研究量子力學，我一直在做在過去的兩年多里一直在做這件事，這可以作為我對習慣化的傾向的解藥，即認為現實是理所當然的。波函式、疊加態和其他深奧的概念提醒我，這是一個奇怪、奇怪的世界；在事物的核心存在著一種神秘，普通的語言永遠無法完全捕捉到。
因此，我對今年的諾貝爾物理學獎感到興奮。約翰·克勞澤、阿蘭·阿斯佩和安東·塞林格因對糾纏態的實驗性探索而獲獎，糾纏態是兩個或多個粒子之間一種奇特的聯絡。諾貝爾基金會的新聞稿強調了這項獲獎工作的應用；研究人員正在基於糾纏態構建“量子計算機、量子網路和安全的量子加密通訊”。但我重視克勞澤等人的工作，因為它顛覆了我們關於什麼是真實和什麼是可知的常識觀念。它讓我們正視現實的謎團。
專家們爭論糾纏態是什麼以及它意味著什麼；物理學哲學家蒂姆·莫德林抱怨說，諾貝爾物理學委員會誤解了糾纏態。我對糾纏態的“理解”，如果可以這麼說的話，始於波函式，這是一種數學工具，用於描述電子、光子和其他量子物質的行為。與牛頓運動定律不同，後者精確地跟蹤物體的軌跡，波函式僅跟蹤電子以某種方式行為的機率。機率隨時間以波狀方式波動；因此得名。
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當您觀察電子時——用某種儀器測量它——據說它的波函式會坍縮，而您只會看到一種可能的結果。這已經夠奇怪了。更奇怪的是，當波函式應用於以特定方式連線在一起的兩個或多個粒子時會發生什麼。想象一下，您有一個波函式描述一個放射性塊，它同時發射兩個電子。將電子稱為 A 和 B。
電子具有一種稱為自旋的量子屬性，這與行星或陀螺的自旋不同。量子自旋是二元的；用常見的符號表示，它要麼是向上，要麼是向下。想象一下，如果行星只能順時針或逆時針旋轉，它們的軸只能指向北極星，而不能指向其他方向，那麼您就大致瞭解了自旋的含義。儘管量子自旋，就像糾纏態一樣，毫無意義，但在過去的一個世紀裡，它已經被無數次地驗證。
好的，現在您讓電子彼此飛離。然後您測量電子 A 的自旋，發現它的自旋是向上的。在那一刻，兩個電子的波函式都坍縮了，瞬間預測了電子 B 的自旋，即使它遠在光年之外。這怎麼可能呢？您對 A 的測量如何瞬間告訴您關於 B 的資訊？糾纏態似乎違反了狹義相對論，狹義相對論認為效應的傳播速度不能超過光速。糾纏態也暗示，在您測量它們之前，兩個電子沒有固定的自旋；它們存在於機率性的懸而未決的狀態中。
愛因斯坦反對糾纏態，他曾將其嘲笑為“幽靈般的超距作用”。愛因斯坦認為物理學理論應該具備兩種性質，有時稱為定域性和實在性。定域性是指效應的傳播速度不能超過光速；實在性是指物理事物，例如電子，始終具有特定的屬性，例如自旋或位置，而不僅僅是在我們測量它們時。愛因斯坦認為，如果量子力學違反了實在性和定域性，那麼它一定是存在缺陷的，或者是不完整的。
幾十年來，關於糾纏態的辯論被認為是純粹哲學性的，也就是說，在實驗上是無法解決的。然後在 1964 年，約翰·貝爾提出了一個數學論證，將哲學變成了物理學。貝爾證明，如果您的糾纏態模型是基於定域性和實在性的，那麼它產生的統計結果將與量子力學的統計結果不同。這種差異被稱為貝爾不等式。
約翰·克勞澤、阿蘭·阿斯佩和安東·塞林格將貝爾定理付諸實踐，對糾纏光子和其他粒子進行了實驗。他們的研究證實了量子力學的預測是成立的。這些實驗打破了愛因斯坦和其他人認為因果以有序的方式傳播，並且事物在我們不看它們時也具有特定屬性的希望。
約翰·貝爾於 1990 年去世，過早地離開了人世，未能看到他的想法得到充分證實——也未能分享諾貝爾獎，諾貝爾獎不追授。但他留下了一系列有影響力的論文，收集在題為《量子力學中可說和不可說的》的書籍中。具有諷刺意味的是，量子理論家像引用聖經一樣引用貝爾的言論，儘管他自己的觀點似乎是流動的、不確定的、充滿了自我懷疑。他甚至批評他自己的不等式定理，暗示“不可能證明所證明的是缺乏想象力。” 貝爾定理是一個不可能證明。
貝爾似乎不太注重解決量子力學的悖論，而是注重引起人們對這些悖論的關注。在一篇1986 年的文章中，他將他的物理學家同行比作“夢遊者”，他們繼續擴充套件量子理論，同時忽略其“根本的晦澀之處”。鑑於夢遊物理學家取得的“極其令人印象深刻的”進展，貝爾問道，“大喊‘醒醒’是明智的嗎？ 我不確定是否明智。所以我現在用非常低的聲音說話。”
貝爾曾經說過，量子力學“自身蘊含著自我毀滅的種子”。他和愛因斯坦一樣，似乎希望量子力學能夠讓位於一種更明智的理論，理想情況下，這種理論能夠恢復物理學的定域性、實在性和確定性。我的猜測是，如果我們找到這樣一種理論，它最終也會以自己的方式變得神秘。這種神秘可能不同於我們的量子神秘，但它仍然是一種神秘，它會打破我們的習慣化，並迫使我們關注這個奇怪、奇怪的世界。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表大眾科學的觀點。