鳳梨的小宇宙

Quantum Entanglement 量子糾纏態，是一種量子力學中特有的現象
它的描述兩個互為糾纏態的粒子(可以是電子、光子、原子甚至是分子)
它們的狀態是互相牽扯的。也就是說，當你確定其中一個狀態時
另一種就能夠馬上知道，無須經過測量。
這個事實就算兩個粒子的距離如宇宙般遙遠也不會違背
不懂物理的人可能覺得理所當然。但這件事其實違反兩件"本來"的認知
第一件事是由愛因斯坦在1935和他的Postdoc們所提出EPR悖論(Paradox)
EPR是分別是三個提出者的名字(E=Einstein, P=Podolsky, R=Rosen)
EPR指出量子糾纏態違反物理的局域性(locality)。藉此來控訴量子力學的不完備
然而什麼叫做局域性原理呢？局域性原理是一種符合直覺的性質
例如說首爾被平壤丟了飛彈，遠在台北的你不會覺得你家被炸到
因為它離你太遠了，遠到你根本無需考慮它的效應，即便真的有發生。
但根據量子力學的理論，量子糾纏態是違反局域性的。
就算在宇宙兩端的糾纏態粒子，一個的改變是會馬上影響另一個的狀態
此結果和局域性產生明顯矛盾...
但哥本哈根學派的精神領袖波耳(Bohr)認為量子糾纏態是可以超越距離的
因此愛因斯坦還戲稱這是一種"鬼魅般的超距作用"(spooky action at a distance)
至此一切都只是在愛因斯坦的思想實驗階段(Though Experiment)
沒有任何的"實際的"實驗結果可以證明誰對誰錯。
第二件事情就是假設真有所謂量子糾纏態
那我如果定義其中一個粒子的狀態(例如電子自旋向上是1，向下是0)
如此我就可以傳送01訊號給另一個原子(也就是電腦訊號)
這個過程是超光速的，完全不需要任何的作用時間
但如此一來就違反相對論的基本假設：訊息的傳遞時間絕不會超過光速
到此物理界可說是一片混亂，兩個大頭(Einstein和Bohr)互不相讓
可是卻沒辦法說對方是錯誤的，但也不能證明自己是對的。
最後問題直到兩個人都嗝屁之後，在1964年一位年輕科學家John Bell解決
Bell提出一種實驗上可行的方法，並提出Bell不等式
只要測量出結果，再把結果帶入不等式看是否有違反，就能看出對錯
有趣的事，John Bell是站在愛因斯坦陣營的擁護者
他認為他的式子必定可以證明量子力學的不完備性
諷刺的是，貝爾不等式最後的結論是量子力學的勝利，愛因斯坦錯了
而他的不等式也成為量子力學更加穩固的基石之一(how ironic !)
也就是說，理論上，量子糾纏態確實是可以違反局域性的！
但科學家話就不能說太滿，事實上Bell不等式的條件嚴苛，目前並無法全部符合
不過至少答案不會是走向愛因斯坦的結論...
至於違反相對論的問題，對念物理的人不難，但非物理背景就有點難懂了
因為你至少要懂一點相對論，才能聽得懂它有沒有"違反"相對論
然而相對論又是另外一個很長的故事了...所以不講 :D

由於後世實驗證實了量子糾纏態確實存在
在Bell之後，人們的注意力從它對不對轉變成它有什麼用
量子糾纏態是在現在新興學科量子電腦或是量子資訊的基礎
(也就是剛剛前面提過的0和1訊號)
基本上量子訊號傳輸不但是無耗損的，更是完全加密的
(加密是因為如果有人要偷看，就會改變它原本的訊號。此事實是量力基本原理)
目前量子電腦最多可以做到因式分解105=3X5X7 (不要偷笑，這很威了！)
至於它的潛力絕對是十足，但真正的成品我們可能無法活著看到 :D
然後今天提到它是心電感應的的可能機制，其實我覺得有點可能
但實際情況究竟是怎樣？我想搞清楚的人應該可以直接頒個諾貝爾獎。
不過台灣現在是真的有人在做相關的研究，不是別人，就是目前台大校長
有興趣可以去Google看看，他做過非常多研究(當然也都是被砲到不行 XD)

以上
(這篇文章打了我一個多小時，害我少念一小時IELTS T^T)