没错，量子纠缠实际上是爱因斯坦、薛定谔等人的研究成果。
爱因斯坦构想了一个思想实验，描述了一个不稳定的大粒子衰变成两个小粒子（A和B）的情况：大粒子分裂成两个同样的小粒子。小粒子获得动能，分别向相反的两个方向飞出去。如果粒子A的自旋为上，粒子B的自旋便一定是下，才能保持总体的自旋守恒，反之亦然。根据量子力学的说法，测量前两个粒子应该处于叠加态，比如“A上B下”和“A下B上”各占一定概率的叠加态（例如，概率各为50%）。然后，我们对A进行测量，A的状态便在一瞬间坍缩了，如果A的状态坍缩为上，因为守恒的缘故，B的状态就一定为下。但是，假如A和B之间已经相隔非常遥远，比如说几万光年，按照量子力学的理论，B也应该是上下各一半的概率，为什么它能够在A坍缩的那一瞬间，做到总是选择下呢？难道A和B之间有某种方式及时地“互通消息”？即使假设它们能够互相感知，它们之间传递的信号需要在一瞬间跨越几万光年，这个传递速度已经超过了光速，而这种超距作用又是现有的物理知识不容许的。于是，爱因斯坦认为：这就构成了佯谬。爱因斯坦强调不可能有超距作用，意味着他坚持经典理论的“局域性”。量子力学已经否定了确定性，这是爱因斯坦不认可的。而现在，如果连局域性都要抛弃，这可是爱因斯坦绝对不能同意的，因而在文章中他将两个粒子间瞬时的相互作用称为“幽灵般的超距作用”。薛定谔读完EPR论文之后，他用德文写了一封信给爱因斯坦，在这封信里，他最先使用了术语Verschränkung（意思是纠缠），这是为了要形容在EPR思想实验里，两个暂时耦合的粒子，不再耦合之后彼此之间仍旧维持的关联。EPR佯谬也得到了玻尔的回应。他认为，因为两个粒子形成了一个互相纠缠的整体，只有用波函数描述的整体才有意义，不能将它们视为相隔甚远的两个个体——既然是协调相关的一体，它们之间便无须传递什么信息。爱因斯坦绝对接受不了玻尔的这种古怪的说法，即使在之后的二三十年中，玻尔的理论占了上风，量子理论如日中天，各个分支高速发展，给人类社会带来伟大的技术革命，爱因斯坦仍然固执地坚持他的经典信念，反对哥本哈根学派对量子理论的诠释。1955年，爱因斯坦与世长辞，几年后玻尔也离开了人世。但他们观点的分歧依然没有一个定论，直到1964年英国物理学家约翰·贝尔提出了著名的“贝尔不等式”。爱因斯坦一方坚持认为量子纠缠的随机性是表面现象，背后可能藏有“隐变量”，贝尔本人也支持这个观点。他试图用实验来证明爱因斯坦的隐变量观点是正确的。贝尔假设了一个上图所示的实验。根据出生确定论，这些光子的偏振方向都是已经确定好了的，对一个光子的测量结果和对另一个光子的测量结果无关。但在量子力学中，对一个光子的测量结果必然影响另一个光子的测量结果。比如做4次实验，分别把左右两边的偏振片置于(0°, 0°)、(30°, 0°)、(0°, -30°)、(30°, -30°)的角度。第一种情况，所有的光子都能通过偏振片。第二、三种情况，是分别选择每一边的偏振片。第四种情况，是两边的偏振片都旋转。简单来说，如果对一个光子的测量结果和对另一个光子的测量结果无关，那么两边的偏振片都旋转的结果≤每一边偏振片分别旋转的结果之和，这就是贝尔不等式。但根据量子理论，对一个光子的测量结果必然影响另一个光子的测量结果。那么，就会出现两边的偏振片都旋转的结果＞每一边偏振片分别旋转的结果之和的情况。也就是说，如果该不等式成立，爱因斯坦获胜，如果该不等式不成立，则玻尔获胜。因此，贝尔不等式将爱因斯坦等人提出的EPR佯谬中的思想实验，转化为真实可行的物理实验。尽管贝尔的原意是支持爱因斯坦，找出量子系统中的隐变量，但他的不等式导致的实验结果却适得其反。在之后的几十年里，所有贝尔测试的实验结果都偏向于量子力学。1972年，物理学家克劳泽及其合作者弗里德曼，成为贝尔不等式实验验证的第一人。实验结果违背贝尔不等式，证明了量子力学的正确性。1982年，巴黎第十一大学的阿兰·阿斯佩等人在贝尔的帮助下，改进了克劳泽和弗里德曼的贝尔定理实验，成功地堵住了部分主要漏洞。这次的实验结果同样违反贝尔不等式，证明了量子力学的非局域性。
▍背景简介：本文摘自公众号“光子盒”。
