涨声操盘深度长文：量子纠缠，本质原因到底是什么？

“量子为什么会纠缠？它的本质到底是什么？”

这个问题不仅让我们这些普通大众感到困惑不已，即便在物理学界，也始终是一个充满争议与未知的核心谜题。

量子纠缠作为量子世界最诡异、最迷人的现象之一，打破了我们对宏观世界的固有认知，就连、波尔这样的物理学巨匠，也曾为它展开过数十年的激烈争论，直到今天，人类依然未能彻底揭开它的神秘面纱。

量子纠缠并非实验室中人为创造的特殊现象，而是量子系统与生俱来的一种基本特性，只是它的表现形式太过反直觉，以至于我们用经典物理学的逻辑根本无法理解。

对于量子世界的这些奇异特性，不仅我们普通人如雾里看花、难以捉摸，就算是深耕量子力学领域的大师们，也有着截然不同的看法。

上世纪初，量子力学刚刚兴起，关于量子纠缠的争论就随之爆发，这场争论的参与者，都是量子力学的开创者，他们的观点直接塑造了我们今天对量子世界的认知框架。

这场争论的一方，是以爱因斯坦为首的经典物理学派。

爱因斯坦作为相对论的创立者，始终坚信宇宙的运行遵循着确定的规律，他无法接受量子世界中那些“无法预测”的诡异现象，其中最让他无法容忍的，就是量子纠缠所呈现出的“鬼魅般的超距作用”。

在爱因斯坦看来，量子力学之所以会出现这种看似违背常理的现象，并不是量子世界本身如此奇特，而是量子力学的理论尚不完备，存在一些尚未被人类发现的“隐性规律”，他将这种规律称为“隐变量”。

爱因斯坦坚信，只要找到这些隐变量，量子纠缠的“诡异”就会迎刃而解，那些看似无法预测的现象，其实都可以通过隐变量来精准推导和预测。

他的一句口头禅流传至今：“上帝不会掷骰子”，这句话背后，是他对宇宙确定性的执着追求——在他眼中，宇宙的运行是有序的、可预测的，不存在任何随机和偶然。

当时，支持爱因斯坦这一观点的，还有薛定谔、贝尔等知名物理学家，其中薛定谔后来还提出了“EPR操控”的概念，描述了对一个纠缠粒子的测量能非局域地影响另一个粒子状态的能力，这一概念介于量子纠缠与贝尔非局域性之间，进一步丰富了隐变量理论的内涵。

争论的另一方，则是“哥本哈根派”，这一学派的代表人物包括波尔、波恩、海森堡等量子力学的核心奠基人，他们提出的“哥本哈根诠释”，至今仍是量子力学的主流诠释。

与爱因斯坦的观点截然不同，哥本哈根派坚持以观测事实为核心，认为量子世界的奇异特性——包括粒子的波粒二象性、不确定性原理、波函数坍缩以及量子纠缠，都不是因为理论不完备，而是量子世界本身固有的属性。

在哥本哈根派看来，我们无需去纠结“上帝是否掷骰子”，更不必去寻找所谓的隐变量，我们只需要接受量子世界的本来面貌：粒子在被测量之前，处于多种状态的叠加之中，而测量行为本身会导致波函数坍缩，粒子的状态才会被确定；量子纠缠则是粒子之间一种不可分割的关联，这种关联不依赖于距离，也无需任何“信息传递”，它就是量子系统的本质表现。如果说爱因斯坦的观点是“追问上帝为什么这么做”，那么哥本哈根派的观点就是“接受上帝这么做的事实”，仿佛在说“上帝真的在掷骰子”，量子世界的随机性和不确定性，本身就是宇宙的基本规律。

这场争论持续了数十年，直到爱因斯坦、波尔等大师相继离世，争论依然没有一个明确的结果。有人曾调侃，或许这些物理学巨匠在天堂里，依然在为量子纠缠的本质争论不休——只不过，我们永远无法知晓他们的争论结果，因为量子纠缠本身并不携带任何信息，即便爱因斯坦和波尔变成了量子态，我们也无法捕捉到他们的“对话”。

而真正让这场争论有了突破性进展的，是曾经坚定支持爱因斯坦隐变量理论的物理学家约翰·斯图尔特·贝尔。

贝尔始终坚信爱因斯坦的观点是正确的，他毕生都在致力于证实隐变量的存在，为此，他在1964年提出了一个逻辑严密的数学不等式——贝尔不等式，这一不等式成为了区分局域隐变量理论和量子力学的“试金石”。

贝尔提出，只要实验结果满足这个不等式，就说明爱因斯坦的隐变量理论是正确的，量子力学确实不完备；反之，若实验结果违反这个不等式，就说明隐变量不存在，哥本哈根诠释是正确的。

贝尔不等式的数学形式看似复杂，但其核心逻辑非常简单：如果隐变量存在，那么两个纠缠粒子的测量结果之间的关联，必然不会超过某个固定的上限。

贝尔原本希望通过这个不等式，为爱因斯坦的观点正名，可实验结果却给了他沉重的打击——反复的实验证明，贝尔不等式始终不成立。

1972年，克劳泽和弗雷德曼利用钙原子级联辐射出的纠缠光子，首次验证了贝尔不等式的违背，但由于实验存在定域性漏洞，结果并未被广泛信服；1982年，阿斯佩等人改进实验装置，将两个纠缠光子相隔12米，通过快速调节探测方向，部分消除了定域性漏洞，依然得到了违反贝尔不等式的结果；1998年，塞林格等人利用非线性晶体产生的纠缠光子对，进一步排除漏洞，实验结果具有决定性意义；直到2015年，荷兰Delft技术大学的研究团队完成了无漏洞的贝尔不等式验证，彻底排除了所有可能的隐变量，最终证实了贝尔不等式不成立。

这些实验结果清晰地表明，爱因斯坦所主张的隐变量并不存在，哥本哈根诠释最终胜出。

这个结果不仅终结了物理学界数十年的争论，也让人类对量子世界的认知发生了根本性的转变——我们不得不接受，量子纠缠确实是量子世界的固有特性，那些看似“诡异”的现象，就是宇宙的本来面貌。

只是，一个新的问题又随之产生：既然量子纠缠确实存在，那么它的本质是什么？量子为什么会产生这种跨越时空的关联？

直到今天，依然没有一个完美的理论能够给出答案，这也是量子力学留给人类的最大谜题之一。

要理解量子纠缠，我们首先要明确一个核心概念：什么是量子纠缠？从量子力学的定义来看，量子纠缠是指当两个或多个粒子发生相互作用后，它们原本各自独立的物理特性会消失，进而形成一个不可分割的整体，我们无法单独描述其中任何一个粒子的状态，只能描述整个系统的整体性质。

这种整体性不会因为粒子之间的距离而改变，即便将这些粒子分开到宇宙的两端，它们之间的关联依然存在。

更诡异的是，根据海森堡不确定性原理，对其中一个粒子进行测量，会瞬间改变这个粒子的状态，而这种改变会同时传递到与之纠缠的所有粒子身上，无论它们相距多远。

举一个简单的例子：假设有A和B两个相互纠缠的粒子，它们的自旋状态始终相反——一个为左旋，一个为右旋。我们将A粒子放在地球，将B粒子送到遥远的火星，当我们测量A粒子，使其自旋状态变为右旋时，远在火星的B粒子会瞬间变为左旋；反之，如果我们测量B粒子，A粒子也会瞬间发生相应的状态改变。这种“瞬时响应”，就是爱因斯坦口中“鬼魅般的超距作用”，它打破了我们对“信息传递需要时间”的固有认知。

人类对量子纠缠的实验验证，也在不断突破距离的限制。

2016年，我国成功发射了“墨子号”量子科学实验卫星，这颗卫星在太空中分发纠缠光子，成功证实了处于纠缠态的两个光子，在分开1200公里的距离后，依然能够保持这种瞬时关联。

量子纠缠的“诡异”特性，也让一些人产生了各种离奇的猜测，甚至有一些神鬼玄学爱好者借此宣扬“粒子有意识”“量子纠缠就是灵魂关联”等荒谬言论。但主流科学界始终明确：量子纠缠是一种纯粹的物理现象，是量子世界的固有特性，与“意识”“灵魂”无关，它的本质是粒子之间的量子关联，这种关联是客观存在的，不需要任何“意识”参与。

尽管我们尚未弄清量子纠缠的本质，但经过数十年的研究，科学界已经总结出了量子纠缠的三个基本特征，这也能帮助我们更好地理解这种现象：

第一，量子纠缠只存在于量子世界，不会在宏观世界出现。

宏观世界中的物体，遵循的是经典物理学的规律，包括爱因斯坦的相对论和牛顿力学，我们永远不会看到两个宏观物体之间出现这种“瞬时关联”。比如，我们无法让两个苹果产生纠缠，即便将它们分开到千里之外，一个苹果的状态改变，也不会对另一个苹果产生任何瞬时影响。

这也意味着，一些科幻作品中幻想的“利用量子纠缠实现人体瞬时转移”“超光速星际旅行”等场景，其实是对量子纠缠的误解，它们并不属于量子纠缠的理论范畴，也永远无法实现。

第二，量子纠缠不传递能量和信息，因此不违背光速藩篱。这是量子纠缠最关键的一个特征，也是它不违背相对论的核心原因。很多人会误以为，量子纠缠的“瞬时响应”意味着信息传递速度超过了光速，但事实并非如此。

因为当我们测量一个纠缠粒子时，得到的结果是随机的——我们无法预先确定测量结果，也无法通过控制测量结果来传递特定的信息。就像我们无法通过测量A粒子的状态，来向持有B粒子的人传递“1”或“0”这样的信息，想要传递信息，依然需要依靠经典信道（如电磁波、光纤等），而经典信道的传递速度最快也不会超过光速。

这里我们可以用一个通俗的比喻来理解：有一对姐妹，她们分居在地球和火星，姐姐生了一个孩子，妹妹自然就升级成了小姨。

这种身份的变化是瞬时的，无论她们相距多远，只要姐姐生下孩子，妹妹就自动成为了小姨，这种“变化”不需要任何信息传递。但妹妹想要知道自己已经成为小姨，就必须通过电话、视频等经典方式，接收姐姐传递的信息，而这个信息的传递速度，最快也只能达到光速。

量子纠缠的“瞬时关联”，就相当于姐妹俩的身份关联——变化是瞬时的，但信息传递依然需要时间。这个比喻虽然不够严谨，但能帮助我们直观地理解，为什么量子纠缠有“超距作用”，却不传递信息和能量。

第三，量子纠缠的“超距作用无限远”，永远无法被证实。

从理论上来说，量子纠缠的关联可以跨越任意距离，哪怕两个粒子分别处于宇宙的两端，这种关联依然存在。但在实践中，我们永远无法证实这一点——因为人类无法将一个纠缠粒子送到无限远的地方。

目前，人类的飞行器连1光年半径的太阳系都无法飞出，更别说将粒子送到无限远的宇宙深处。就像我们无法将姐妹中的一个送到无限远的地方，自然也无法验证，当她们相隔无限远时，姐姐生孩子，妹妹是否还会瞬时成为小姨。因此，量子纠缠的“无限远关联”，只能停留在理论层面，永远无法通过实验证实。

在了解了量子纠缠的基本特性后，我们还要澄清一个常见的误解：量子通讯并不是利用量子纠缠的“超光速”来通讯。如今，量子通讯已经成为一个热门话题，很多人误以为，量子通讯的信息传递速度超过了光速，可以实现“无延时通讯”，但这其实是对量子通讯的严重误解。

我国科学家潘建伟团队正在研究的量子通讯，其核心原理是利用量子纠缠分发和量子隐形传输，结合量子不确定性原理、波函数坍缩原理等，实现更快速、更安全的通讯。

这里的“更快”，并不是指信息传递速度超过了光速，而是指每秒钟能够传递的数据量更大——比如，量子通讯每秒可以传递5G甚至更高流量的数据，比传统通讯的传输效率更高；而“更安全”，则是因为量子密钥具有不可克隆、不可监听的特性——一旦有人试图监听通讯，就会干扰量子态，导致波函数坍缩，通讯双方就能立即发现监听行为，从而保障通讯的安全性。