愛因斯坦錯了，科學家已經證明了「幽靈」量子糾纏

如果你讀了足夠多的科學新聞，你就會知道有一長串實驗試圖「證明愛因斯坦是錯誤的」。到目前為止，還沒有人反駁過他那標誌性的相對論。

長期以來，科學家們一直在進行測試，以證明「糾纏」這一量子概念迫使我們接受一些沒有多少邏輯意義的東西。但是為了避開以前在地球上進行的試驗的漏洞，科學家們最近已經把他們的實驗與觀測宇宙的望遠鏡連接起來了。

這項研究的作者之一、麻省理工學院的大衛·凱澤說：「我們已經把隨機性外包到了宇宙最遙遠的地方，數百億光年之外。」

讓我們從頭開始：量子力學將宇宙中最小的粒子描述為具有一組受限的固有屬性，這對我們人類來說基本上是一個謎，直到我們測量它們為止。量子力學的數學引入了兩個粒子可以成為「糾纏」的觀點，因此它們的聯合特性必須用同樣的數學機制來描述。但問題是：如果你將這些粒子分離到宇宙的兩端並測量它們，它們將保持這種可怕的聯繫；你仍然可以通過測量另一個粒子來推斷出一個粒子的性質。

愛因斯坦以及鮑里斯·波多爾斯基和內森·羅森認為，有兩件事中的一件可能會導致這種「鬼魅般的超距作用」，正如愛因斯坦所描述的那樣。要麼粒子以某種方式傳播速度超過光速(愛因斯坦的理論證明了這是不可能的)，要麼存在人類無法獲取的隱藏信息，確保粒子一開始就具有這些相關的值。

但約翰·斯圖爾特·貝爾的理論認為，隱藏的信息永遠不可能準確地再現量子力學迫使粒子做的事情。自20世紀60年代以來，科學家們設計了越來越複雜的方法來檢驗這一理論。

這些測試通常看起來很相似。科學家們產生了一對糾纏光子，每個光子具有兩個偏振態中的一個。想像一下，從某個角度看，兩個光子要麼是小的垂直線，要麼是水平線。當光子糾纏時，會有相同的偏振態--不管是水平的還是垂直的，直到測量為止都是個謎。科學家們將光子送到兩個遙遠的探測器，從兩個角度測量光子：偏振和糾纏可見的角度，或者一個不同的角度(如果從這個不同的角度觀察光子，它們就會變得不糾纏)。每個探測器都在等待粒子的出現，如果所有的粒子排成一列，就會產生一個同步的光點。對於糾纏粒子組，這些同時出現的光點應該比未糾纏粒子組更頻繁地出現。

超過某一閾值的同時光點的某些百分比將證明愛因斯坦、波多爾斯基和羅森是錯誤的，它將證明在物理定律中沒有預先確定粒子恆等式的隱藏變數。

但是有一個漏洞，也許儀器以某種方式影響了測量，並迫使光子攜帶同樣的偏振？為了防止這種情況發生，科學家們在兩個測量角度之間隨機切換探測器。然後是下一個漏洞：如果確定測量角度的隨機數發生器不是真正隨機的怎麼辦，如果我們所看到的隨機性實際上是由物理定律所決定的，物理定律將人類帶到這一點，那又會怎樣呢？。

兩組科學家通過將他們的隨機數發生器連接到一對望遠鏡上來解決這個問題。在更引人注目的情況下，包括凱撒在內的團隊利用兩台望遠鏡在加那利群島的拉帕爾馬進行工作：一台是伽利略望遠鏡，它指向天空一側發出77.8億年前和32.2億年前發出光的明亮光源，另一台是威廉·赫謝爾望遠鏡，它指向122.1億年前發射的光源。如果每個望遠鏡觀測到比參考顏色略藍的光，其相應的探測器將在一個設置中測量光的偏振。如果光線稍微紅一點，那麼探測器將使用另一種設置。

這篇發表在「物理評論快報」上的論文稱，在一項對3萬對粒子的測試中，它們的偏振關係過於緊密，以至於無法用這些局部隱藏變數理論解釋。這意味著，任何可能影響這兩個粒子的隱藏力量都需要發生在數十億年前，才能以某種方式影響科學家們在地球上測量這些粒子的方式。或者，更有可能的解釋是，量子力學無法用隱藏的變數來解釋。看來似乎愛因斯坦錯了。

研究人員仔細考慮了可能使他們的測量結果有誤的天文現象。例如，他們選擇了一種不被星際氣體吸收的光的顏色來測量，並且他們確保將引力和宇宙膨脹考慮在內。第二個類似的實驗也發表在「物理評論快報」上，支持了這兩篇論文的證據。

量子力學的古怪繼續令人難以置信。這種奇怪的現象是量子計算機這個新興領域的核心，量子計算機依賴於糾纏來完成他們的計算。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！