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10月4號(hào)重陽(yáng)節(jié)下午，科學(xué)網(wǎng)以直播形式播放了2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)。斯德哥爾摩的瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予法國(guó)物理學(xué)家阿斯佩克特（Alain Aspect）、美國(guó)實(shí)驗(yàn)和理論物理學(xué)家克勞澤（John F. Clauser）和奧地利科學(xué)家澤林格爾（Anton Zeilinger），以表彰他們“用糾纏光子進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，確立了貝爾不等式的違反，并開創(chuàng)了量子信息科學(xué)”（for experiments with entangled photons,establishing the violation of Bell inequalities and pioneering quantum information science）。
阿斯派克特、克勞澤和澤林格爾的工作，通過對(duì)“貝爾實(shí)驗(yàn)”的分析，證實(shí)和闡釋量子現(xiàn)象的獨(dú)特性質(zhì)——非定域性和量子遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)的糾纏態(tài)，也決定性地否定了玻姆隱變量的存在，肯定了現(xiàn)有量子力學(xué)理論的正確性，所以意義深遠(yuǎn)。它對(duì)進(jìn)一步肯定和加深對(duì)量子力學(xué)的理解，發(fā)展在量子信息，尤其是量子通信和量子計(jì)算方面的應(yīng)用，更是有著廣闊的前景。1.量子現(xiàn)象中的非定域遠(yuǎn)距離關(guān)聯(lián)關(guān)于非定域遠(yuǎn)距離關(guān)聯(lián)，指的是這樣一件事情?？疾炝Ｗ?/span>(光子或電子等)通過雙狹縫后在屏上形成的干涉花樣，當(dāng)堵住一個(gè)縫而讓粒子只通過另一個(gè)縫時(shí)，干涉花樣將立即變?yōu)檠苌浠?。可以設(shè)想，如果這兩個(gè)縫相距相當(dāng)遠(yuǎn)，它們之間是類空間隔（即它們之間不可能交換信息而實(shí)現(xiàn)因果聯(lián)系），一個(gè)縫被堵住的信息是如何瞬時(shí)地傳達(dá)到另一個(gè)狹縫處的呢？如果確有信號(hào)在它們之間傳遞，那是違背相對(duì)論的定域因果性原則的。問題的嚴(yán)格表述要從所謂EPR論證(或EPR佯謬)說起。1935年，愛因斯坦和波多耳斯基 (B. Podolsky)、羅森(N. Rosen)共同發(fā)表了一篇題為“能認(rèn)為量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是完備的嗎?”的文章（見許良英等編譯《愛因斯坦文集》(第一卷），商務(wù)印書館（1976）：328-335），認(rèn)為：如果現(xiàn)今的量子力學(xué)是正確（自洽）的，那么它就一定是不完備的，因?yàn)槔碚撝袥]有完全包括物理實(shí)在的每一個(gè)元素所對(duì)應(yīng)的物理量（測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，或稱“不確定度關(guān)系”）。當(dāng)然，要辯明這一問題，首先得明確定義到底什么樣的理論才算是“完備”的？EPR（愛因斯坦、波多耳斯基、羅森三個(gè)人姓名的首字母）認(rèn)為：如果物理實(shí)在的每一個(gè)要素都在物理理論中有它的對(duì)應(yīng)量，那么這個(gè)理論就是完備的。而如果對(duì)物理系統(tǒng)不作任何干擾，就能確定地預(yù)言一個(gè)物理量的值，那么這個(gè)物理量就是物理實(shí)在的要素。換句話說，客觀實(shí)在性與人們的觀測(cè)無(wú)關(guān)。另外，還須認(rèn)定滿足相對(duì)論的定域性原則，即自然界不存在超距作用，沒有超光速信號(hào)。EPR論證大致上是這樣的：為簡(jiǎn)單起見，假定現(xiàn)在有一個(gè)動(dòng)量為零的復(fù)合粒子系統(tǒng)，在t = 0到t = T這段時(shí)間分裂為兩個(gè)粒子Ⅰ和Ⅱ，在T時(shí)刻已遠(yuǎn)離不再有相互作用?，F(xiàn)在測(cè)量Ⅰ的動(dòng)量為P，根據(jù)量子力學(xué)中仍然有效的動(dòng)量守恒定律，對(duì)Ⅱ不用進(jìn)行測(cè)量就可以知道它的動(dòng)量是-P，因而Ⅱ的動(dòng)量是物理實(shí)在的一個(gè)要素。另一方面，測(cè)量Ⅰ的坐標(biāo)，根據(jù)復(fù)合系統(tǒng)的波函數(shù)，又可以對(duì)Ⅱ不加測(cè)量地預(yù)示為，因而Ⅱ的坐標(biāo)也是物理實(shí)在的一個(gè)要素。如果量子力學(xué)理論是正確的，測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系成立，Ⅱ就不能同時(shí)具有確定的坐標(biāo)和動(dòng)量。由于坐標(biāo)和動(dòng)量都是可以觀察度量的物理實(shí)在的要素，因而一個(gè)完整的理論二者皆應(yīng)包容其中。根據(jù)理論的完備性判據(jù)，物理實(shí)在的所有要素現(xiàn)在在量子力學(xué)中并不同時(shí)都有對(duì)應(yīng)量，而且這與測(cè)量無(wú)關(guān)。因而，量子力學(xué)是不完備的。電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)：電子和所有微觀粒子一樣都具有波粒二象性。當(dāng)一群電子（或者一個(gè)一個(gè)電子多次發(fā)射）通過雙狹縫時(shí)，電子將攜帶著概率波的信息，以波的形式通過雙縫，在屏幕上形成電子數(shù)密集分布的干涉條紋。上文發(fā)表后不久，玻爾便迅速地作出了反應(yīng)。為了加強(qiáng)針對(duì)性，他以同樣的標(biāo)題撰文反駁。其要點(diǎn)是不同意EPR的實(shí)在性判據(jù)，即認(rèn)為不可能有無(wú)干擾的測(cè)量。物理量本來就是和測(cè)量?jī)x器、條件與方法緊密聯(lián)系著的。任何量子測(cè)量的結(jié)果使我們得到的并不只是對(duì)象客體的信息，而且包含著關(guān)于這個(gè)客體浸沒在其中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的整體信息。觀測(cè)者的實(shí)驗(yàn)意圖、實(shí)驗(yàn)安排、實(shí)驗(yàn)手段等，這些也可被認(rèn)為是一種“干擾”，它不單要干擾Ⅰ，還要影響Ⅱ。測(cè)量對(duì)象和測(cè)量?jī)x器、測(cè)量手段共同構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體。兩個(gè)曾經(jīng)相互作用過的粒子Ⅰ和Ⅱ是相互關(guān)聯(lián)著的一個(gè)不可分割的整體，即使它們分離得再遠(yuǎn)也將仍然是不可分離地相互關(guān)聯(lián)著的。對(duì)第Ⅰ個(gè)粒子的測(cè)量不造成對(duì)第Ⅱ個(gè)粒子影響的前提是不成立的。系統(tǒng)的這種整體性量子關(guān)聯(lián)是基本的，而把系統(tǒng)看作是由彼此可以分離、并加以單獨(dú)描寫的部分所組成的觀點(diǎn)則只能是一種經(jīng)典近似。這就從根本上改變了關(guān)于整體和部分相互關(guān)系的觀念。由于在這里不存在關(guān)于信號(hào)傳遞的問題，因而它與相對(duì)論中的定域性原則相矛盾的問題也就不存在了。然而，量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)特征總讓人感到有些不自在，使人們難以徹底接受。玻姆(David Joseph Bohm)等人的隱變量理論就是企圖在量子領(lǐng)域消除統(tǒng)計(jì)性而恢復(fù)單值決定論的一種努力（關(guān)于玻姆的隱變量理論，可以參考洪定國(guó)《物理學(xué)理論的結(jié)構(gòu)與拓展》，科學(xué)出版社（1988）：§4.2,-4，-5，-6）。隱變量理論認(rèn)為，在深一層次中，對(duì)單個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量不存在測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，它只是一種量子漲落的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。隱變量理論對(duì)于遠(yuǎn)距離關(guān)聯(lián)的解釋是：兩粒子的隱變量彼此有聯(lián)系，它們通過這種內(nèi)稟性質(zhì)攜帶著指示它們到達(dá)給定儀器時(shí)應(yīng)如何行動(dòng)的信息，而在不同的實(shí)驗(yàn)裝置中有不同的行動(dòng)。這里不存在觀測(cè)對(duì)象與測(cè)量?jī)x器之間不可控制的相互作用。為了將是否存在定域隱變量的問題付諸實(shí)驗(yàn)以做出判定，貝爾 （John Stewart Bell）從隱變量存在的假定出發(fā)，根據(jù)可分離原則，導(dǎo)出了一個(gè)兩粒子自旋系統(tǒng)的不等式，即貝爾不等式（出自他1964年的論文“On the Einstein Podolsky Rosen Paradox”）。比如討論一個(gè)由兩個(gè)光子或電子那樣的粒子1和2所組成的總自旋角動(dòng)量為零的單態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)它們向相反方向飛出很遠(yuǎn)時(shí)，由于角動(dòng)量守恒，第1個(gè)粒子如果是右旋偏振的，那么第2個(gè)粒子也將不受影響還是右旋偏振的（這句話是怎么回事？一個(gè)是右旋，另一個(gè)不應(yīng)該是左旋嗎？還有為什么要說不受影響？）。當(dāng)然也可以把它們分解成線偏振態(tài)的疊加，實(shí)際上有時(shí)測(cè)量線偏振態(tài)可能更方便一些。由此導(dǎo)出了遵從隱變量理論的貝爾不等式，其原始形式為：︳P(a,b) - P(a,c)︱≤ 1 + P(b,c),式中P(a,b)稱為粒子1和粒子2的“自旋關(guān)聯(lián)” 函數(shù)，它的定義是：粒子1沿單位矢量a方向的自旋分量 與粒子2沿單位矢量b方向的自旋分量二者測(cè)量值之積的統(tǒng)計(jì)平均值。作同樣的理解。他證明了，量子力學(xué)的“自旋關(guān)聯(lián)”是與貝爾不等式矛盾的。換句話說，一個(gè)定域隱變量理論不能復(fù)現(xiàn)量子力學(xué)的結(jié)果(這被稱為“貝爾定理”)。要么貝爾不等式正確，要么量子力學(xué)正確，二者必居其一。自1972年以來已經(jīng)做過的十五個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)中，只有早期(1973，1974)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是和貝爾不等式一致的，而且其可靠性尚有疑問。也就是說，非常傾向于否決定域隱變量理論存在的可能性，而肯定量子力學(xué)的正確性。兩個(gè)電子組成的總自旋角動(dòng)量為零的系統(tǒng)：無(wú)論它們相距多遠(yuǎn)，始終是一個(gè)統(tǒng)一的整體。比如，當(dāng)這邊電子的自旋狀態(tài)由于測(cè)量從原來的不確定變?yōu)橄蛏蠒r(shí)，那邊電子的自旋狀態(tài)就瞬時(shí)地從原來的不確定變?yōu)橄蛳隆＿@種遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)并沒有發(fā)生相互作用的信號(hào)傳遞，所以不存在所謂“超光速”的問題。量子現(xiàn)象中的糾纏態(tài)來自于量子力學(xué)中的態(tài)疊加原理。比如有名的“薛定諤貓態(tài)”就是這樣的糾纏態(tài)，這是薛定諤在1935年提出的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)。他設(shè)想：將一只貓關(guān)在一個(gè)裝有放射性物質(zhì)的鐵箱子里，放射性物質(zhì)的強(qiáng)度小到比如1小時(shí)只有一個(gè)原子核發(fā)生衰變而放射出一個(gè)粒子，也可能不衰變而不放射粒子，兩者的概率各為50%。如果一個(gè)粒子被發(fā)射，它將觸發(fā)繼電器松開一把小錘子，擊碎一個(gè)裝有氫氰酸毒藥的小瓶子而毒殺這只貓。當(dāng)然，如果沒有粒子被發(fā)射，貓就會(huì)安然無(wú)恙活得好好的。將這個(gè)箱子擱置1小時(shí)，不打開箱子，問：這只貓是活的還是已經(jīng)死了？如果這只貓的狀態(tài)可以用一個(gè)波函數(shù)形式來描述（當(dāng)然，在這里宏觀物體的狀態(tài)能不能用波函數(shù)來描述，也還是個(gè)問題，不過因?yàn)檫@只是一個(gè)假想的思想實(shí)驗(yàn)，所以也就不用考慮這個(gè)問題了），那么這個(gè)波函數(shù)所描述的就是一個(gè)死活各有一半概率的疊加態(tài)。這樣的疊加態(tài)，也就是我們常說的“糾纏態(tài)”。在我們未打開箱子觀察之前，這只貓是活的還是死的? 它當(dāng)然不會(huì)既是活的又是死的。在觀測(cè)之前，貓?zhí)幱谒阑罡髡家话氲寞B加態(tài)，觀測(cè)行為將使概率坍縮，而以相等的可能性落在貓活著或死了的本征態(tài)之一上。有人設(shè)想，如果把箱壁做成是透明的如何？則按量子力學(xué)，連續(xù)地觀測(cè)放射性原子核，就是對(duì)它施加了作用，它就可能永遠(yuǎn)也不衰變，因而貓也就一直不會(huì)死去，這是由于箱壁透明時(shí)的觀測(cè)實(shí)際上是照明用的光子與放射性核的相互作用改變了核衰變的幾率特性的結(jié)果（這常稱為“量子芝諾效應(yīng)”）。 量子芝諾效應(yīng)：當(dāng)單個(gè)電子通過雙狹縫時(shí)，在屏幕上將打出一個(gè)光點(diǎn)，重復(fù)多次，大量電子的光點(diǎn)將在屏幕上形成明暗相間的干涉條紋?？墒?，如果想用探測(cè)器觀察電子究竟是通過哪個(gè)縫的，屏幕上的干涉條紋將立即消失，成為直對(duì)狹縫的兩條光帶。這讓人感到非常詭異，這等于是說“如果盯著看燒開水，水就永遠(yuǎn)不開?！逼鋵?shí)，這個(gè)現(xiàn)象再好不過地說明了：在量子現(xiàn)象中，那種完全不受觀測(cè)影響（或者說“干擾”）的物理實(shí)在是不存在的。且不說無(wú)人觀察時(shí)的貓?zhí)幱谝环N死活難以區(qū)分的不確定狀態(tài)這一點(diǎn)很難讓人接受，觀測(cè)行為竟然能以相等的可能性決定貓的死活這一點(diǎn)更難讓人接受。其實(shí)，日常生活中的貓這一宏觀物體，總是處在同環(huán)境的相互作用之中，這種相互作用已不可避免地會(huì)使其疊加態(tài)坍縮為單一態(tài)，這種坍縮與對(duì)它何時(shí)進(jìn)行觀測(cè)顯然無(wú)關(guān)。可見，薛定諤貓的狀態(tài)不是被觀測(cè)所改變的，而是被相互作用改變的，人的觀測(cè)只是讓這種結(jié)果顯示了出來而已。處于糾纏態(tài)的系統(tǒng)，它里面的所有子系統(tǒng)都是相互關(guān)聯(lián)著的，或者說里面的子系統(tǒng)是作為一個(gè)整體的一部分存在的，無(wú)論它們相距多遠(yuǎn)，只要其中的一個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生變化，那么其它的所有子系統(tǒng)都會(huì)跟著發(fā)生變化，這就是量子現(xiàn)象的整體性特征。這里并沒有信息傳送的問題，所以根本不存在超不超光速的問題。如果說它是什么超光速現(xiàn)象的超距作用，違背了相對(duì)論中的光速不變?cè)恚峭耆钦`讀。薛定諤貓態(tài)：圖示描述貓的波函數(shù)是一個(gè)活態(tài)和死態(tài)各有一半概率的疊加態(tài)，觀測(cè)將使波函數(shù)發(fā)生坍縮，坍縮到對(duì)觀測(cè)者呈現(xiàn)出來的那個(gè)本征態(tài)3.貝爾不等式的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)自從1964年貝爾提出貝爾不等式以后，物理學(xué)家們終于找到了可以判斷隱變量理論和量子力學(xué)究竟誰(shuí)正確的標(biāo)準(zhǔn)。從1972年到1982年間，陸續(xù)進(jìn)行了許多檢驗(yàn)貝爾不等式的實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，絕大多數(shù)的可靠的結(jié)果都與量子力學(xué)的預(yù)言相一致——即貝爾不等式不成立，基本上可以斷言定域隱變量理論不存在。不過，那些貝爾不等式的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際上也都還存在著不少的“漏洞”，由于在實(shí)驗(yàn)中所用的粒子對(duì)、分析器和檢驗(yàn)器等還存在一定的缺點(diǎn)。正是由于有漏洞的存在，定域隱變量理論的支持者們堅(jiān)持認(rèn)為該理論并沒有完全被排除。下面來介紹實(shí)驗(yàn)中排除漏洞的方法。阿斯派克特小組在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)隨機(jī)切換開關(guān)，它可以使偏振分析器的方向在光子離開源之后可以切換。讓兩個(gè)檢偏鏡距離糾纏源分別大約6米左右。因此，當(dāng)兩個(gè)光子快到檢偏鏡的那一刻，它們的距離大約是12米。最快的信息傳遞速度是光速，光也需要40納秒的時(shí)間來走完12米的路程。他們使用的設(shè)備，能使得檢偏鏡在每20納秒的時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)一次。這樣在一個(gè)光子從檢偏器的一端傳播到另一端之前，檢偏鏡已經(jīng)做了旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)糾纏光子就不能有足夠的時(shí)間來相互通知對(duì)方。阿斯派克特實(shí)驗(yàn)滿足愛因斯坦的定域性條件，即：“要求兩個(gè)粒子的關(guān)聯(lián)測(cè)量的選擇在每一個(gè)分析器上都是完全獨(dú)立的。尤其是，當(dāng)一個(gè)測(cè)量進(jìn)行時(shí)，人們必須保證在兩個(gè)分析器之間沒有通信?！@指的是，兩個(gè)檢測(cè)事件所要求的時(shí)間必須短于從一個(gè)分析器/檢測(cè)器傳播到另一個(gè)的時(shí)間?！痹搶?shí)驗(yàn)結(jié)果同量子力學(xué)的預(yù)言一致。因此，這個(gè)實(shí)驗(yàn)被認(rèn)為已經(jīng)封閉了定域性漏洞，從而得到大多數(shù)學(xué)者的肯定。但是，澤林格爾對(duì)阿斯派克特實(shí)驗(yàn)尚有一些異議。他認(rèn)為阿斯派克特實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，那就是開關(guān)的切換不是隨機(jī)的，而是準(zhǔn)周期的，在參數(shù)上也有重合。換句話說，該實(shí)驗(yàn)還不能完全封閉定域性漏洞。阿斯派克特關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的論文中就曾指出：“我們以大于L/C的速度改變偏振器的方向。因?yàn)檫@種改變并不是真正隨機(jī)的，而是準(zhǔn)周期的，因此理想的方案并沒有完成。為了反駁遵循愛因斯坦隱參量的理論，一個(gè)具有完全隨機(jī)開關(guān)的更加理想的實(shí)驗(yàn)是必要的?！?/span>定域性隱變量是否存在的實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵，就從定域性漏洞是否完全封閉轉(zhuǎn)到了檢偏器是否是隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的問題。于是實(shí)驗(yàn)中檢偏器是否能夠隨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)成了實(shí)驗(yàn)的最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。基于這個(gè)考慮，澤林格爾等人進(jìn)行了更為完善的實(shí)驗(yàn)。1998年魏斯（G. Weihs）,杰納維恩（T. Jennewien）,西蒙（C. Simon）,韋恩福特爾（H. Weinfuter）和澤林格爾在《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表了“嚴(yán)格愛因斯坦定域條件下貝爾不等式的違反” [Phys. Rev. Lett, 1998(81): 5039-5043]的論文。他們所完成的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在相關(guān)的文獻(xiàn)中常被稱為澤林格爾實(shí)驗(yàn)。澤林格爾實(shí)驗(yàn)使用參量下轉(zhuǎn)換（PDC：parametric down-conversion）技術(shù)來產(chǎn)生糾纏光子對(duì)，如圖所示（以下圖象取自 A. Zeilinger，et al. An experimental test of non-local realism. Nature. 2007, 446: 873-874）圖中，從泵浦激光器中產(chǎn)生的激光脈沖，通過一個(gè)2毫米厚的非線性晶體產(chǎn)生糾纏光子對(duì)。光子對(duì)分別經(jīng)過二分之一玻片和厚度為前面二分之一的非線性晶體補(bǔ)償后，經(jīng)過偏振分析器。之后光子再經(jīng)過濾光器后，分別落在兩個(gè)計(jì)數(shù)器上A = ±1和B = ±1方向上，利用龐加萊球來記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。其中，右邊線路中插入四分之一玻片是為了調(diào)節(jié)不同的角度差，以便于進(jìn)行多次測(cè)量。 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下圖a 所示。圖a標(biāo)繪了對(duì)非定域隱變量理論（NLHV）的不同角度時(shí)，實(shí)驗(yàn)值及隱變量理論值、量子力學(xué)理論值的變化情況。從圖中可以看出，當(dāng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)值和量子力學(xué)理論值符合的很好，而與隱變量理論值則偏離較大，且在時(shí)偏離最大。 圖a 檢驗(yàn)隱變量理論實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)圖（原來Bell理論所提供的不等式在實(shí)驗(yàn)上很難檢驗(yàn)，因此克勞澤等人在1969年提出了一個(gè)與之等價(jià)但在實(shí)驗(yàn)上更友好的CHSH不等式，C就是克勞澤姓名的首字母。對(duì)貝爾不等式的實(shí)際檢測(cè)，一般用的就是CHSH不等式。）下面圖b標(biāo)繪了在不同角度時(shí)，實(shí)驗(yàn)值及貝爾- CHSH不等式值、量子力學(xué)理論值的變化情況。從圖中可以看出，時(shí)實(shí)驗(yàn)值與量子力學(xué)理論值符合的很好，遠(yuǎn)超出貝爾不等式的限制，在時(shí)實(shí)驗(yàn)值超出此值最多。在澤林格爾實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)非常重要的改進(jìn)，使用了一種真正的物理隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，以克服阿斯派克特實(shí)驗(yàn)所留下的缺憾。 圖b 檢驗(yàn)貝爾不等式實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)圖①為了通俗地說清楚什么是量子糾纏，很多人用打比方的方式來說明，這當(dāng)然也未嘗不可。其中最常用的就是那個(gè)“手套”比喻，即當(dāng)我手上的這個(gè)盒子里的手套如果是左手，那一定可以肯定遠(yuǎn)處的那個(gè)盒子里的手套一定是右手。但是這里有個(gè)“坑”需要注意，那就是：如果這也算“糾纏”的話（姑且可以稱它為“經(jīng)典糾纏”），它與“量子糾纏”還不是一碼事。其區(qū)別在于：經(jīng)典糾纏中，那個(gè)遠(yuǎn)處手套的右手，和你手中手套的左手都是確定的。而在量子糾纏中，兩個(gè)“手套”的狀態(tài)，在沒有打開盒子觀測(cè)之前都并不確定，而是只有一定的概率（比如各有50%）取某個(gè)值。只有當(dāng)你進(jìn)行了觀測(cè)，使你手中的“手套”坍縮成為“左手”，那遠(yuǎn)處的“手套”就自動(dòng)由于“糾纏”而成為“右手”，這才是量子糾纏。②關(guān)于定域性：狹義相對(duì)論否定了牛頓經(jīng)典力學(xué)的超距作用，認(rèn)為一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)遠(yuǎn)處物體的作用，是通過場(chǎng)傳遞過去的，是需要時(shí)間的。由于真空中的光速是自然界最快的速度，所以相互作用傳遞最快的速度也就是光速，瞬時(shí)的或者超光速的相互作用是不存在的。一個(gè)物體對(duì)遠(yuǎn)在30萬(wàn)公里之外的物體發(fā)生相互作用，最短也需要1秒鐘時(shí)間。如果那個(gè)物體在40萬(wàn)公里處，在1秒鐘時(shí)間是不可能對(duì)它發(fā)生作用的。這就叫做“定域性”。在量子現(xiàn)象中，如果總自旋為零的雙粒子系統(tǒng)中的兩個(gè)粒子相距甚遠(yuǎn)，比如有40萬(wàn)公里，如果它們處于量子糾纏態(tài)，那么這里粒子的狀態(tài)一旦發(fā)生變化（比如測(cè)量自旋從不確定變?yōu)橄蛏希?/span>，遠(yuǎn)處的那個(gè)粒子的自旋就會(huì)瞬時(shí)地從不確定變?yōu)橄蛳?/span>（由于角動(dòng)量守恒），不需要時(shí)間。這種情況如果是真的，那顯然是違反“定域性”原則的。這看起來與狹義相對(duì)論直接矛盾，所以愛因斯坦稱它為“鬼魅般的超距作用”，認(rèn)為那是絕對(duì)不可能的。但事實(shí)上，由于測(cè)量的結(jié)果不能事先確定，量子糾纏并不傳遞信息，所以并不存在什么“超光速”違反狹義相對(duì)論的問題。③關(guān)于“整體性原則”：整體性特征是量子現(xiàn)象所特有的，是一種既區(qū)別于經(jīng)典物理，也區(qū)別于相對(duì)論的性質(zhì)。正因?yàn)榱孔蝇F(xiàn)象具有整體性，所以才有了量子糾纏。由于處于糾纏態(tài)的粒子并不是通過相互作用而關(guān)聯(lián)的，那個(gè)粒子的行為并不是由于這個(gè)粒子對(duì)它的作用而發(fā)生改變的，它們之間并不存在那種由于相互作用而發(fā)生的因果關(guān)系，所以也就不存在什么“超距作用”的問題。狹義相對(duì)論的“光速不變?cè)怼比匀怀闪?，真空中光速是自然界相互作用傳遞的最大速度這一點(diǎn)也仍然正確，相對(duì)論的定域性原則仍然有效，這一切都沒有任何變化。只有在量子現(xiàn)象中才會(huì)有量子糾纏，這是需要明確分清的。④關(guān)于貝爾不等式：約翰·貝爾本來是相信愛因斯坦相對(duì)論的定域性的，認(rèn)為量子力學(xué)的非定域性量子糾纏可能有問題。在愛因斯坦的EPR佯謬提出以后，他導(dǎo)出一個(gè)不等式（貝爾不等式）的目的，是想通過用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)這個(gè)不等式，肯定定域性而否定非定域的遠(yuǎn)距離關(guān)聯(lián)，即量子糾纏的可能性。然而，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻事與愿違，大量的越來越精確的、堵塞了越來越多漏洞的實(shí)驗(yàn)都否定了這個(gè)不等式，也就是肯定了量子力學(xué)沒有問題，那種認(rèn)為量子力學(xué)的底層還有一個(gè)滿足定域性的“隱變量理論”的觀點(diǎn)并不成立。正確的表述應(yīng)該是：實(shí)驗(yàn)判定了貝爾不等式不成立，從而現(xiàn)有的量子力學(xué)理論是正確的。貝爾不等式只是一個(gè)判據(jù)，大量的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^貝爾不等式的檢驗(yàn)來肯定或否定量子力學(xué)，貝爾不等式本身不存在正確與否的問題。⑤愛因斯坦所持的那種實(shí)在論，即物理實(shí)在的每一個(gè)要素都應(yīng)該在物理理論中有它的對(duì)應(yīng)量而完全與測(cè)量無(wú)關(guān)，以及玻姆等人的那種試圖擺脫量子概率性的定域隱變量理論，是否存在？還有，是不是只有決定論的因果性，概率論的非決定論是不是也是一種因果性？這本來都是一些理解量子現(xiàn)象的基本哲學(xué)問題。貝爾不等式及其檢驗(yàn)，是將一個(gè)基本的哲學(xué)問題，通過數(shù)學(xué)的演繹論證，轉(zhuǎn)化成為一個(gè)可以通過實(shí)驗(yàn)來解決的物理問題，這是一個(gè)重大的創(chuàng)舉，有著深遠(yuǎn)的意義和深刻的內(nèi)涵?？梢灶A(yù)期，將來可能會(huì)有更多的在哲學(xué)上有爭(zhēng)議的問題，通過數(shù)學(xué)處理，轉(zhuǎn)化成為可以通過實(shí)驗(yàn)判定的問題，那將是哲學(xué)研究的一大進(jìn)展。
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