愛因斯坦錯了：「幽靈般的超距作用」的確存在

人們近日又一次證明，愛因斯坦至少在一件事上犯了錯誤。最近開展的一項實驗顯示，「幽靈般的超距作用」的確存在，並為其提供了具有說服力的證據。圖為研究人員克里斯特·沙爾姆在調試貝爾實驗中用到的光子源。

這一理念讓愛因斯坦深感冒犯，因為他認為，信息在空間中的兩點之間的傳遞速度是不可能超過光速的。

在NIST的研究中，光子源和兩台探測器被分別放置在三個房間里，這些房間位於同一座實驗室大樓的同一層上，彼此之間相隔很遠。在光子的傳輸過程中，一台隨機數產生器會隨機從兩種偏振狀態中選出一種，對兩台探測器分別進行配置。

上個月，一支荷蘭的研究團隊在代爾夫特大學同樣證明了超距作用的存在。

新浪科技訊 北京時間11月17日消息，據國外媒體報道，人們近日又一次證明，愛因斯坦至少在一件事上犯了錯誤。最近開展的一項實驗顯示，「幽靈般的超距作用」的確存在，並為其提供了具有說服力的證據。

愛因斯坦用這一概念描述量子力學，即組成物質和光的最小粒子具有的一系列奇特表現。更具體來說，他指代的是量子糾纏——這一概念認為，在量子力學中，一對亞原子粒子可以以一種看不見的形式，跨越時空，相互聯結在一起。

這一理念讓愛因斯坦深感冒犯，因為他認為，信息在空間中的兩點之間的傳遞速度是不可能超過光速的。1964年，科學家約翰·斯圖爾特·貝爾（John Stewart Bell）設計了一次實驗，希望能夠排除可以用來解釋「超距作用」的隱變數。但在所有的「貝爾實驗」中，都仍然存在漏洞，因此批評家認為，這些實驗無法證明量子糾纏是實際存在的。

然而，在近期發表在期刊《Physical Review Letters》上的一篇論文中，研究人員給出了迄今為止最可靠的證據，證明量子糾纏的確存在。美國國家標準與技術研究院（NIST）的研究人員們製造了數對兩兩相同的光子，並將它們分別送往不同的地方進行觀測。該研究團隊成功堵住了此前貝爾實驗中的三大「漏洞」，最終取得了卓越的實驗成果。

「你無法證明量子力學的正確性，但定域性和我們的實驗結果確實是互相矛盾的，」NIST的克里斯特·沙爾姆（Krister Shalm）說道，「我們的實驗結果和量子力學方面的預測一致，都證明了互相纏結的粒子間的確存在著『幽靈般的超距作用』。」

與NIST的論文同時提交給該期刊的，還有由維也納大學提交的一篇論文。後者使用了類似的高效率單光子探測器，得到了相同的實驗結果。不過，NIST的研究人員認為，自己的研究結果比此前由荷蘭代爾夫特理工大學（Delft University of Technology）發表的研究結果更具說服力。在NIST的研究中，光子源和兩台探測器被分別放置在三個房間里，這些房間位於同一座實驗室大樓的同一層上，彼此之間相隔很遠。兩台探測器之間隔了184米，與光子源各隔了126和132米。

光子源以正常方式產生光子，即用一道激光束擊中一種特殊的晶體，從而激發出成對的光子流。這一過程可以產生成對的、相互糾纏的光子，每對光子中，其中一個的偏振方向與另一個具有一定的聯繫（偏振方向指的是光子的特定方向，如垂直或水平）。每對光子被各自分開，然後由光纜發往遠處的兩台探測器。在光子的傳輸過程中，一台隨機數產生器會隨機從兩種偏振狀態中選出一種，對兩台探測器分別進行配置。如果到達探測器的光子滿足該探測器的設置，它就會有90%的幾率被探測到。

在情況最好的一次實驗中，兩台探測器在30分鐘內，同時檢測到成對光子的次數共計6378次。而在其它實驗中，如在只有一台探測器工作的情況下，在總共12127次相關事件中，探測器只檢測出了5749次。

研究人員通過計算得出，如果局域性理論成立，能得到這一實驗結果的可能性只有1.7億分之一。因此可以認為，NIST的實驗成功堵上了貝爾實驗的三大漏洞。由於NIST使用的單光子探測器，該實驗的效率很高，可以保證受到探測的光子和測量結果能夠代表實際的整體情況。實驗中使用的探測器由超導納米導線製成，效率高達90%，整個系統的效率約75%。

目前還沒有比光速更快的通訊。這兩台探測器之間所隔距離需要光速運行幾百納秒時間，但最終測量結果比光速通訊還快了40納秒，說明超光速通訊是可能存在的。由於探測器配置是由處於光子源之外的隨機數產生器進行的，因此該實驗杜絕了人為操縱的可能性。

小知識：量子糾纏

在量子物理中，相互糾纏的量子之間存在一定的聯繫，即使距離隔得很遠，也能影響彼此的行為。這意味著，如果你測量出，一對光子中的其中一個的自旋方向為「上」，那麼過了一瞬間之後，另一個的自旋方向將是「下」。即使兩個光子分處世界的兩端，也會出現這一現象。這一理論被愛因斯坦成為「幽靈般的超距作用」。他並不喜歡這一理論，因為該理論認為信息傳播的速度可以超過光速。

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