随着我國經濟文化的飛速發展，我們的科學成果越來越多地湧現出來，好多曾經象牙塔中的專業名詞流入了尋常百姓的日常聊天當中。墨子号實驗衛星的上天，讓量子糾纏一詞迅速傳播到大街小巷，然而對于這樣一個專業的詞彙，很多人并不明了其中的物理含義，老郭想利用此篇文章，給大家科普一下，什麼是量子糾纏？

所謂的宏觀世界就是我們看得見、摸得着的世界，這個世界是一個在物理學上中等尺度、中等速度、中等溫度……總之，物理量的值是在一個恰當的中間範圍的世界。而微觀世界是指我們看不到的分子、原子、電子等等微小粒子層面的世界。

随着物理學的發展，當科學家們深入到了微觀世界之後，發現這個世界的規則與我們宏觀世界的規則不一樣。在微觀世界中，一切瞬息萬變，微觀粒子的狀态隻有一個可能的、概率的結果。

所以，對于宏觀世界和微觀世界就總結出了兩種不同的方法：确定性方法與概率統計方法。實踐證明這兩種方法都是有效的，隻是它們适用的領域不同。隻不過，随着薛定谔方程将概率引入了量子力學之後，經典物理學建立起來的決定論大廈轟然崩塌。

在經典物理學中，質點的狀态可以用運動方程來描述，在任意時刻質點的位置和動量都是确定的。由于微觀粒子具有波粒二象性的特點，因此經典物理的方程不能用于描述微觀粒子的運動。量子力學中，為了定量描述微觀粒子的狀态，引入了波函數。

所謂的波函數，用Ψ（音：普西）表示，是一個坐标和時間的複函數，其絕對值（模）的平方對應于微觀粒子在空間某處出現的概率密度。波函數即不是粒子形狀的描述也不是粒子軌道的描述，這是很多科普作者常常弄錯的地方。波函數的出現代表着量子力學徹底擺脫了經典物理的束縛，成為了一門獨立的學科。

如果Ψ1和Ψ2是體系的可能狀态，那麼它們的線性疊加Ψ=C1Ψ1 C2Ψ2（C1、C2是複數）也是體系的一個可能狀态，并且這種疊加可以推廣到很多态。當粒子處于态Ψ1和Ψ2的線性疊加态Ψ時，粒子是即處在态Ψ1，又處在态Ψ2。

如果我們不關心這段話的量子力學背景，這種情況在經典世界中是經常發生的，比如兩個水波的疊加，水波中某個點處的水其實是同時處于兩種狀态的疊加之中。

态的疊加當然不僅限于兩個波之間，也可以是無限制多個波的疊加。在量子力學中，疊加态意味着，一個微觀粒子可以同時處于多種狀态。這意味着，它可以既在這裡，又在那裡，同時處在波函數允許的所有位置上，直到我們進行具體測量的時候，疊加态突然結束，即波函數塌縮到一個特定的值，粒子就出現在對應的位置上。

在微觀世界裡，如果我們把一個微觀系統（可以是一個原子，或者是一束激光等等）用某種辦法把它們“切割”開分成兩個更小的粒子，則這兩個小粒子之間就會具有“心靈感應”的特點。即使它們之間相距再遙遠都會彼此感應到對方的狀态，并且是瞬間完成。

以光子的糾纏為例，一束紫外激光被發射到一種特殊的晶體。接着，該晶體會釋放一對偏振方向相反的糾纏光子。如果我們發現處于甲地的光子偏振方向水平，則我們就知道另外一個光子的偏振方向是垂直的。在沒有測量它們之前，兩個光子處于疊加态，每種狀态都有可能發生，無法确定哪種狀态會發生。

量子糾纏現象是一種超距作用。墨子号已經向我們證明，即使是在500公裡之外，兩個光子之間的量子糾纏仍然存在。愛因斯坦不理解量子糾纏，但是越來越多的實驗已經證明，量子糾纏是微觀世界最普遍的一種現象。

物理學家們的實驗表明，量子糾纏的感應速度的下限是光速的1萬倍。但這并不違背相對論中的光速極限原理，這是因為，相對論中的光速極限指的是一個有質量的物體不能通過加速的方式達到光速。而量子糾纏則完全不同，這種速度是感應速度，粒子的運動并沒有超過光速，不需要把粒子加速到光速以上。

目前，物理學家們并不清楚量子糾纏背後的機制到底是什麼，他們隻知道量子糾纏是一種微觀粒子中客觀存在的現象。

量子糾纏隻是量子力學為我們揭示的衆多微觀物理現象中的一個，但僅僅是這一個現象，就已經為我們打開了一扇通往未來的大門，比如量子隐形傳态、量子計算等等。我們在期待着科學家造出更強大的計算機的同時，更期待着能揭開更多的微觀世界的奧秘。今天的量子力學，不是物理學的終結，而是人類認識宇宙，認識自身的一個全新起點。

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