經過了很長時間，相對論仍然是21世紀物理學建設的基石。

然而，自從克勞塞爾在1978年和阿斯珀在1982年證明貝爾不等式不成立以來，相對論的基礎——光速不變，或者說，光速是自然運動的極限這一「金科玉律」被否認。

特別是後來對多光子量子糾纏的實驗研究證明，在量子世界中，相互作用可以超越空間和光的速度，並且是非局域的。所以一些物理學家開玩笑說量子世界裡有「小精靈的怪癖」，當然，這只是所有無助的物理學家自嘲的一種方式。

在量子世界中，相對論的基本假設是完全無效的，這已經成為21世紀物理學中最具挑戰性的問題之一。

EPR關聯之謎

量子理論建立後，以愛因斯坦為代表的古典物理學家的柏林學派與以博爾納為代表的哥本哈根學派在量子理論的哲學基礎上展開了爭論。

在之前的索爾維會議上，愛因斯坦和波爾就量子理論的哲學基礎進行了幾次針鋒相對的辯論。最後，當希特勒上台並迫害猶太人，愛因斯坦被迫離開德國時，愛因斯坦和波爾之間的爭論結束了。

愛因斯坦和他的兩個年輕的同事，波多爾斯基和羅森，來到普林斯頓大學定居美國。他們在20世紀30年代又對玻爾進行了一次攻擊，目標是「不確定原理」。挑戰論文由三位作者名字的第一個英文字母縮寫為EPR paradox。

這就是EPR悖論

想像一對粒子(如電子)處於所謂的單態，它們的自旋相互抵消，因此總自旋為零。假設粒子A和粒子B分離，測量粒子A沿一定方向的自旋，結果為「上」。由於粒子對的自旋為零，這意味著粒子B的自旋總是沿著相同的方向「向下」。

然而，根據波爾所代表的哥本哈根學派的解釋，粒子A的自旋在被測量之前沒有確定的值。當測量粒子A的自旋時，不可避免地會對粒子B產生瞬時影響，使粒子B的自旋波函數坍縮到相反的狀態，即「向下」狀態。這種不尋常的作用機制需要超距離的相互作用，或超光速的傳輸。但從相對論的觀點來看，這是不允許的。

愛因斯坦和他的合作者確信，這種現象預示著量子理論和相對論之間的衝突，量子理論是不完整的。這個重要的觀點就是愛因斯坦學派的「可分離原理」，後來被稱為「局部性原理」。當玻爾閱讀愛因斯坦關於局部性原理的論文時，玻爾的反應非常平淡。他仍然持有哥本哈根學派「主體和客體是不可分割的」的舊觀點，堅持粒子行為的概率解釋，認為微觀世界與宏觀世界有著不同的「特殊規律」。EPR相關並不能解釋量子理論的不完全性。

顯然，波爾的回答過於蒼白，無法解決EPR相關性難題的核心:一旦EPR相關性存在，經典量子理論與相對論將發生嚴重衝突。

在20世紀30年代以後的很長一段時間裡，許多一流的物理學家試圖驗證EPR的相關性，但沒有一個人成功。1960年，才華橫溢的北愛爾蘭物理學家貝爾(Bell)從歐洲粒子研究中心(CERN)休了一年的學術假，最終提出了一個大膽的不等式來測試EPR的相關謎題。

貝爾不等式的提出與驗證

為了推導不等式，貝爾引用了前人的一些著名經典理論。此外，他還假設愛因斯坦的局部性原理是正確的。如果未來的實驗證明不等式是無效的，那麼導致不等式的要麼是量子理論的前提錯誤，要麼是自然界的「非局部性」。

1978年，美國加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)的克勞瑟(Clausser)和1982年法國巴黎大學(Asper)的阿斯珀(Asper)發現了貝爾不等式不成立的實驗證據。實驗證明，雖然局部性在表面上是合理的，但量子世界實際上是由一種看不見的、未知的原理支配的。它不需要中介體，通過超腔或瞬時效應連接。這無疑是對「運動不能超過光速」的相對論最嚴重的打擊。

近年來，物理學家將光子相互作用的數量從2個增加到8個，這也違反了貝爾不等式。同時，在20世紀90年代初，物理學家將這種現象命名為「量子糾纏」。

目前，物理學家正在將光子相互作用的數量擴展到16個光子系統。

量子糾纏對當代物理學的影響

量子糾纏已經被發現40年了。目前，物理學家正在將其擴展到多光子系統，試圖通過量子糾纏實現遠距離通信，並開發量子計算機。

量子糾纏的非局部性對經典相對論有很大的影響。相對論的第一個經驗假設，即光速不變原理，在量子糾纏的情況下失敗了。在量子糾纏的世界裡，粒子之間的相互作用可以超越時間和空間的瞬間，甚至不需要任何介質。然而，到目前為止，物理學家還不知道為什麼量子系統和相對論中超越時空的「瞬時作用」與相對論之間存在著明顯的衝突，只能在黑暗中推測。

近年來，一些學者提出了「相空間理論」來解釋量子糾纏。然而，由於該理論仍然是基於經典量子理論，並沒有添加新的物理原理，這只是一種嘗試，並沒有得到物理學界的認可。

同樣，有些人試圖修改相對論使之與量子理論相容，但他們無法避免光速是恆定的這一基本假設。

可以說，在一個新的量子糾纏已經被發現了40年的世界裡，當代物理學家仍然不知所措。承認量子糾纏的存在就等於承認量子世界中相對論的一個基本假設，光速恆定的原理是錯誤的，從而顛覆了相對論物理學的整個架構。但對於未來，新的物理建設，超越相對論是必要的。

科學的進步總是在新的發現的基礎上提出新的理論來代替舊的理論。EPR相關之謎起源於20世紀30年代，並在80年代得到了實驗驗證，從而導致了量子糾纏的新現象。這個奇特的現象挑戰了一個多世紀以來的相對論基本假設(光速是自然運動的極限)，為相對論的終結打開了希望之門。

在21世紀，物理學家已經將量子糾纏粒子的數量擴展到多光子系統。隨著實驗的深入，相信我們面前將會有一個新的物理世界，隨之而來的物理新原理將會被發現，這將會超越已經走過一個世紀的相對論。

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