量子纠缠是一场跨越光年的“心灵感应”

这事儿得从1935年说起,薛定谔在剑桥哲学学会的年会上提了个新词儿叫“量子纠缠”,立马把舆论炸了锅。爱因斯坦、波多尔斯基、罗森这仨人立马在《物理评论》上发表论文,搞出了一个叫EPR佯谬的东西。他们搞了个实验设想:一对正负电子刚一出生,动量方向就完全相反。一旦分开了,不管隔多远,只要测其中一个的状态,另一个立马就会瞬间塌缩到相反的状态。问题就来了,信息怎么能跑得比光速还快呢?要是真有这种事儿,相对论不就完了?要是没有这种事儿,量子力学岂不是也有问题?这下哥本哈根学派可就被难住了,玻尔当时甚至都说自己的反驳有点软弱无力。到了1964年,约翰·贝尔在日内瓦厨房桌旁搞出了个贝尔不等式。他就想看看局域实在论到底对不对,结果发现实验结果和理论预测偏差挺大。只要这不等式被打破了,爱因斯坦这局可就彻底输了。贝尔不等式就像是一把尺子,把局域性和超光速信号一起摆在了天平上。后来的几十年里,全球的物理学家都在拼命想办法把这把尺子测准。终于在1982年6月22日那天,27岁的阿兰·阿斯佩把实验室搬到了巴黎大学的地下室里。他把偏振片的距离一次又一次拉大到6米、12米甚至13米,就是想让所谓的“即时信号”彻底失效。结果一出:当两个光子相距13米的时候,它们居然还保持着高度同步,概率几乎达到了100%。贝尔在答辩现场听到这个结果都忍不住拍桌子叫好:“这是具备诺贝尔奖水平的最优秀论文!”从那以后,量子非局域性就不再是猜想了,变成了铁证如山的事实。爱因斯坦的那个“幽灵”也被彻底送进了历史里。 不过这才刚开始呢!后来贝尔不等式又被一次次刷新精度,量子纠缠也开始从微观走向宏观。光子对可以在千米长的光纤里牵手走完全程;超导量子比特在稀释制冷机里也能心有灵犀;天文学家甚至把纠缠态光子送上了卫星,实现了千米级的自由空间传输。这就让我们不得不重新思考:物理真实到底是什么样子?因果律是不是只有在宏观世界才成立?时间是不是真的像尺子一样客观存在?我们能不能说清这个世界究竟是什么? 这一切都源自玻尔那句“如果量子力学还没把你震撼到那就是你还没弄懂它”。量子纠缠就像是一场跨越光年的“心灵感应”,把两个粒子紧紧绑在一起。从巴黎大学的地下室到日内瓦的厨房餐桌再到如今的光纤网络里的光子同步穿越偏振片,这一路走来科学家们用了整整一百年时间才把这场从理论佯谬到实验铁证的接力跑跑完。科学就是这样不怕奇异的事情发生的反而还会拿它当台阶一步步往上爬去揭开宇宙深处的秘密。 下次你要是在光纤里看到两束光子步调一致地穿过去的时候别忘了——它们正用看不见的方式互相拥抱着呢哪怕要跨过光年也在所不惜。