爱因斯坦错了：实验显示“幽灵般的超距作用”的确存在

<p align="center"> </p><p>　　人们近日又一次证明，爱因斯坦至少在一件事上犯了错误。最近开展的一项实验显示，“幽灵般的超距作用”的确存在，并为其提供了具有说服力的证据。图为研究人员克里斯特·沙尔姆在调试贝尔实验中用到的光子源。</p><p align="center"> </p><p>　　在量子力学中，一对亚原子粒子可以以一种看不见的形式，跨越时空，相互联结在一起。</p><p align="center"> </p><p>　　这一理念让爱因斯坦深感冒犯，因为他认为，信息在空间中的两点之间的传递速度是不可能超过光速的。</p><p align="center"> </p><p>　　在NIST的研究中，光子源和两台探测器被分别放置在三个房间里，这些房间位于同一座实验室大楼的同一层上，彼此之间相隔很远。在光子的传输过程中，一台随机数产生器会随机从两种偏振状态中选出一种，对两台探测器分别进行配置。</p><p align="center"> </p><p>　　上个月，一支荷兰的研究团队在代尔夫特大学同样证明了超距作用的存在。</p><p>　　新浪科技讯北京时间11月17日消息，据国外媒体报道，人们近日又一次证明，爱因斯坦至少在一件事上犯了错误。最近开展的一项实验显示，“幽灵般的超距作用”的确存在，并为其提供了具有说服力的证据。</p><p>　　爱因斯坦用这一概念描述量子力学，即组成物质和光的最小粒子具有的一系列奇特表现。更具体来说，他指代的是量子纠缠——这一概念认为，在量子力学中，一对亚原子粒子可以以一种看不见的形式，跨越时空，相互联结在一起。</p><p>　　这一理念让爱因斯坦深感冒犯，因为他认为，信息在空间中的两点之间的传递速度是不可能超过光速的。1964年，科学家约翰·斯图尔特·贝尔（John Stewart Bell）设计了一次实验，希望能够排除可以用来解释“超距作用”的隐变量。但在所有的“贝尔实验”中，都仍然存在漏洞，因此批评家认为，这些实验无法证明量子纠缠是实际存在的。</p><p>　　然而，在近期发表在期刊《Physical Review Letters》上的一篇论文中，研究人员给出了迄今为止最可靠的证据，证明量子纠缠的确存在。美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究人员们制造了数对两两相同的光子，并将它们分别送往不同的地方进行观测。该研究团队成功堵住了此前贝尔实验中的三大“漏洞”，最终取得了卓越的实验成果。</p><p>　　“你无法证明量子力学的正确性，但定域性和我们的实验结果确实是互相矛盾的，”NIST的克里斯特·沙尔姆（Krister Shalm）说道，“我们的实验结果和量子力学方面的预测一致，都证明了互相缠结的粒子间的确存在着‘幽灵般的超距作用’。”</p><p>　　与NIST的论文同时提交给该期刊的，还有由维也纳大学提交的一篇论文。后者使用了类似的高效率单光子探测器，得到了相同的实验结果。不过，NIST的研究人员认为，自己的研究结果比此前由荷兰代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）发表的研究结果更具说服力。在NIST的研究中，光子源和两台探测器被分别放置在三个房间里，这些房间位于同一座实验室大楼的同一层上，彼此之间相隔很远。两台探测器之间隔了184米，与光子源各隔了126和132米。</p><p>　　光子源以正常方式产生光子，即用一道激光束击中一种特殊的晶体，从而激发出成对的光子流。这一过程可以产生成对的、相互纠缠的光子，每对光子中，其中一个的偏振方向与另一个具有一定的联系（偏振方向指的是光子的特定方向，如垂直或水平）。每对光子被各自分开，然后由光缆发往远处的两台探测器。在光子的传输过程中，一台随机数产生器会随机从两种偏振状态中选出一种，对两台探测器分别进行配置。如果到达探测器的光子满足该探测器的设置，它就会有90%的几率被探测到。</p><p>　　在情况最好的一次实验中，两台探测器在30分钟内，同时检测到成对光子的次数共计6378次。而在其它实验中，如在只有一台探测器工作的情况下，在总共12127次相关事件中，探测器只检测出了5749次。</p><p>　　研究人员通过计算得出，如果局域性理论成立，能得到这一实验结果的可能性只有1.7亿分之一。因此可以认为，NIST的实验成功堵上了贝尔实验的三大漏洞。由于NIST使用的单光子探测器，该实验的效率很高，可以保证受到探测的光子和测量结果能够代表实际的整体情况。实验中使用的探测器由超导纳米导线制成，效率高达90%，整个系统的效率约75%。</p><p>　　目前还没有比光速更快的通讯。这两台探测器之间所隔距离需要光速运行几百纳秒时间，但最终测量结果比光速通讯还快了40纳秒，说明超光速通讯是可能存在的。由于探测器配置是由处于光子源之外的随机数产生器进行的，因此该实验杜绝了人为操纵的可能性。</p><p>　　小知识：量子纠缠</p><p>　　在量子物理中，相互纠缠的量子之间存在一定的联系，即使距离隔得很远，也能影响彼此的行为。这意味着，如果你测量出，一对光子中的其中一个的自旋方向为“上”，那么过了一瞬间之后，另一个的自旋方向将是“下”。即使两个光子分处世界的两端，也会出现这一现象。这一理论被爱因斯坦成为“幽灵般的超距作用”。他并不喜欢这一理论，因为该理论认为信息传播的速度可以超过光速。</p><br />