薛定諤的貓一定不少人都聽過，這可以說是物理學(xué)最詭異的實驗了。
假如我們把一只貓放進一個密閉的箱子里，箱子里有一個原子核和一個毒氣設(shè)施，這個原子核有50%的幾率發(fā)生衰變，當(dāng)它衰變時就會釋放一顆粒子，該粒子將會觸發(fā)毒氣設(shè)施，把貓毒死。
但假如原子核沒有發(fā)生衰變，沒有觸發(fā)毒氣，貓也就不會被殺死,所以在這種狀態(tài)下，只要我們不打開盒子，貓就處于既活著又死了的疊加狀態(tài)。
這就是詭異的量子力學(xué)，其中的量子糾纏更是據(jù)說能夠超光速一萬倍，光速是宇宙中最快的速度，為何量子力學(xué)能夠打破它？
量子力學(xué)著名實驗雙縫干涉為什么能讓物理學(xué)家的世界觀受到震撼，它到底講述了什么現(xiàn)象？
說起量子力學(xué)，那一定離不開著名的雙縫干涉實驗，與其說該實驗讓人毛骨悚然，不如說我們解釋不了實驗的結(jié)果。
雙縫干涉實驗的初衷很簡單，就是想看看光究竟是一種波還是一種粒子，實驗原理也很通俗易懂，我們在兩條平行的狹縫前面放置一個光源發(fā)射器，讓光子通過兩個狹縫，狹縫后再放置一個背景板。
假如光是粒子，光打在背景上板的將是與狹縫對應(yīng)的兩條條紋，假如是波，最終就會呈現(xiàn)像水波一樣明暗相間的條紋。
起初科學(xué)家發(fā)現(xiàn)單個光子也會出現(xiàn)干涉條紋，這證明了光是一種波，于是就想知道單個電子是如何通過狹縫的，就在后面放了探測器，檢測電子從哪條縫通過。
但詭異的事發(fā)生了，當(dāng)科學(xué)家具體去觀測光子時，光又變成了粒子，在背景板形成兩條條紋，往后的實驗都是如此，彷佛光子知道你在觀察它，就會給你具體的路徑。
以玻爾，海森堡為代表的哥本哈根學(xué)派試圖解釋這種現(xiàn)象，并起名為疊加態(tài)，即粒子的波動性和粒子性會疊加在一起，除此之外還有自旋，偏振，位置，等其他物理性質(zhì)，只要你不測量它，它就一直處于各種疊加態(tài)中，每個單獨的粒子都有疊加態(tài)。
為了更加易懂一些，我們以一個高爾夫球來舉例，當(dāng)沒有人觀察它時，這個高爾夫球可以是黑色的白色的五顏六色疊加在一起，沒有具體的顏色，它可以既處于運動狀態(tài)又處于靜止?fàn)顟B(tài)，等等還有諸多性質(zhì)都共同存在。
但我們一旦觀察測量它，它就有了具體的顏色具體的運動狀態(tài)。
在這個基礎(chǔ)之上，再假想一下，假如兩個粒子組合在一起，有了某種關(guān)系，那么這兩者粒子的疊加態(tài)是互不干擾彼此獨立的還是會相互纏繞產(chǎn)生影響呢？
答案是相互纏繞的
那么假如一個粒子分裂成了兩個，這兩個粒子的疊加態(tài)會纏繞嗎？
答案是肯定的
即使兩個粒子一旦一開始就有某種共同的關(guān)系，那么即使以后它們分開了很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，它們的疊加態(tài)也依然是纏繞的，量子糾纏即是疊加態(tài)纏繞的具體表現(xiàn)，它可以跨越空間和時間。
跨越空間很好理解，即它們哪怕相隔百萬光年，也依然會互相糾纏，跨越時間則指的是，兩個粒子的互相作用是同時發(fā)生的，假如兩個粒子隔了300萬光年，其中一個粒子對另一個粒子產(chǎn)生影響，另一個粒子不會300萬年以后才會發(fā)生改變，而是會同時改變。
說它超光速，用立刻，瞬間，幾乎都不太準(zhǔn)確，因為兩個粒子的互相粒子是同時發(fā)生的，不存在時間和速度的概念。
那么這種跨越時間的同時又是如何發(fā)生的呢？
愛因斯坦認(rèn)為，兩個粒子要想互相發(fā)生作用，一定離不開中間傳播的介質(zhì)，但事實上任何介質(zhì)的速度都不能超過光速，即任何事件都不能以超光速的形式影響另一區(qū)域的事件，這就是著名的區(qū)域?qū)嵲谡摗?/p>
為了捍衛(wèi)他的理論，愛因斯坦又提出或許兩個粒子之間存在一個人類尚未發(fā)現(xiàn)的作用機制，他稱為隱變量，1935年，愛因斯坦聯(lián)合波多爾斯基和羅森共同發(fā)表了《能認(rèn)為量子力學(xué)對物理實在的描述是完全的嗎》，三個作者的首字母分別為E,R,P,于是這一論文又被稱為ERP佯謬。
1694年，約翰.貝爾設(shè)計了驗證ERP佯謬的實驗，他可以通過非均勻磁場角度的改變，測量糾纏粒子的自旋狀態(tài)分布概率，如果兩者呈現(xiàn)對應(yīng)的線性關(guān)系，那么就存在隱變量，愛因斯坦就是對的，反之亦然。
科學(xué)家在半個世紀(jì)內(nèi)做了大量的貝爾實驗，結(jié)果證明量子糾纏并不存在所謂的隱變量，雖然愛因斯坦的理論沒有成立，不過這也反方向證明了粒子作用不通過介質(zhì)傳播，也就是說沒有超光速的介質(zhì)，量子糾纏依然不違反相對論。
要真正理解量子糾纏的原理，或許我們不能套用傳統(tǒng)的物理概念，因為在量子世界里，一切都是模糊的，只有概率的存在，量子糾纏也是一種模糊疊加態(tài)，其實在量子力學(xué)看來，具有相同疊加態(tài)的粒子其實是同一個粒子。
比如我們理所當(dāng)然地認(rèn)為原子是一個整體，但無限放大后，原子里會有很大的空隙，原子核就如同一個劇院里的一顆核桃，只不過這種距離對于人類來說太小了，所以會認(rèn)為它們是一個整體。
同樣，縫隙也可大可小，對人類來說很小的縫隙對原子來說可以很大，那么對于糾纏粒子來說，它們之間遙遠(yuǎn)的距離也可以很小，假如兩個糾纏粒子的距離是0.00001納米，我們理所當(dāng)然的認(rèn)為它們所以一個整體。
但假如到了幾光年幾百光年距離，我們就不太能接受兩個粒子之間的互相作用了，因為我們認(rèn)為它不是一個整體。
在傳統(tǒng)的理論框架中，通常只有基本粒子才能認(rèn)為是不可分離的整體，兩個粒子如此大的縫隙怎能認(rèn)為是一個整體？
于是就有科學(xué)家認(rèn)為，或許這兩個粒子其實是高維空間內(nèi)同一個粒子的體現(xiàn)，目前來看，多維的量子化空間是有可能存在，所以高維空間也許是解釋量子糾纏的一個可靠的理論。
