一個(gè)有趣的事實(shí)是，20世紀(jì)20年代中后期量子力學(xué)創(chuàng)立后，作為早期光量子理論提出人的愛(ài)因斯坦始終拒絕接受該理論。并說(shuō)：“我不相信上帝會(huì)喜歡擲色子?！眮?lái)反對(duì)量子力學(xué)的非拉普拉斯決定論。

1935年，愛(ài)因斯坦、魯?shù)罓査够土_遜發(fā)表了一篇批判量子力學(xué)的文章，后來(lái)被稱(chēng)為EPR論文或EPR思維。然而，1951年玻姆所闡述的EPR思維提示了一種奇怪的量子相關(guān)。當(dāng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)粒子相互作用后分開(kāi)很遠(yuǎn)，其自旋相等而且相反，故可從一個(gè)推斷另一個(gè)。根據(jù)量子力學(xué)，兩者的自旋都不確定，直到測(cè)出為止。測(cè)量確定了一個(gè)粒子的自旋方向，量子相關(guān)使另一粒子立即接受確定的自旋。這一結(jié)果即使二者相距若干光年也對(duì)。這種遠(yuǎn)距離作用暗示，粒子間有一種超光速作用存在。這是愛(ài)因斯坦所不能接受的——正是這類(lèi)事使他苦惱并與量子力學(xué)保持距離……

貝爾不等式的推導(dǎo)是以局域性實(shí)在論為前提的，是和EPR論文是一致的。局域性 （或說(shuō)成為可分離性）是狹義相對(duì)論的基本原則，而波爾早就在與愛(ài)因斯坦的長(zhǎng)期辯論中指出，可分離性在量子領(lǐng)域中并不成立。一個(gè)系統(tǒng)中的兩個(gè)子系統(tǒng)，即使被分開(kāi)也不再是互不相干的獨(dú)立存在，而這正是愛(ài)因斯坦所極力反對(duì)的。不等式意味著局域?qū)嵲谛詫?duì)相關(guān)程度的限制使相關(guān)位于某個(gè)區(qū)間，而量子力學(xué)對(duì)相關(guān)程度的預(yù)言卻是嚴(yán)格的等式。這中間究竟誰(shuí)是誰(shuí)非當(dāng)然只有靠實(shí)驗(yàn)來(lái)加以檢驗(yàn)。

1981～1983年，法國(guó)物理學(xué)家A.Aspect領(lǐng)導(dǎo)完成的實(shí)驗(yàn)以高精度證明結(jié)果大大違反貝爾不等式，而與量子力學(xué)的預(yù)言極為一致。他們的實(shí)驗(yàn)被認(rèn)為是最典型和最重要的。實(shí)驗(yàn)用了兩套相同的儀器，它們相距15米遠(yuǎn)。按量子力學(xué)的預(yù)言，即使兩套儀器相距甚遠(yuǎn)它們對(duì)光子的測(cè)量結(jié)果，仍有很強(qiáng)的相關(guān)性。因此如果實(shí)驗(yàn)果真能夠獲得較強(qiáng)的相關(guān)性的本身，就否定了愛(ài)因斯坦的可分離性的簡(jiǎn)單的世界圖景。而實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果，貝爾參數(shù)S＝0.101±0.020，與量子力學(xué)的計(jì)算結(jié)果S＝0.112十分接近，而與貝爾不等式規(guī)定的數(shù)據(jù)-1≤S≤0相差很遠(yuǎn)?；趪@貝爾不等式實(shí)驗(yàn)研究的重要性，科學(xué)家不僅不斷地進(jìn)行類(lèi)似的試驗(yàn)，而且不斷擴(kuò)大兩個(gè)子系統(tǒng)間的距離。1998年G.Weihs等完成的實(shí)驗(yàn)，空間距離為400米的情況下，用波長(zhǎng)702納米的雙光子進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果也違反貝爾不等式而完全支持量子力學(xué)。2005年，瑞士科學(xué)家N.Gisin等人在一個(gè)利用鋪設(shè)在日內(nèi)瓦湖底部的光纜實(shí)驗(yàn)中，把糾纏光子對(duì)反向送出后，在25千米的距離上測(cè)試顯示，結(jié)果與貝爾不等式相反。美國(guó)的P.Kwait小組也有類(lèi)似結(jié)果。我國(guó)的學(xué)者潘建偉教授，在這方面也做出了出色的工作。這使人們認(rèn)識(shí)到：“超光速信號(hào)可能在粒子間傳播?！辈粌H是靜態(tài)的，而且用動(dòng)態(tài)裝置檢驗(yàn)了EPR的可分性 （即局域性）原則，為物理學(xué)評(píng)價(jià)提供了可信的根據(jù)。在Aspect實(shí)驗(yàn)（以及其他實(shí)驗(yàn)）公布之后，擁護(hù)量子力學(xué)、不同意EPR的物理學(xué)家人數(shù)增多了。例如，法國(guó)物理學(xué)家B.d Espagnat說(shuō)“幾乎可以肯定局域?qū)嵲谡撚绣e(cuò)誤”。又如，英國(guó)物理學(xué)家、Nobel物理獎(jiǎng)得主B.Josephson說(shuō)，也許宇宙的某一部分 “知道’另一部分，即一種有條件的遠(yuǎn)距接觸 （雖然互相不在一起）。但是，人們對(duì)承認(rèn) “存在超距作用”仍有很大的疑慮（這不就回到了I.Newton的絕對(duì)空間）；然而，也有人（如K.Popper）認(rèn)為“應(yīng)當(dāng)考慮存在超距作用的可能”。可見(jiàn)，對(duì)EPR思維的討論又與“超光速的可能性問(wèn)題”相聯(lián)系著。至于玻姆，他在1992年去世前，一方面排除 “用超光速傳遞信息”的可能性，但又說(shuō)：“從深層次看就會(huì)發(fā)現(xiàn)有超光速的東西?！?/p>

對(duì)量子糾纏態(tài)的研究導(dǎo)致了量子信息學(xué)的建立。為了避免別人說(shuō)自己 “反對(duì)愛(ài)因斯坦”，一些研究量子信息學(xué)的專(zhuān)家謹(jǐn)慎地與超光速研究拉開(kāi)距離。然而，不久前有報(bào)道說(shuō)， 2000年N.Gisin等在瑞士的實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到量子糾纏態(tài)（QES）的作用速度為（104～107）c。這是重要的情況，表示這個(gè)作用速度不是無(wú)限大，而是超光速的。這雖然并不表示可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)所謂 “量子超光速通信”，亦即量子糾纏不能傳遞經(jīng)典信息，但證明 “量子信息超光速”也有其意義。

量子糾纏和信息傳遞示意圖

在量子力學(xué)保護(hù)傘下來(lái)偷嘗 “超光速禁果”有著某種安全感，因?yàn)榱孔恿W(xué)從一開(kāi)始就反對(duì)拉普拉斯的因果決定論。因此量子力學(xué)意義下的超光速運(yùn)動(dòng)似乎不威脅愛(ài)因斯坦圣經(jīng)。