量子纠缠与超距作用

最近好像量子纠缠很火爆。本人不是搞物理专业的可是对这个很敢兴趣，简单写下自己的理解。这个问题有点绕，因为量子世界里面的一切规律和我们现实生活比起来真的是格格不入。

说到量子纠缠，要提到的必须是爱因斯坦。他老人家对量子学不是很认同，虽然他所得的诺贝尔奖也是和量子力学有关的话题。稍微扯远点，在为什么相对论没有得诺贝尔奖金的问题上面，诺贝尔委员会在这件事情上面所做的完全是科学严谨的决定。这个奖金是对自然科学实验实践证实的，对人类进步有重大贡献的成果予以奖励。这大概也就是为什么没有数学奖的原因吧，数学严格的说不是自然科学。

回到话题，当年薛定谔发表了著名的薛定谔方程确立了量子力学基本框架以后，在物理学界引起了轩然大波。两位科学家，Boris Podolsky 和 Nathan Rosen 发现了用薛定谔方程解粒子纠缠时候会违反定域法则的问题。这个问题比较深奥大家不必太纠缠，总之，两人把结果给爱因斯坦过目后，1935三人共同在物理学回顾上发表了著名的文章，称作EPR佯谬。当时是作为对量子力学不完备性的攻击文章而发表的。而有意思的是，这个佯谬居然被证明了是正确的。所以反过来证明了爱因斯坦在这个问题上判断失误。

给大家举个很简单的例子，比如一个商店给你寄了一双昂贵的手套，而且是左右手套分别包装的。现在他们把其中一只寄给在纽约的您。另一只还在加州的工厂里面加工。您收到手套时候并不知道这是左手右手。您打开 了邮包发现是左手的。现在，您立刻（注意是立刻）可以判断，加州那只是右手的手套。这是这个佯谬的宏观例子。

这个例子是有很大问题的。注意，虽然在您打开邮包前并不知道左右手但是其实包里面的手套已经确定是左手了，只是您不知道而已。我们可以把这个信息称这个为隐含变量，厂家是知道这个信息的。您做的其实只是验证而已，你打开邮包的过程即不能影响包里的手套左右手情况也不能影响加州工厂里面另一只手套的情况。

在量子理论里面最基本的和我们宏观不同的一个情况是不确定性原理。现在薛定谔方程说，在打开量子力学包裹前，包裹里面的手套即是左手又是右手（！）这个手套处在一个非常模糊的状态(!) 。您打开包裹的动作决定了手套的左右手（！）。对不起啊，不只是您，连爱因斯坦都对这个无法接受。于是三位大牛人就发表了这么个想象实验来试图驳倒量子力学。他们说好吧算你老薛狠， 你对了的话问题大了就。首先我们假定厂家就是上帝一样的，当他们制造手套时候必须两只两只的造，一个左另一个必须是右。注意关键点来了，上帝肯定知道哪个包裹里面的手套是左手那个是右手。换句话说，一定有这么个信息的，只是我们不知道而已。 按老薛的公式，如果您在纽约发现手套是左手的，您打开包裹的过程决定了手套是左手还是右手的话，那么加州的手套必须按照您的观察做相应调整，变成相对的手套。这怎么可能，这个信息怎么才能传过去啊，而且必须是瞬时的。按照爱因斯坦相对论，信息最快的传递就是光速了，瞬时是不可能的。 这里争论的关键是，那个关键的信息，也就是，在您打开包裹前，手套是不是早已经确定了的。量子力学说不是，那个手套就是一个很模糊的，左右都可能的状态，而我们的经典理论说这简直是天方夜谭，违背了常识所以，薛定谔的方程是不完备的，缺了很重要的变量！

1964, 一个叫做贝尔的物理学家设计了一个很精妙的实验，居然可以证明那个隐藏的量，也就是说打开前是不是手套就已经决定了。当然这个实验原理很复杂，做起来也很困难要很多的统计结果才能说明问题。

长话短说，贝尔实验有很多实验室进行过了，居然得出的结论是，量子力学是正确的！那只量子手套，在您打开前确实是模糊的，左右都可以的！而您打开包裹的过程觉得了不仅仅是您包裹里面手套的左右手，同时也决定了加州工厂里面那只手套的左右手。

这个实验结论对物理学，对我们认识整个世界的影响真的难以估量。我们一只说我们是唯物主义者，物质第一，意识第二，物质决定意识。可是量子力学居然说，您的观察，觉得了这只手套的左右手性质！换句话，您的意识对量子世界是有很大很大影响的！

世界真的太神奇了！