一个简单的科学事实是：宇宙的终极速度限制（光速，c），似乎正在被物理现实“公然违抗”。存在一种被爱因斯坦称为“幽灵”的连接，它的传播速度不是快，而是瞬时
欢迎来到《物理学100大禁忌》系列。
今天，我们讲物理学第七禁忌。这是一个让爱因斯坦本人都“无法接受”、并与量子力学缠斗了一生的禁忌——定域禁忌。
它源自一个由爱因斯坦和他的同事们提出的、本想“攻击”量子力学的思想实验：EPR悖论 (Einstein-Podolsky-Rosen Paradox)。
这个悖论的核心，就是今天被我们称之为“量子纠缠”(Quantum Entanglement) 的现象。
让我们来做一个（已被真实实验验证过的）思想实验。
你想象一下，我们有一个不稳定的“粒子母体”，它衰变了，同时向宇宙相反方向射出两个“子粒子”（粒子A和粒子B）。
根据量子力学，在被测量前，这些粒子没有确定的状态。比如它们的“自旋”（你可以粗糙地理解为它在“上旋”还是“下旋”），是处于一种“既上又下”的混沌叠加态。
但这两个粒子是“纠缠”的。它们必须遵守一个“守恒定律”：如果A是“上旋”，那么B必须是“下旋”，反之亦然。它们俩必须永远相反。
好了，现在我们让A和B飞走。飞得足够远。
粒子A飞向地球上的你。
粒子B飞向38万公里外、月球上的宇航员。
问题一：宇航员在月球上，测量了粒子B。
在他“看”B的那一瞬间，B的“叠加态”崩溃了，它必须做出选择。
duang！它随机选了“下旋”。
问题二：在B（月球上）变成“下旋”的同一个瞬间，远在38万公里外、你（地球上）手里的粒子A，发生了什么？
答案是：粒子A，瞬时变成了“上旋”。
它不需要“等”月球的消息传来。光走完这段路需要1.3秒，而A的“坍缩”，耗时为零。
这就是“定域禁忌”被触发的瞬间。
一个“本地”(Local) 的测量（在月球上），似乎“非本地”(Non-locally) 地影响了远处的现实（在地球上）。
这公然违背了爱因斯坦视为信仰的“定域性原理”：任何信息（或影响）的传递都不能超过光速。
这就是为什么爱因斯坦称其为“幽灵般的超距作用” (spooky action at a distance)。他至死都认为，这不是“幽灵”，而是量子力学“不完备”的证据。他猜想，粒子们早就商量好了（藏着“隐变量”），根本不是瞬时感应。
爱因斯坦试图证明量子力学错了，结果却意外地发现了它最诡异的真相。
这根本不是什么理论推演。这就是物理学的实验事实
在爱因斯坦去世后，物理学家约翰·贝尔（John Bell）提出了一个天才的数学方法（贝尔不等式），可以检测“隐变量”是否存在。
从1980年代阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）的实验开始，到今天，成千上万次的精密实验都指向了同一个结论：
爱因斯坦，错了。
“幽灵”是真实存在的。宇宙，在它的最底层，就是“非定域”的。
你以为这就意味着我们可以“超光速通信”了？
宇宙很狡猾。它虽然允许这种“瞬时感应”，但它禁止你用它来传递“有意义”的信息。
你（在地球上）看到A变成了“上旋”，你根本不知道这是“自然坍缩”还是因为月球“测量”了。你必须通过打电话（一个低于光速的经典信道）和月球上的宇航员核对，才能在事后惊叹：“哇！我们俩的结果果然是相反的！”
为什么说这是物理学的禁忌？
因为EPR悖论，触碰了物理学对“空间”和“因果”的根本定义。
所以，物理学第七禁忌EPR悖论的真相是：
宇宙禁止“经典信息”超光速，但它允许“量子关联”瞬时发生。
它禁止你“超光速打电话”，但它不禁止两个粒子“心有灵犀”。
这个悖论的答案，就是整个量子通信和量子计算的基础。
它逼迫我们承认：我们所以为的“空间距离”，在量子层面可能根本不存在。那些曾经在宇宙大爆炸奇点“同源”的粒子，可能至今都保持着“连接”。
你以为你和世界是分离的，但在量子层面，万物在创生之初就连为一体。
我们刚刚触碰了关于“空间”的禁忌。
搞懂了“非定域”（两个粒子的诡异关联），我们该看看更要命的“不确定”（一个粒子的生死叠加）。
如果说EPR悖论是关于“两个”粒子的，那么第六大禁忌，就是关于“一个”粒子的。
这是一个把量子的诡异，从微观世界强行拽到宏观世界的思想实验。
那为什么，一只猫可以同时“既是死的，又是活的”？
参考文献：
- Einstein, A., Podolsky, B., & Rosen, N. (1935). Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?Physical Review
- Bell, J. S. (1964). On the Einstein Podolsky Rosen paradox.Physics Physique Fizika
- Aspect, A., Grangier, P., & Roger, G. (1982). Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities.Physical Review Letters
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