你認為量子力學奇怪：看看糾纏的時間

在1935年夏天，物理學家愛因斯坦（Albert Einstein）和歐文·薛定諤（ErwinSchr?dinger）就量子力學新理論的含義進行了豐富的，多方面的，有時令人煩惱的對應。他們擔心的焦點是薛定諤後來稱之為糾纏：在相互作用後無法獨立描述兩個量子系統或粒子。

直到他死後，愛因斯坦仍然堅信糾纏表明量子力學是不完整的。薛定諤認為糾纏是新物理學的定義性特徵，但這並不意味著他輕易接受。他在1935年7月13日給愛因斯坦的信中寫道：「我當然知道數學如何在數學上起作用，但我不喜歡這樣的理論。薛定諤的著名的貓，在生與死之間懸而未決，首先出現在這些信件中，這是描述困擾兩人的困難的一個副產品。

問題是，糾纏違背了世界應該如何工作。信息的傳播速度不能比光速快一個。但是在1935年的一篇論文中，愛因斯坦和他的合作者展示了糾纏如何導致了現在稱為量子非局域性的問題，這個糾纏的粒子之間似乎存在著一種怪異的聯繫。如果兩個量子系統相遇然後分離，即使在數千光年的距離上，也不可能測量一個系統的特徵（例如其位置，動量和極性），而不會立即將另一個系統轉換成相應的狀態。

迄今為止，大多數實驗已經測試了空間差距上的糾纏。這個假設是量子非局域性的「非局部」部分是指跨空間性質的糾纏。但是，如果糾纏也會隨著時間而發生呢？有沒有時空非地域的東西？

事實證明，答案是肯定的。就在你認為量子力學不可能變得更加怪異的時候，耶路撒冷希伯來大學的一組物理學家在2013年報告說，他們已經成功糾纏了從未共存的光子。涉及「糾纏交換」技術的先前的實驗已經通過延遲測量其中一個共存的糾纏粒子來顯示量子相關性，但禮Megidish和他的同事是第一個顯示的光子，其壽命不重疊之間糾纏在所有。

這是他們如何做到的。首先，他們創建了一對糾纏的光子，"1-2"（下圖中的步驟1）。不久之後，他們測量了光子1的極化（描述光的振蕩方向的性質），從而「殺死」了它（步驟II）。光子2被發送在一個瘋狂的鵝追逐，而一個新的糾纏對，「3-4」，創建（步驟三）。隨後光子3與巡迴光子2一起被測量，使得糾纏關係從舊對（「1-2」和「3-4」）「交換」到新的「2-3」組合步驟IV）。一段時間之後（步驟V），測量單獨倖存者光子4的極化，並將結果與長壽命光子1（在步驟II返回）的結果進行比較。

圖1.時間線圖：（I）光子1和2的產生，（II）光子1的檢測，（III）光子3和4的產生，（IV）光子2和3的Bell投影，（V）檢測光子4

結果呢？這些數據揭示了「時間非局域」光子1和4之間量子相關性的存在。也就是說，糾纏可能發生在兩個永遠不會共存的量子系統上。

這到底是什麼意思？初看起來，似乎令人擔憂的是，在遙遠的過去的星光極性 - 比地球一生的兩倍 - 還是影響了今年冬天通過業餘望遠鏡降落的星光的極性。更奇怪的是，也許這意味著，今年冬天，通過您的眼睛觀測到星光穿透望遠鏡的測量，不知何故就決定了光子超過90億年的極性。

為了避免這種情況的出現，Megidish和他的同事們不能拒絕對他們的結果進行可能的，相當詭異的解釋。也許在步驟II測量光子1的極化以某種方式控制未來的極化4，或者在步驟V測量光子4的極化以某種方式改寫光子1 的過去的極化狀態。在前向和後向方向上，量子相關跨越因果關係一個光子的死亡和另一個光子的誕生之間的空白。

不過，只要一勺相對性，恐怖就會消失。在發展狹義相對論時，愛因斯坦從其牛頓基座中拋棄了同時性的概念。結果，同時性從一個絕對的財產變成了一個相對的財產。宇宙沒有單一的計時器; 確切地說什麼時候發生什麼取決於你相對於你正在觀察的精確位置，被稱為你的參照系。所以避免奇怪的因果行為（指導未來或重寫）的關鍵過去）在時間分離的情況下是接受「同時」呼叫事件幾乎沒有形而上學的權重。它只是一個框架特定的財產，是許多其他選擇，但同樣可行的選擇 - 一個約定或記錄的問題。

這個教訓直接導致時間和空間的量子非局域性。有關糾纏的粒子對之間的秘密意味著對標籤的分歧，這是由相對性引起的。愛因斯坦表明，任何事件的順序都不可能在形而上的特權 - 可以被認為是比其他任何事物更真實。只有接受這種見解，才能在這樣的量子難題上取得進展。

在希伯來大學的實驗（實驗室的框架，光子1的框架，光子4的框架等）的各種參考框架有他們自己的「歷史學家」，可以這麼說。雖然這些歷史學家會不同意事情的發展，但是他們中的任何一個都不能在真理上佔據一席之地。根據那個時空的觀點，每一個事件都有不同的順序展開。那麼顯然，任何分配框架特定屬性的嘗試，或者將一般屬性綁定到一個特定的框架，都會引起歷史學家之間的爭論。但這裡的東西：雖然有可能是合法的分歧哪些屬性應該被分配到粒子的時候，不應該有對非常分歧存在這些特性，顆粒和事件。

這些發現推動了我們心愛的古典直覺與量子力學經驗現實之間的另一個楔形。對於薛定諤及其同時代人來說，科學進步將涉及到對某些形而上學觀點的局限性的調查。薛定諤的貓半活半死，是為了說明系統的糾纏如何導致宏觀現象，這些宏觀現象違背了我們對物體與其特性之間關係的一般理解：像貓這樣的有機體不是死或活。那裡沒有中間地帶。

大多數當代哲學對物體與其屬性之間關係的哲學解釋僅僅是從空間非地域性的角度來理解糾纏。但是，在時間上的非局域性方面還有很多工作要做 - 不僅在物體屬性的討論中，而且在關於物質構成的爭論中（比如一塊粘土和它所形成的雕像之間的關係）以及部分 - 整體關係（比如一隻手如何與一個肢體相關，或者是一個肢體與一個人的關係）。例如，部分與整體整體如何契合的「謎題」假設底層組成部分之間有明確的空間邊界，但是空間非地域性則提示了這一觀點。時間的非局域性進一步複雜化了這種情況：如何描述一個組成部分甚至不共存的實體？

辨別糾纏的性質有時可能是一個不舒服的項目。目前還不清楚Megidish和其他物理學家等人引人入勝的新研究可能會產生哪些實質性的形而上學。薛定諤在給愛因斯坦的一封信中苦苦地注意到（並且用一個古怪的比喻）：「人們感覺這正是新理論中最重要的陳述，可以真正被擠進這些西班牙靴子中，但是只有困難。我們不能忽視未來形而上學的空間和時空的非地域性：靴子是否合適，我們必須穿上它們。

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