量子糾纏是最難以理解的自然現(xiàn)象，沒有之一。連愛因斯坦那樣的偉大科學家，都稱之為“鬼魅般的超距作用”。
在量子物理學里，幾個粒子在彼此相互作用后，會綜合成為一個整體，這時候就無法單獨地描述各個粒子的性質(zhì)，只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì)，這現(xiàn)象被稱為量子糾纏。
以愛因斯坦為代表的舊量子派，一個量子系統(tǒng)分離成兩個量子系統(tǒng)后，二者之間便不存在關(guān)聯(lián)。如果有關(guān)聯(lián)，就會出現(xiàn)“愛麗絲觀測到電子自旋為上旋，鮑勃觀測到正電子自旋也是上旋，或者愛麗絲觀測到電子自旋為下旋，鮑勃觀測到正電子自旋也是上旋”的情況。電子和正電子是由零自旋中性π介子自發(fā)衰而來，電子自旋方向與正電子自旋方向必須正好相反，電子上旋與正電子下旋，相互抵消正好為零。愛因斯坦在邏輯上無疑是正確的。
以波爾為代表的新量子派，堅信兩個分離量子系統(tǒng)仍然存在關(guān)聯(lián)。只是當時技術(shù)條件的限制，波爾拿不出來有力的證據(jù)來。
舊量子派和新量子派的爭論，一度陷入以概念反駁概念的哲學之爭。
好在貝爾提出了不等式：∣Pxz-Pzy∣≤1+Pxy，將一個長期爭論不休的哲學問題，變成一個可供實驗判決的科學問題。貝爾不等式的推導過程非常復雜，要求的技術(shù)條件也很高。這里不做詳細的推導介紹。貝爾不等式的實驗結(jié)果表明兩個事實：分離后的兩個量子系統(tǒng)存在著關(guān)聯(lián)；量子不確定性是量子的本質(zhì)屬性，并不是因為觀察技術(shù)欠缺而導致觀察得不到確定的結(jié)果。
分離后的兩個量子系統(tǒng)存在著關(guān)聯(lián)。當愛麗絲對電子進行觀測的時候，電子自旋的疊加態(tài)坍縮，同時，正電子的自旋疊加態(tài)也坍縮，電子的自旋為上旋，正電子的自旋一定為下旋，反之亦然。同樣，當鮑勃對正電子進行觀測，正電子與電子的自旋疊加態(tài)同時坍縮，自旋方向也必然正好相反。這樣的觀測結(jié)果與能量守恒定律相符。
愛因斯坦是量子論的創(chuàng)始人，他反對新量子派，不等于他完全反對量子論。他反對的是違背時空因果律的新量子論。兩個分離的量子系統(tǒng)，中間沒有任何介質(zhì)，卻能夠相互關(guān)聯(lián)，而且這種關(guān)聯(lián)相互影響是瞬時的，比光速還要快。這種反直覺經(jīng)驗反時空因果律的“鬼魅現(xiàn)象”，愛因斯坦想不通，一百年后的你和我，同樣也想不通。
量子糾纏的速度為什么超過光速？
兩個相互糾纏的粒子，無論相距多么遙遠，只要其中一個被觀測，另一個瞬間就會“感知”。愛因斯坦將這種不可思議的現(xiàn)象戲稱為“鬼魅般的超距作用”。量子糾纏的“瞬時超距作用”，違反了相對論中信息傳遞不能超過光速的設(shè)定。愛因斯坦與薛定諤都感到很“糾結(jié)”。
在思考量子力學問題的時候，我們會不自覺地把經(jīng)典物理學的絕對時空觀帶進來。這是造成我們苦惱的根本原因。
速度是什么？空間是什么？時間是什么？物質(zhì)是什么？把這四個基本問題重新思考，或許我們會得到答案。
用經(jīng)典的時空概念，無法解釋量子糾纏。瞬時超距作用，究竟是什么“鬼怪”一般的存在？也許，我們需要建立一種新的時空觀念，才能理解。
經(jīng)典的時空觀念認為:時間均勻地流淌，與任何外部事物都無關(guān)；空間就如同舞臺背景，獨立存在于事物變化之外。時間、空間和物質(zhì)，三者之間沒有什么關(guān)聯(lián)，各自為政。愛因斯坦的廣義相對論打破了絕對時空觀，認為物質(zhì)的質(zhì)量變化能引起時空扭曲，時間、空間和物質(zhì)之間存在著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系。時空的幾何結(jié)構(gòu)是引力存在的表現(xiàn)形式。
在我們的頭腦里面，存在著一個頑固的定域性觀念：一個特定物體，只能被它周圍的力量影響；某一點的行動，要傳遞到另一點，中間必須要借助某種媒介。例如，一個光子，必須借助電磁場，才能從一點運動到另一點。
不打破定域性的三維時空觀念，永遠無法理解量子糾纏。
隨著科學研究的不斷推進，人們對時空基本性質(zhì)的認識，也在逐漸深入。
2006年，比伊利諾伊大學的科學家發(fā)現(xiàn)了時空的幾何結(jié)構(gòu)與量子糾纏存在著關(guān)聯(lián)。
2013年，普林斯頓高等研究院的物理學家和斯坦福大學的物理學家在合作研究中發(fā)現(xiàn)，如果兩個黑洞糾纏在一起，它們就會產(chǎn)生蟲洞，即廣義相對論中所預言的一種時空捷徑。這項發(fā)現(xiàn)及進一步的數(shù)據(jù)計算表明：過去被認為不涉及實體聯(lián)系的量子糾纏，竟然能夠產(chǎn)生出時空結(jié)構(gòu)。
量子糾纏能產(chǎn)生時空結(jié)構(gòu)，說明“時空并不是前提，而是結(jié)果”。換而言之，時空并不是量子糾纏的場所，而是量子糾纏的產(chǎn)物。是物質(zhì)聯(lián)系產(chǎn)生了時空，而不是時空本來就存在那里等待物質(zhì)去填充。時空并不是一個最基本的存在。
在量子力學里面，物質(zhì)和時空是有機的統(tǒng)一體:沒有物質(zhì)，就沒有時空；沒有時空，就沒有物質(zhì)；物質(zhì)產(chǎn)生，則時空產(chǎn)生；物質(zhì)消失，則時空消失；物質(zhì)是離散的，時空也是離散的；虛空處于“有”與“無”的疊加態(tài)，觀察導致虛空坍縮為“有”的確定狀態(tài)；物質(zhì)是凝固的時空，時空是融化的物質(zhì)。
兩個糾纏粒子分離的過程，實質(zhì)上是它們創(chuàng)造新時空的過程。兩個粒子在分離的過程中建立了它們自己的新時空。當其中一個被觀察，另一個立刻便“感知”，實質(zhì)上它們本來就一直都是一個整體。在微觀量子世界，聯(lián)系是根本，時空區(qū)隔不是問題。量子糾纏更能深刻地描述宇宙萬物的普遍聯(lián)系。
量子糾纏創(chuàng)造的時空，可能超過了三維。這樣，理解量子糾纏的“瞬時超距作用”就容易了。如果將時空看成是一張平面的紙，那么發(fā)生糾纏的兩點之間肯定存在著距離；如果將紙對折，就形成了高維時空，那么兩個點就正好合并變成一個點，這樣糾纏之間當然就不存在距離了。
突破經(jīng)典物理的時空觀，用量子物理的時空觀去思考量子糾纏的奇特現(xiàn)象，或許會有所突破。量子系統(tǒng)的時空，與作為觀察者人類的時空，屬于各自不同的時空。而人類卻用自己在宏觀世界感受到的時空去衡量微觀量子世界的時空，自然會感覺奇異。各自的尺子都不一樣，怎么會得到同樣的觀測結(jié)果呢？
“量子糾纏速度超過光速”本就是一個錯誤的問題。量子糾纏的傳輸，是瞬時的超距作用。嚴格地說，量子糾纏，屬于時空聯(lián)系和時空運動，不是物質(zhì)傳輸和物質(zhì)運動，不能用“光速”這個經(jīng)典概念去衡量它。我們常常在網(wǎng)絡(luò)上看見“量子糾纏的傳輸速度是光速的XX倍”，其實是將經(jīng)典概念與量子概念混為一談的說法。
正是因為量子糾纏具有瞬時超距作用的能力，所以才使得宇宙萬物之間建立普遍聯(lián)系成為可能，我們棲居的宇宙作為一個整體才成為可能?；蛟S，要從這個層面來理解“天人合一”，才會更深刻。曾經(jīng)有人將宇宙視為一個生命整體，但一直被認為是一種猜測。在量子糾纏原理的指導下，也許有一天，這種猜測會成為科學事實。
時至到今日，我們?nèi)匀徊恢懒孔蛹m纏的深層次本質(zhì)原因，但我們可以確定它真真實實地存在著，而且還越來越多地掌握了它的具體運作機制。量子糾纏，既是量子加密通信的核心原理，也是量子計算的核心原理。量子糾纏，將成為未來社會最重要的量子資源之一。2017年6月16日，墨子號量子科學實驗衛(wèi)星實現(xiàn)了，兩個光子1200公里量子糾纏。2019年，谷歌設(shè)計的量子計算機，證實了量子的優(yōu)越性。
二十一世紀是量子力學的運用時代，量子糾纏已經(jīng)成為一種資源，被運用到量子加密通訊和量子計算之中。量子加密通訊、量子計算機等一系列的量子技術(shù)，必將引發(fā)一場新的工業(yè)革命和信息革命。我相信，在運用的過程之中，量子理論會隨著一個個的技術(shù)突破，而得到突破。一旦認清了糾纏的機制，就能夠理解時空是怎么涌現(xiàn)出來。
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