<p>常樸子：量子糾纏原理（一）</p><p>先給量子下一個定義：量子是由波粒二象形式反映出液態(tài)性質(zhì)的物質(zhì)。</p><p>潘建偉是我國的著名量子物理學(xué)家。在一次訪談中，記者問他：“如果見到了上帝，上帝可以回答你一個問題，你想問什么？”他說：“我想問量子為什么糾纏?！弊詯垡蛩固怪?，量子為什么糾纏的問題，是科學(xué)家最頭疼的問題，至今仍無公認(rèn)的答案。</p><p>自上世紀(jì)八十年代中期，我從《物理世界》一書中知道了量子糾纏的這一物理概念，也曾思考過這個問題。那時的我十分天真，還是一個胡毛未硬的青年，對于這一抽象的概念認(rèn)識的十分膚淺，最大的想象力只停留在感性之上。我認(rèn)為，量子糾纏類似于人類的夫妻關(guān)系，而量子疊加則如祖父祖母，父親母親以及兒孫們生活在一起。由家戶組成的村莊也類似與量子疊加。我的思想僅至如此。像諸多科學(xué)家一樣，對于這個問題的本質(zhì)，我也無能為力。潘建偉說，量子糾纏就像愛情，是一種自然現(xiàn)象，但卻無解。而我卻說，量子糾纏像是同性戀，也是一種自然現(xiàn)象，詭異古怪而又無解。</p><p>三十多年過去了，量子糾纏的現(xiàn)象已進(jìn)入了應(yīng)用的范疇，我國的量子通訊衛(wèi)星“墨子號”已上了天，我對這個問題仍然無能。不過，在科學(xué)家的努力下，這個概念突然一下子進(jìn)入了我們的日常生活，媒體的介入，大街小巷經(jīng)常會聽到這類話題的討論。也就是在這樣的氛圍下，我又重新思考開了這個問題。</p><p>一、量子為什么糾纏</p><p>我一直在修訂《差異相對論》一書。在解決了萬有引力原理、波粒二象性原理，物質(zhì)湮滅原理等諸多問題之后，我開始了對這一問題的思考。對我來說，這是一個不能回避的問題，因為這部書中必須收錄關(guān)于量子糾纏問題的文章。在將近一年的時間的思考，我初步對這一問題有了如下見解。</p><p>量子不是基本粒子，它是一個由許多基本粒子組合的復(fù)合性粒子。</p><p>量子是由許多不同質(zhì)量的單性粒子組合的一種復(fù)合粒子。這種粒子有兩種，一種是由許多O單子和Y單子按1:3的比例組合了一個除去形式力，沒有剩余引力，卻有剩余空間的粒子；一種是由許多O單子和Y單子按1:3/3:1的比例組合了一個除去形式力，沒有剩余空間，卻有剩余引力的粒子。兩個粒子的性荷相同，但性質(zhì)差異，空間量和引力量相等，因而形成粒子相互作用下的膨脹和收縮的動態(tài)關(guān)系。這就是量子糾纏的原因。</p><p>上述見解就像迷霧，令人混沌。要說明這一問題，的確十分困難。不過，請大家放心，在文章的后半部分，我會給大家一個開門見山的結(jié)果。當(dāng)下，先鋪墊一下，沒有路，是達(dá)不到目的的。</p><p>二、理論回顧</p><p>量子糾纏，或稱量子纏結(jié)，是一種量子力學(xué)現(xiàn)象，是1935年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波，其量子態(tài)表達(dá)式：其中x1，x2分別代表了兩個粒子的坐標(biāo)，這樣一個量子態(tài)的基本特征是在任何表象下，它都不可以寫成兩個子系統(tǒng)的量子態(tài)的直積的形式。定義上描述復(fù)合系統(tǒng)（具有兩個以上的成員系統(tǒng)）之一類特殊的量子態(tài)，此量子態(tài)無法分解為成員系統(tǒng)各自量子態(tài)之張量積。到目前為止，人類仍然不能對量子的復(fù)合分解，唯有把量子看成是一個基本粒子，因而無法從本質(zhì)上對量子把握，所以造成了諸多難以思議的問題。</p><p>量子糾纏技術(shù)是安全的傳輸信息的加密技術(shù)，與超光速傳遞信息相關(guān)。盡管知道這些粒子之間“交流”的速度很快，但我們目前卻無法利用這種聯(lián)系以如此快的速度控制和傳遞信息。因此愛因斯坦提出的規(guī)則，也即任何信息傳遞的速度都無法超過光速，仍然成立。</p><p>實際上的糾纏作用并不很遠(yuǎn)，而且一旦干涉其中的一方，糾纏態(tài)就會消失。這樣說的原因局限于我們沒有手段使兩個量子在更加遙遠(yuǎn)的距離上進(jìn)行分離。</p><p>量子糾纏是粒子由兩個或兩個以上粒子組成系統(tǒng)中相互影響的現(xiàn)象，雖然粒子在空間上可以分開，但二者仍然存在著某種不為人知的聯(lián)系。</p><p>從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，量子力學(xué)快速發(fā)展并完善起來，解決了許多經(jīng)典理論不能解釋的現(xiàn)象，大量的實驗事實及實際應(yīng)用也證明了量子力學(xué)是一個成功的物理理論。但是關(guān)于量子力學(xué)的基本原理的理解卻存在不同的見解。主要有三種：傳統(tǒng)解釋、PTV系統(tǒng)解釋和統(tǒng)計解釋，這三種解釋之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。</p>