爱因斯坦的幽灵─量子纠缠之谜

20世纪60年代，贝尔发现，微观粒子之间存在着更为神秘的超光速关联。当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。尽管大多数人都不愿看到世界平淡无奇，但这听起来还是有些天方夜谭。

量子纠缠和量子坍缩所表现出来的不可思议的超距作用，那是一首令人激动的超光速狂想曲。一方是相对论对超距作用的最严厉的禁令，另一方则是狂放不羁的量子纠缠、量子坍缩的超远距离的同时性。这引出了量子理论与相对论不相容的世纪难题。被称为20世纪末物理学晴空中的一朵黑云，它预示了我们的时空观念将经历一次比相对论和量子理论更为深远的革命，革命正在发生，量子纠缠世界的两大主角─不确定性（概率）和超距作用（超光速）都已登场。

1935年5月的一天早晨，爱因斯坦像往常一样准时来到普林斯顿高等研究院办公室。办公桌上放着他和助手波多尔斯基、罗森一起刚刚发表在《物理评论》上的论文。他拿起来看了看，脸上露出孩子般的微笑──这回他终于可以战胜老对手玻尔了。

而在大西洋彼岸哥本哈根大学玻尔研究所，爱因斯坦的文章对他来说简直是晴空霹雳!玻尔立刻放下所有的工作，他自言自语：“我们必须睡在问题上了。”

EPR文章本身却对后来量子力学基础研究产生了深远的影响，尤其是它使人们第一次真正注意到微观世界中的量子纠缠和非定域性现象。薛定谔首先对文章提出的粒子纠缠态进行了推广，并给出量子纠缠态的严格定义，玻姆则将位置和动量纠缠态换以自旋纠缠态，从而使量子纠缠态在实验上更容易实现。然后，到了贝尔，关于量子纠缠态的非定域性分析出现了实质性的进展，他提出了贝尔定理使非定域性存在终于可以被实验验证了。最后，阿斯派克特等人在实验上令人信服地证明了量子非定域性的存在。这一切都源自EPR文章。

必须承认，尽管量子物理学家可以计算和应用量子纠缠，他们至今仍不理解其背后的神秘机制：纠缠的主体是什么？究竟是谁在纠缠？纠缠是如何形成的？纠缠的形式究竟是怎样的？怎样才能解开纠缠呢？如何理解纠缠过程中的超距作用？它和相对论又如何结合呢？