一轮测试和第二轮测试的标准不一样？比如，第一轮测试品行时标准低一些，第二轮测试品行时标准高一些，于是，那些通过了第一轮测试的人的确有可能无法通过第二轮测试，进而导致第二轮测试时再次发生分裂（z方向上的再次分裂）。
听起来很有道理，但在实验里是不可能的。原因很简单，我们在实验里是用磁场测量银原子的自旋，而磁场都是一样的。你可以怀疑选秀节目的裁判不公正，但你总不能说磁场不公正吧？
所以，如果你打算在测试环节找问题，那对不起，此路不通！测试环节没问题，那就只能在被测人身上找原因了。
如果两轮测试环境完全一样，而一个人在第一轮测试时品行优秀，在第二轮测试时却品行卑劣，那就只能说明：这个人在第一轮测试时确实品行优秀，但到第二轮测试时就变成品行卑劣的了。测试标准没有变，那变的就只可能是这个人了，是他自己从品行优秀变成了品行卑劣的人。
我知道很多人难以接受这样的结论，同样的人，只不过先后经历了两轮测试，怎么就变了呢？当然，我们可以说人心隔肚皮，他在两轮测试中的确变了也未可知。但是，人心可以变，银原子的自旋状态是由物理定律支配的，它怎么能说变就变呢？
同样是测量银原子在z方向的自旋，第一次测量时还是自旋向上，为什么第二次测量时就自旋向下了？
如果我们把自旋换成位置，那这个事情就变成了：第一次测量银原子的位置时，它在北京；第二次测量银原子的位置时，它变成了武汉，这太荒谬了！
在我们的潜意识里，一个物体在哪就在哪，它的位置是确定的，无论谁去测量，测量几次的结果应该都一样。在误差范围内，不可能一个人测得它在A位置，另一个人却测得它在B位置。
但是，喜欢看侦探小说的朋友肯定听过福尔摩斯的一句话：当你排除了一切不可能的情况，剩下的，不管多难以置信，那都是事实！
因为外部测试环境一模一样，z方向的磁场也一模一样，所以，造成前后两次测量结果不一样的原因，就不可能是来自外部环境，而必须是来自内部。必须认为是被测人的状态发生了改变（从品行优秀变成了品行卑劣），必须认为是银原子的状态发生了改变（从z方向自旋向上变成了自旋向下），我们才能解释上面的实验现象。
也就是说，不管你愿不愿意相信，你都必须接受“银原子在z方向上的自旋状态确实发生了改变”这一事实，这样两次测量结果才会不一样。而这，是经典力学打死也不相信的，所以，经典力学无法解释斯特恩-盖拉赫实验。
05新的力学
那么，银原子在z方向的自旋状态为什么会改变呢？状态改变了，当然是受到了其它因素的影响，受什么影响呢？
我们再看看第一组级联斯特恩-盖拉赫实验：如果银原子通过z方向磁场后发生了分裂，我们让其中一束再次通过z方向磁场，它是不会分裂的。
但是，到了第三组实验，我们只不过在第一组实验的两个z方向磁场之间再加了一个x方向磁场，然后，第二次通过z方向磁场的银原子就分裂了。第一组没分裂，中间加了一个x方向磁场（第三组）以后就分裂了，这样一对比就会发现：能够影响银原子z方向自旋状态的，就只可能是中间测量银原子在x方向自旋这个操作了。
也就是说，测量银原子在x方向的自旋竟然影响了银原子在z方向的自旋状态。测量会影响系统状态，这可新鲜了。
在经典力学里，系统状态一旦确定，所有力学量的取值就都确定了，测量只不过是把这些值读取出来，并不会影响它们。一个苹果在那里，它的位置和动量都是确定的，不论谁去测量，测量几次，都不会改变苹果的位置和动量。你去测量苹果的位置，当然也不会影响苹果的动量。
但是，第三组级联斯特恩-盖拉赫实验却告诉我们：通过第一个z方向磁场后，上面那束银原子都自旋向上。通过第二个z方向磁场后，原来自旋向上的银原子竟然有一部分变成自旋向下（所以才会分裂）。中间测量x方向自旋的操作的的确确改变了银原子在z方向上的自旋状态，这在经典力学里是不敢想象的。
到了这里，相信大家也看出来了：如果我们想描述斯特恩-盖拉赫实验，就必须发展一套全新的力学体系，因为这个实验展现出来的特性已经跟经典力学的根本观念发生了冲突。在这种全新的力学体系里，“测量”将具有完全不同于它在经典力学里的含义，它不再是简简单单地把某个确定的值读出来，而是会改变系统的状态，会参与到系统的演化中去。
这种全新的力学，自然就是大名鼎鼎的量子力学。
06测量与状态
意识到“测量会改变系统状态”是一个关键点，但仅仅知道这些还不够。你知道测量可以改变系统状态，那测量是如何改变系统状态的呢？系统原来处于这个状态，测量之后又会变成什么状态呢？你得把这些都搞清楚了才行。
怎么搞清楚呢？当然还是回到斯特恩-盖拉赫实验。
我们再走一遍第三组实验。一开始，银原子杂乱无序，什么状态都有，它们经过第一个z方向磁场后分裂成了两束。这时候，我们可以保守地下一个结论：向上偏转的那束银原子都自旋向上，向下偏转的那束都自旋向下。
这个结论看起来很有道理，但对不对呢？我们刚刚踏进量子力学大门，下任何结论都要万分谨慎，因为以前的直觉到现在还不一定有效。我们想判断向上偏转的银原子是否都自旋向上，不能凭感觉，得去测量。
怎么测量呢？你想知道银原子在z方向的自旋状态，让它通过z方向的磁场就好了。如果向上偏转的那束银原子在z方向的确都自旋向上，那它们再次通过z方向磁场时就不会分裂。
这个实验其实我们已经做过了，它就是第一组级联斯特恩-盖拉赫实验（让通过z方向磁场的银原子再次通过z方向磁场）。实验结果也很清楚：它的确没有分裂！
