很少有人知道，愛因斯坦被引用最多的論文既不是讓他獲得諾貝爾獎的光電效應，也不是讓他聞名遐迩的狹義相對論和廣義相對論，而是1935年他與兩位同事，鮑裡斯·波多爾斯基和内森·羅森一起設計了另一個思想實驗，并在美國雜志《物理評論》上發表了一篇題為《我們能認為量子力學對物理實在的描述是完備的嗎？》的論文，他們的回答是：“不能！”在這個思想實驗裡，他們引入了之後被薛定谔命名的“糾纏”概念。

我們用一個稍稍簡化了的實驗來描述他們的主要論據。我們已經知道，量子論認為在我們沒有觀察之前，一個粒子的狀态是不确定的，它的波函數彌散開來，代表它的概率。但當我們探測以後，波函數坍縮，粒子随機地取一個确定值出現在我們面前。現在讓我們想象一個大粒子，它本身自旋為0。但它是不穩定的，很快就會衰變成兩個小粒子，向相反的兩個方向飛去。我們假設這兩個小粒子有兩種可能的自旋，分别叫“上”和“下”，那麼如果粒子A的自旋為“上”，粒子B的自旋便一定是“下”，以保持總體守恒，反之亦然。好，現在大粒子分裂了，兩個小粒子相對飛了出去。但是要記住，在我們沒有觀察其中任何一個之前，它們的狀态都是不确定的，隻有一個波函數可以描繪它們。隻要我們不去探測，每個粒子的自旋便都處在一種左/右可能性疊加的混合狀态，為了方便我們假定兩種概率對半分，各50%。

現在我們觀察粒子A，于是它的波函數一瞬間坍縮了，随機地選擇了一種狀态，比如說是“上”旋。但是因為我們知道兩個粒子總體要守恒，那麼現在粒子B肯定就是“下”旋了。問題是，在這之前，粒子A和粒子B之間可能已經相隔非常遙遠的距離，比如說幾萬光年好了。它們怎麼能夠做到及時地互相通信，使得在粒子A坍縮成“上”的一刹那，粒子B一定會坍縮成“下”呢？量子論的概率解釋告訴我們，粒子A選擇“上”，那是一個完全随機的決定，兩個粒子并沒有事先商量好。事實上，這種選擇是它被觀測的一刹那才做出的，并沒有先兆。關鍵在于，當A随機地做出一個選擇時，遠在天邊的B便一定要根據A的決定而作出相應的坍縮，變成與A不同的狀态以保持總體守恒。那麼，B是如何得知這一遙遠的信息的呢？難道有超過光速的信号來回于它們之間？假設有兩個觀察者在宇宙的兩端守株待兔，在某個時刻t，他們同時進行了觀測：一個觀測A，另一個同時觀測B。那麼，這兩個粒子會不會因為距離過于遙遠，一時無法對上口徑而在倉促間做出手忙腳亂的選擇，比如兩個同時變成了“上”或者“下”？顯然是不太可能的，不然就違反了守恒定律。那麼是什麼讓它們之間保持着心有靈犀的默契，當你是“上”的時候，我一定是“下”？

愛因斯坦等人認為，既然不可能有超過光速的信号傳播，那麼說粒子A和B在觀測前是“不确定的幽靈”顯然是難以自圓其說的。唯一的可能是兩個粒子從分離的一刹那開始，其狀态已經客觀地确定了，後來人們的觀測隻不過是得到了這種狀态的信息而已，就像經典世界中所描繪的那樣。粒子在觀測時才變成真實的說法顯然違背了相對論的原理，它其中涉及瞬間傳播的信号。這個诘難以三位發起者的首字母命名，稱為“EPR佯謬”。然而，在量子力學大師玻爾看來，這并不是什麼佯謬，而是因為在愛因斯坦的潛意識裡，一直有個經典的“實在”影像。他不言而喻地假定，EPR實驗中的兩個粒子在觀察之前，分别都有“客觀”的自旋狀态存在，就算是概率混合吧，但粒子客觀地存在于那裡。玻爾的意思是，在觀測之前，沒有一個什麼粒子的“自旋”！因為你沒有定義觀測方式，那時候談論自旋的粒子是無意義的，它根本不是物理實在的一部分，這不能用經典語言來表達，隻有波函數可以描述。因此，在觀察之前，兩個粒子——無論相隔多遠都好——仍然是一個互相關聯的整體！它們仍然必須被看作母粒子分裂時的一個全部，直到觀察以前，這兩個獨立的粒子都是不存在的，更談不上客觀的自旋狀态！

薛定谔看到愛因斯坦的EPR論文，和愛因斯坦連續通了幾封信，然後他放出了一隻一隻可怕的怪獸，撕咬人們的理智和神經，這就是令許多人聞之色變的“薛定谔的貓”。薛定谔說：“根據哥本哈根理論，在沒有測量之前，一個粒子的狀态模糊不清，處于各種可能性的混合疊加，是吧？比如一個放射性原子，它何時衰變是完全概率性的。隻要沒有觀察，它便處于衰變/不衰變的疊加狀态中，隻有确實進行了測量，它才能随機選擇一種狀态出現。好得很，那麼讓我們把這個原子放在一個不透明的箱子中讓它保持這種疊加狀态。現在薛定谔想象了一種結構巧妙的精密裝置，每當原子衰變而放出一個中子，它就激發一連串連鎖反應，最終結果是打破箱子裡的一個毒氣瓶，而同時在箱子裡的還有一隻可憐的貓。事情很明顯：如果原子衰變了，那麼毒氣瓶就會被打破，貓就被毒死。要是原子沒有衰變，那麼貓就好好地活着。但這樣一來，顯然就會有以下的自然推論：當一切都被鎖在箱子裡時，因為我們沒有觀察，所以那個原子處在衰變/不衰變的疊加狀态。因為原子的狀态不确定，所以它是否打碎了毒氣瓶也不确定。而毒氣瓶的狀态不确定，必然導緻貓的狀态也不确定。隻有當我們打開箱子察看，事情才最終定論：要麼貓四腳朝天躺在箱子裡死掉了，要麼它活蹦亂跳地“喵嗚”直叫。但問題來了：當我們沒有打開箱子之前，這隻貓處在什麼狀态？似乎唯一的可能就是，它和我們的原子一樣處在疊加态，也就是說，這隻貓當時陷入一種死/活的混合。

奇哉怪哉。現在就不光是原子是否是幽靈的問題了，現在貓也變成了幽靈。一隻貓同時又是死的又是活的？它處在不死不活的疊加态？這未免和常識太過沖突，同時從生物學角度來講也是奇談怪論。如果打開箱子出來一隻活貓，要是它能說話，它會不會描述那種死/活疊加的奇異感受？恐怕不太可能。薛定谔的實驗把量子效應放大到了我們的日常世界，現在量子的奇特性質牽涉到我們的日常生活了，牽涉到我們心愛的寵物貓究竟是死還是活的問題。這個實驗雖然簡單，卻比EPR要辛辣許多，這一次紮得哥本哈根派夠疼的。他們不得不退一步以咽下這杯苦酒：是的，當我們沒有觀察的時候，那隻貓的确是又死又活的。

這的确是一個讓人尴尬和難以想象的問題。霍金曾說過：“當我聽說薛定谔的貓的時候，我就跑去拿槍。”薛定谔本人在論文裡把它描述成一個“惡魔般的裝置”。我們已經見識到了量子論那種令人驚異甚至瞠目結舌的古怪性質，但那隻是在我們根本不熟悉也沒有太大興趣了解的微觀世界而已，可現在它突然要開始影響我們周圍的一切了。一個人或許能接受電子處在疊加狀态的事實，但一旦談論起宏觀的事物比如我們的貓也處在某種“疊加”狀态，任誰都要感到一點畏首畏尾。

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