理解量子糾纏的關鍵，是要理解系統的整體性！

導讀：本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家了解物理宇宙科普知識。倘若引力不存在，慣性必然不存在！

用另一句簡單的話說——你想證明的東西，永遠必須在你要證明的東西之外去證明。否則你不能證明你所證明的東西是正確的，即是有現實意義的。

現在回到我們的主題——量子糾纏！什麼是量子糾纏，先看看定義：量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象，雖然粒子在空間上分開的。

糾纏是關於量子力學理論最著名的預測

。它描述了兩個粒子互相糾纏，即使相距遙遠距離，一個粒子的行為將會影響另一個的狀態。當其中一顆被操作（例如量子測量）而狀態發生變化，另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。

愛因斯坦稱其為「幽靈般的超距作用。」在這裡有必要為大家做一個回顧。當代物理學的兩大支柱相對論和量子力學，無疑都經受了很多嚴格的實驗，兩種的理論的正確性是有目共睹的。

廣義相對論不能和量子力學融洽，即引力不能量子化的研究課題是當代的物理學的難題。

我還是堅持自己一貫的思路，廣義相對論是可以和量子力學融洽的。只需要修改廣義相對論的描述。因為目前兩個理論在根本架構上的衝突之處是：量子場論是建構在廣義相對論的平坦時空下基本力的粒子場上。如果要透過這種相同模式來對引力場進行量子化，則主要問題是在廣義相對論的彎曲時空架構，無法一如以往透過重整化的數學技巧來達成量子化描述，沒辦法用數學技巧得到有意義的有限值。

相對地，例如量子電動力學中對於光子的描述，雖然仍會出現一些無限大值，但為數較少可以透過重整化方法可以將之消除，而得到實驗上可量到的、具有意義的有限值。

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所以我說廣義相對論的修改方向是這兩點：1、引力的成因不是時空彎曲。廣義相對論的時空背景是彎曲時空，但不是引力的成因。

2、引力的本源是時空。且描述引力量子化的時候一定要用「微分」思維來化解時空彎曲的尷尬。但引力不是時空彎曲造成的。引力可以說是一種時空性質。它反過來又會影響時空構建。且引力的作用是以光速傳遞的。

那麼量子糾纏所引發的「超光速」的討論是否對愛氏理論構成了挑戰。答案是否定的！

別忘了量子力學的兩大支柱互補原理【波和粒子在同一時刻是互斥的，但它們在更高層次上統一。】和不確定性原理【不確定性原理表明，粒子的位置與動量不可同時被確定】。

所以在量子力學中微觀粒子並不是界限分明的，而是一種行動詭異的「概率雲」。這些粒子不會只存在一個位置上，也不會只從一個路線到達另一個位置。我們一般用波函數來描述這些粒子的行為和特徵。而兩個有共同來源的微觀粒子之間，只要有一個粒子發生變化，另一個就會發生變化。這種變化是立刻發生的，這就是量子糾纏。

大家有沒有注意，量子糾纏發生的機制是有限制的。並不是說隨便兩個粒子相距N千米距離遠，都能發生量子糾纏。比如說地球上一個粒子不可能和100光年以外的一個粒子發生量子糾纏。

兩個或兩個以上的粒子發生量子糾纏必須在一個系統中，而且粒子是有共同來源的。

〈雙光子系統〉比如：同一激光器產生光子場進行雙偏分光，由於本身由同一激光器產生屬`相干態"，那這二個分光產生的光子系統屬〈相干糾纏態〉然後我們測量一個光子態某物理參量，會發現另一光子對應該物理參量也會同時改變，那麼我們說對該〈雙光子相干系統〉對該物理參量而言是一種量子糾纏態！

量子糾纏說明在兩個或兩個以上的穩定粒子間，會有強的量子關聯。例如在雙光子糾纏態中，向左（或向右）運動的光子既非左旋，也非右旋，既無所謂的x偏振，也無所謂的y偏振，實際上無論自旋或其投影，在測量之前並不存在。在未測之時，二粒子態本來是不可分割的。

那這樣量子糾纏態產生原因就不難理解了，其實我們只要認為該雙光子系統在分光前後是一個整體，那量子糾纏效應就很好理解了但實際上是這樣嗎？有人會說光子空間分離為二部分，怎麼可能還是一個整體？關鍵點在於〈量子糾纏態〉的先決條件，雙光子系統是一種相關聯態，在沒有解除相關聯態前，它就是一個整體！

量子力學是非定域的理論，這一點已被貝爾不等式【任何定域隱變數理論不可能重複量子力學的全部統計預言。】的實驗結果所證實，因此，量子力學展現出許多反直觀的效應。量子力學中不能表示成直積形式的態稱為糾纏態。

糾纏態之間的關聯不能被經典地解釋。所謂量子糾纏指的是兩個或多個量子系統之間存在非定域、非經典的強關聯。量子糾纏涉及實在性、定域性、隱變數以及測量理論等量子力學的基本問題，並在量子計算和量子通信的研究中起著重要的作用。

多體系的量子態的最普遍形式是糾纏態，而能表示成直積形式的非糾纏態只是一種很特殊的量子態。歷史上，糾纏態的概念最早出現在1935年薛定諤關於「貓態」的論文中。

其實從量子糾纏本身的系統就可以看出它與互補原理和不確定性原理有緊密關係。不確定性原理體現了「聯繫」，即位置和動量的聯繫。互補原理體現了「矛盾與統一。」兩者結合的必然結果就是「糾纏。」而且貝爾不等式是永久成立了，不可出現愛氏思考的那樣。即通過隱變數理論可以完整解釋物理系統所有可觀測量的演化行為，而避免掉任何不確信性或隨機性。

而且干涉量子糾纏的時候，量子糾纏態會立即消除，也就是這種關聯態函數的描述現象終止。

這也是說明了，量子糾纏的「局域」性。它不會像引力那樣，具有「廣域」性。但整個量子力學的非定域，其實也是一種「廣域」，在這種「光域」下量子糾纏遵從一定的法則存在。

再通俗一點舉例解釋可以這樣理解，兩個或兩個以上的粒子的量子糾纏態是一體的東西，在一個波函數描述之下，和距離無關。就好像是兩個人坐一個蹺蹺板玩。A和B坐在上面的時候，就有了聯繫。A下去，B必然上來；相反B下去，A立刻上來。但我們不能說這種聯繫是超距的，也就是A和B之間的變化是超光速完成的。要知道這和A和B直接的距離「無關」，與他們之間的聯繫態有關。

也就是說量子糾纏信息傳輸技術也是有限制的。它必須在這個「蹺蹺板」系統中。

只有能夠傳遞信息，「超光速」才有意義。量子糾纏技術是安全的傳輸信息的加密技術，與超光速無關。儘管知道這些粒子之間「交流」的速度是光速的很多倍，但我們卻無法利用這種聯繫以如此快的速度控制和傳遞信息。因此愛因斯坦提出的規則，也即任何信息傳遞的速度都無法超過光速，仍然成立。干涉量子糾纏的時候，量子糾纏態會立即消除，所以無法利用這種能力遠距發送信號。

大家可以讀一下這個消息：中國科學技術大學潘建偉、彭承志等研究人員的小組早在2005年就在合肥創造了13公里的自由空間雙向量子糾纏「拆分」、發送的世界紀錄，同時驗證了在外層空間與地球之間分發糾纏光子的可行性。

2007年開始，中國科大——清華大學聯合研究小組在北京架設了長達16公里的自由空間量子信道，並取得了一系列關鍵技術突破，最終在2009年成功實現了世界上最遠距離的量子態隱形傳輸，證實了量子態隱形傳輸穿越大氣層的可行性，為未來基於衛星中繼的全球化量子通信網奠定了可靠基礎。該成果已經發表在2010年6月1日出版的英國《自然》雜誌子刊《自然·光子學》上，並引起了廣泛關注。

從上面的報道中，出現了幾個「可行性」的辭彙，就說明這種傳輸技術的距離要求是很難的。必須克服對「量子糾纏」的干擾。不然量子糾纏態解除。 而且根本無法實現「控制」這一說，因為「控制」就意味著干擾！

量子力學是非定域的理論，愛氏廣義相對論是非線性理論，是個二階場方程。所以從宏觀到微觀，世界的構造的「統一性」是明顯的。不是互斥的。就像互補原理一樣，在更高層次上，所有理論都是互補的。但就像我一開始所說的，你要證明這一點，是很難的。因為你要證明的東西必須依靠這個東西之外的東西。否則「沒有對比，沒有依靠」的理論是沒有現實意義的。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

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