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現在我們來談談量子纏結是什麼

現在我們來談談量子纏結是什麼?         1935年3月,頑強抵抗量子力學的愛因斯坦與他的兩位同事波多爾斯基及羅森,共同寫了一篇「EPR悖論」的論文,來駁斥量子力學的荒謬,這篇論文的 內容大約是這樣子的:有一位叫「愛麗絲」的女人,與一位叫「巴茲」的男人,他們所住的地方相隔很遠,一個在丹麥,一個在美國,或者一個在地球,一個在月球,距離不是問題,它可以無限遠。 愛麗絲是由原子構成的,所以愛麗絲擁有很多的原子;巴茲也是由原子構成的,所以巴茲也擁有很多的原子,原子是由電子及原子核所構成的。         大家都知道電子有「自旋」(自我旋轉)的特性,當愛麗絲測量她的電子自旋時,她有兩種選擇:一種是沿著垂直測量,她會看到電子會以一種機率向上或 向下自旋。 另外一種是沿著水平測量,她會看到電子會以一種機率向左或向右自旋。 假設愛麗絲與巴茲,現在有了一對粒子,它們是同一個地方出來的,是雙胞胎,因某種原因分開了。一個住在愛麗絲家,愛麗絲將它取名「小麗」,一個住 在巴茲家,巴茲將它取名「小巴」。小麗與小巴在分開時有一個共同的約定,就是:「當我向左旋轉時,你就要向右旋轉;當我向右旋轉時,你就要向左旋轉;當我向上旋轉時,你就要向下旋轉;當我向下旋轉時,你就要向上旋轉。」他們都很高興,因為這是很好玩的遊戲。         現在小麗向左旋轉,小巴就同時向右旋轉;當小巴向上旋轉,小麗就同時向下旋轉,反之亦然。這種現象稱之為「量子纏結」(quantum entanglement)現象,纏結的粒子雖然相隔的很遠,好比臺灣與美國之間的距離,但還是會有一致性的行為,愛因斯坦說它是「幽靈般的超距作用」(spooky action at a distance)。以上就是EPR大致的內容,EPR對量子力學最致命的一擊,就是「當小麗向上旋轉時,小巴知道他一定會向下旋轉,因為這是他們約定好的,所以巴玆在測量前,即使小巴想向下旋轉,但愛麗絲可以選擇向水平測量,如果她得到小麗向東旋轉,那麼她知道小巴一定會向西旋轉。           所以,量子力學說的不確定性就不成立了,上帝不玩骰子!哥本哈根解釋派的老大波耳聽到後,再也按耐不住性子,重砲轟擊!現在來看看波耳是如何開砲的?         在愛因斯坦的思想裡,任何的東西最好是眼睛能看得見的、可以理解的,是日常生活中可以知覺到的,比如說撞球,一顆球撞上另一顆球,「撞」表示有接觸到;一個男生親吻一個女生,兩片嘴唇有碰觸到對方;看電視,有電視台發射電波,有電視這個訊號接收器,這些可以讓我們知覺到的事物,稱之為叫「局部性」(locality)。與局部性相反的叫「非局部性」,這部份是我們無法知覺到的,也是我們眼睛看不見、無法理解,是有違常理的,比如說,一顆球可以穿越過另一顆球而沒 有彼此碰撞到,就像鬼穿越過牆壁一樣; 一個男生跟一個女生說:「昨晚十二點,我送了一個飛吻給你!」 女生說:「難怪那個時候我感覺你親了我一下,感覺好幸福喔!」;「我告訴你喔!昨天我在電視看到外星人上節目,實在太有趣 了!」這些事件都有違常理。        古典力學一般講的都是局部性的,量子力學一般講的都是非局部性的,愛因斯坦是局部性的支持者,波耳是非局部性的支持者,這兩個人要能談得來,就像阿婆生小孩,很拼的!「電子就在那裡」愛因斯坦說。「沒有人知道電子會在哪裡,電子像很多朵雲,以波函數的方式分佈著,電子在哪朵雲裡是一種機率,這是因為觀察者的關係,產生崩陷,才被你看到的」波耳說。   「什麼機率?上帝不玩骰子!」愛因斯坦說。 「不要替上帝作決定!」波耳說。 「難道說,當我沒看月亮的時候,月亮就不在那裡,而當我看月亮的時候, 月亮才會出現在那裡?我才不會被你所說的量子力學這種不合常理的東西嚇到!」愛因斯坦說。 「沒錯,當你沒看月亮的時候,月亮就不會在那裡,它是以波函數的方式散佈著,你不知道它在哪裡? 沒有被量子力學嚇到的人,是不會懂量子力學的!」波耳說。 「粒子與粒子之間的訊號傳遞,不可能超過光速!怎麼可能小麗向左旋轉,小巴也在同一時間向右旋轉?這訊息是怎麼傳遞的?太扯了吧!」愛因斯坦說。   […]