點(diǎn)擊上方「襄子的箱子」→右上角菜單欄→設(shè)為星標(biāo)有一天，翠花決定送我和大柱子一雙鞋，不是一人一雙，而是將一雙鞋中的兩只鞋子分別送給我倆，一左一右。在收到快遞的信息后，我想大柱子也收到了，我平時(shí)是一個(gè)很懶的人，不愿意下樓拿快遞，但我好奇心又特別重，很想知道翠花寄給我的是左鞋子還是右鞋子。于是，我就可以給大柱子打個(gè)電話，問他收到的是哪只。如果他收到的是左鞋子，但我這邊收到的必定是右鞋子，反之亦然。
在我和大柱子沒有收到快遞之前，我們都不知道自己即將拿到的是左鞋子還是右鞋子。等到我們收到各自的快遞后，只要一人確定了左右，另一邊哪怕是拒收快遞，也會(huì)知道箱子里面是哪只鞋子。問題來了，鞋子的左右是在翠花放進(jìn)快遞之時(shí)就確定的，還是在我和大柱子收到快遞，其中一人打開后確定的？這并不是一個(gè)腦筋急轉(zhuǎn)彎的，而是量子力學(xué)中的量子糾纏。愛因斯坦接受不了量子力學(xué)中的不確定性，在跑到美國后拉到了兩個(gè)盟友，一個(gè)是波多爾斯基，另一個(gè)是羅森。1935年3月，三人共同在《物理評(píng)論》雜志上發(fā)表了一篇論文，名為《量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述可能是完備的嗎》。現(xiàn)在讓我們假設(shè)有一個(gè)大粒子，它本身的自旋為0，但它是不穩(wěn)定的，很快就衰變成了兩個(gè)小粒子，而后朝著相反的方向飛去。再假設(shè)，這兩個(gè)小粒子有兩種可能的自旋，如果粒子A的自旋方向是左，那么B粒子的自旋方向就是右。兩個(gè)小粒子飛出去，在我們沒有觀察其中任何一個(gè)之前，它們的狀態(tài)都是不確定的，只有一個(gè)波函數(shù)可以描繪它們。現(xiàn)在，讓我們觀測(cè)其中的一個(gè)粒子，比如是A，發(fā)現(xiàn)，它的自旋方向是左，這時(shí)，可能B粒子已經(jīng)飛出了好遠(yuǎn)好遠(yuǎn)，距離A粒子可能有幾萬光年。當(dāng)我們觀測(cè)到A粒子的時(shí)候，我們就能立即知道B粒子的狀態(tài)！就像當(dāng)我得知大柱子收到的是哪只鞋子后，我就能立即知道我收到的那只鞋子是左還是右。這就是“EPR佯謬”，被薛定諤戲稱為“量子糾纏”。愛因斯坦會(huì)這么解釋，其實(shí)，在那個(gè)大粒子分裂成兩個(gè)糾纏的小粒子之時(shí)，其狀態(tài)就已經(jīng)確定了。就好比在兩只鞋子被裝進(jìn)快遞盒子的時(shí)候，我和大柱子即將收到哪只鞋子，就已經(jīng)注定了，無論是我還是大柱子，打開了自己收到的快遞，得知了自己收到的是哪只鞋子，也不過是對(duì)一個(gè)客觀事實(shí)的再確認(rèn)。而以玻爾為首的哥本哈根詮釋學(xué)派則認(rèn)為，在我和大柱子收到快遞并確認(rèn)其左右之前，實(shí)際上兩個(gè)快遞盒子中的鞋子是不確定的，就拿我的快遞來說，在我沒有給大柱子打電話確認(rèn)之前，我那盒子里面可能是左鞋子，也可能是右鞋子，是一個(gè)量子疊加態(tài)。而當(dāng)我打電話跟大柱子確認(rèn)了之后，如果大柱子收到的是左鞋子，那我快遞盒子里的鞋子的波函數(shù)就坍縮了，坍縮成了確定無疑的右鞋子。在沒有確定之前，一切都是未知的。愛因斯坦會(huì)認(rèn)為，你以為的未知，其實(shí)站在上帝視角上是已知的，上帝不會(huì)和你玩這種到底是愛我還是他的死亡概率問題，因?yàn)樗粩S骰子。只不過我和大柱子都太笨了，技術(shù)太落后，對(duì)上帝所設(shè)下的規(guī)律還一無所知。愛因斯坦認(rèn)為，就算量子力學(xué)不是矛盾的，那它也是不完備的。如果哥本哈根詮釋學(xué)派是對(duì)的，那就會(huì)帶來一個(gè)隨機(jī)的世界，徹底打破了這個(gè)客觀世界的確定性，這也是愛因斯坦與薛定諤所無法接受的。物理學(xué)家們一旦遇到分歧，那可以來一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)看看究竟誰對(duì)誰錯(cuò)?？墒牵?dāng)時(shí)的技術(shù)條件還不允許，因此我們會(huì)看到在量子力學(xué)誕生之后的幾十年中，大家也都是在打口水戰(zhàn)，或在頭腦中做一場(chǎng)場(chǎng)思想實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榫唧w的現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)根本沒法做。對(duì)于玻爾與愛因斯坦之爭(zhēng)，出生于美國的猶太物理學(xué)家戴維·玻姆提出了隱變量理論。玻姆雖然出生于美國，參與了曼哈頓計(jì)劃，但后來受到了麥卡錫主義的迫害，被迫離開了美國，最后于倫敦大學(xué)伯克貝克學(xué)院任教，就連護(hù)照都被吊銷了，因此他又是英籍物理學(xué)家。玻姆一開始站在哥本哈根詮釋學(xué)派，后來受到了愛因斯坦的影響，認(rèn)為量子世界的不確定性只是表面現(xiàn)象，一定有更深層的使不確定性變?yōu)榇_定的未知因素。因此，玻姆決心要對(duì)主流的哥本哈根正統(tǒng)觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)，試圖找到一種能完善量子理論的決定論方法，讓量子力學(xué)回歸經(jīng)典。1952年，玻姆在德布羅意的基礎(chǔ)上，建成了一個(gè)既具有經(jīng)典牛頓力學(xué)確定性而其行為又符合量子力學(xué)預(yù)測(cè)的隱變量模型。比起哥本哈根詮釋，玻姆的這套理論不需要波函數(shù)的坍縮這個(gè)過程，簡單來講就是將量子力學(xué)拉回了確定性。二戰(zhàn)結(jié)束之后，百廢待興，量子力學(xué)也逐漸進(jìn)入了可用具體實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的時(shí)期。約翰·斯圖爾特·貝爾是一個(gè)出生在愛爾蘭的物理學(xué)家，畢業(yè)后任職于歐洲高能物理中心，做加速器設(shè)計(jì)工程有關(guān)的工作。他對(duì)量子力學(xué)也極為感興趣，業(yè)余時(shí)間都在研究它。貝爾是愛因斯坦的小粉絲，他認(rèn)同愛因斯坦關(guān)于量子力學(xué)的解釋，也就是說，在粒子中存在一種被稱為“隱變量”的東西?？瓷先ズ孟袷请S機(jī)的粒子，實(shí)際上是受到了我們?nèi)祟惸壳八鶡o法發(fā)現(xiàn)和理解的隱變量的影響。貝爾沿著概率統(tǒng)計(jì)的方向思考下去，比如，假設(shè)隱變量λ存在，我們雖然不知道這個(gè)λ是什么，但是，既然這隱變量能影響粒子的行為，那么，粒子的某個(gè)可觀測(cè)量，比如電子的自旋，就總應(yīng)該和λ有一定的關(guān)系，應(yīng)該是這個(gè)λ的函數(shù)的統(tǒng)計(jì)平均值。后來，貝爾提出了“貝爾不等式”，其寫出來的公式如下：簡單來理解一下這個(gè)不等式，不等式中的P是（x,y,z）三個(gè)測(cè)量方向中兩個(gè)之間的相關(guān)函數(shù)。舉個(gè)例子，現(xiàn)在有三款游戲，王者榮耀、和平精英和消消樂，我們抽取一部分人來統(tǒng)計(jì)一下，看看哪些人在玩它們，有些人可能只玩一款，有些人可能玩其中的兩款，有些人精力旺盛，也許三款都玩。由此，我們就可以得到下面這張統(tǒng)計(jì)圖：接著，我們可以看下面這張圖，列出了三個(gè)關(guān)聯(lián)函數(shù)P1,P2,P3，如下：P1=玩王者不玩和平的人=區(qū)域3+區(qū)域7P2=玩和平不玩消消樂的人=區(qū)域5+區(qū)域6P3=玩王者不玩消消樂的人=區(qū)域5+區(qū)域7除此之外，我們可以得到很多關(guān)于P的函數(shù)，比如三者都玩的人，但為了敘述方便，這里就以三個(gè)關(guān)聯(lián)函數(shù)為例。簡單的小學(xué)數(shù)學(xué)推理，嫌麻煩的直接看結(jié)論就好，可忽略：P3=區(qū)域5+區(qū)域7；P2=區(qū)域5+區(qū)域6；P1=區(qū)域3+區(qū)域7每一個(gè)區(qū)域都是大于等于零的，不可能存在負(fù)數(shù)，因此“區(qū)域5+區(qū)域7≤區(qū)域5+區(qū)域7+區(qū)域6+區(qū)域3”等式右邊調(diào)整一下順序，得：區(qū)域5+區(qū)域7≤區(qū)域3+區(qū)域7+區(qū)域5+區(qū)域6實(shí)際上，貝爾不等式有多種不同的形式，上面只是其中的一個(gè)變種，舉這個(gè)例子也是為了說明，貝爾不等式是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)邏輯之上，是不可能出錯(cuò)的知識(shí)。在量子力學(xué)中，如果隱變量存在，那么測(cè)量結(jié)果就符合貝爾不等式，如果隱變量不存在，那么測(cè)量結(jié)果就不符合貝爾不等式。換句話講，如果貝爾不等式在量子力學(xué)中成立，則愛因斯坦就對(duì)了，如果不成立，則玻爾就對(duì)了。對(duì)于貝爾不等式的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上要等到80年代才第一次出現(xiàn)。那時(shí)候，愛因斯坦、玻爾、薛定諤、海森堡、狄拉克、德布羅意等都已經(jīng)去世。1982年，法國人阿斯派克特第一次通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證貝爾不等式，結(jié)果表明，貝爾不等式不成立。換句話講，愛因斯坦錯(cuò)了，玻爾對(duì)了。在量子世界中，那個(gè)鬼魅般的超距作用，真的存在。也就是說，當(dāng)翠花給我和大柱子分別寄鞋子的時(shí)候，兩個(gè)快遞盒子中的鞋子狀態(tài)，是左還是右，是不確定的。當(dāng)大柱子打開盒子的那一剎那，我這邊快遞盒子中的鞋子狀態(tài)才得到了確定。就像是大柱子的鞋子在被大柱子看到的那一剎那，他打了個(gè)電話給我的快遞盒子，說：“兄弟，我被發(fā)現(xiàn)了，是左鞋子，你趕緊的，變化超級(jí)形態(tài)，變成右鞋子?！?/strong>然后右鞋子（準(zhǔn)確來講是我快遞盒子中的鞋子）回應(yīng)：“收到?！?/strong>再然后，我的快遞盒子中的鞋子狀態(tài)就被確定成了右鞋子。如果我一直不打電話給大柱子確認(rèn)狀態(tài)，以及大柱子也始終不打開快遞盒子，則我這邊快遞盒子中的鞋子就處于量子疊加態(tài)，可能是左，也有可能是右。就連阿斯派克特也驚訝于第一次實(shí)驗(yàn)帶來的結(jié)果，為了萬無一失，他做了第二次實(shí)驗(yàn)，而后第三次，每一次都表明，貝爾不等式不成立。實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭秘后，哥本哈根詮釋學(xué)派非常高興，只有貝爾一個(gè)人不高興，他后來花了大半輩子的時(shí)間，試圖找出實(shí)驗(yàn)的漏洞，去世之前還在思考如何修正理論。從阿斯派克特實(shí)驗(yàn)至今30多年，人們?cè)诠庾印⒃?、離子、超導(dǎo)比特、固態(tài)量子比特等許多系統(tǒng)中都驗(yàn)證了貝爾不等式，所有實(shí)驗(yàn)無一例外，全部支持量子理論。（驗(yàn)證只是做實(shí)驗(yàn)觀測(cè)一下，至于結(jié)果是證實(shí)還是證偽，則不包含在內(nèi)）可是，等會(huì)，如果貝爾不等式不成立，那么超距作用就是存在的，豈不是違反了愛因斯坦的相對(duì)論嗎？豈不是在說，這個(gè)世界上有超光速的東西存在嗎？其實(shí)并沒有，這些超距作用傳遞的信息，毫無意義。要想獲得意義，還是得通過傳統(tǒng)的、不超過光速的手段溝通交流。這就好比，就算我和大柱子分別收到了兩只鞋子，就算它們的狀態(tài)是在超光速的情況下確定的，但關(guān)于這個(gè)信息的實(shí)在意義，我們還是不知道。我們要想獲得鞋子的意義，還是得打電話，以不超過光速的通訊手段來詢問翠花，究竟左鞋子代表愛還是右鞋子代表愛。愛我還是他，在我和大柱子收到鞋子之后，依舊是一個(gè)懸而未決的問題，還是得打電話詢問翠花。或者，翠花提前告訴我和大柱子，左鞋子代表愛，誰收到了左鞋子就代表她要嫁給誰?？墒菃栴}又來了，在量子世界中，翠花根本就無法確定寄出去的鞋子哪只是左、哪只是右。她也是隨機(jī)發(fā)送的，在這樣的情況下，就算我收到了左鞋子，也沒有任何意義。或者說，不管收到哪只鞋子，我都強(qiáng)行賦予意義，確定翠花是愛我的。但這只能是一廂情愿，就算是量子力學(xué)，也對(duì)此束手無策，大有一副“你高興就好”的姿態(tài)。玻爾曾說：“如果你沒有被量子力學(xué)驚到，那你肯定不懂量子力學(xué)?！?/strong>愛因斯坦也說：“我思考量子力學(xué)的時(shí)間百倍于廣義相對(duì)論，但依然不明白。”原子彈之父費(fèi)米也說：“我可以有把握地說，沒有人懂量子力學(xué)！”中國“墨子號(hào)”首席科學(xué)家、量子通信第一人潘建偉也說：“只要我把為什么會(huì)有量子糾纏弄明白的話，我馬上就可以死。但是現(xiàn)在又不能馬上搞清楚，所以我又希望活得很久……”你要問我什么是量子力學(xué)，為什么會(huì)有量子糾纏這樣的玩意兒存在，我只能很誠實(shí)地告訴你，目前還不知道，我們只是知道這種現(xiàn)象存在而已。強(qiáng)行解釋的，以及那些強(qiáng)行給“量子糾纏”賦予實(shí)在性意義的（或者用量子來閱讀或養(yǎng)生的），不是偽科學(xué)就是江湖騙子（這一點(diǎn)毫無疑問?。?/span>
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