研究量子力学，我一直在做在过去的两年多里一直在做这件事，这可以作为我对习惯化的倾向的解药，即认为现实是理所当然的。波函数、叠加态和其他深奥的概念提醒我，这是一个奇怪、奇怪的世界；在事物的核心存在着一种神秘，普通的语言永远无法完全捕捉到。
因此，我对今年的诺贝尔物理学奖感到兴奋。约翰·克劳泽、阿兰·阿斯佩和安东·塞林格因对纠缠态的实验性探索而获奖，纠缠态是两个或多个粒子之间一种奇特的联系。诺贝尔基金会的新闻稿强调了这项获奖工作的应用；研究人员正在基于纠缠态构建“量子计算机、量子网络和安全的量子加密通信”。但我重视克劳泽等人的工作，因为它颠覆了我们关于什么是真实和什么是可知的常识观念。它让我们正视现实的谜团。
专家们争论纠缠态是什么以及它意味着什么；物理学哲学家蒂姆·莫德林抱怨说，诺贝尔物理学委员会误解了纠缠态。我对纠缠态的“理解”，如果可以这么说的话，始于波函数，这是一种数学工具，用于描述电子、光子和其他量子物质的行为。与牛顿运动定律不同，后者精确地跟踪物体的轨迹，波函数仅跟踪电子以某种方式行为的概率。概率随时间以波状方式波动；因此得名。
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当您观察电子时——用某种仪器测量它——据说它的波函数会坍缩，而您只会看到一种可能的结果。这已经够奇怪了。更奇怪的是，当波函数应用于以特定方式连接在一起的两个或多个粒子时会发生什么。想象一下，您有一个波函数描述一个放射性块，它同时发射两个电子。将电子称为 A 和 B。
电子具有一种称为自旋的量子属性，这与行星或陀螺的自旋不同。量子自旋是二元的；用常见的符号表示，它要么是向上，要么是向下。想象一下，如果行星只能顺时针或逆时针旋转，它们的轴只能指向北极星，而不能指向其他方向，那么您就大致了解了自旋的含义。尽管量子自旋，就像纠缠态一样，毫无意义，但在过去的一个世纪里，它已经被无数次地验证。
好的，现在您让电子彼此飞离。然后您测量电子 A 的自旋，发现它的自旋是向上的。在那一刻，两个电子的波函数都坍缩了，瞬间预测了电子 B 的自旋，即使它远在光年之外。这怎么可能呢？您对 A 的测量如何瞬间告诉您关于 B 的信息？纠缠态似乎违反了狭义相对论，狭义相对论认为效应的传播速度不能超过光速。纠缠态也暗示，在您测量它们之前，两个电子没有固定的自旋；它们存在于概率性的悬而未决的状态中。
爱因斯坦反对纠缠态，他曾将其嘲笑为“幽灵般的超距作用”。爱因斯坦认为物理学理论应该具备两种性质，有时称为定域性和实在性。定域性是指效应的传播速度不能超过光速；实在性是指物理事物，例如电子，始终具有特定的属性，例如自旋或位置，而不仅仅是在我们测量它们时。爱因斯坦认为，如果量子力学违反了实在性和定域性，那么它一定是存在缺陷的，或者是不完整的。
几十年来，关于纠缠态的辩论被认为是纯粹哲学性的，也就是说，在实验上是无法解决的。然后在 1964 年，约翰·贝尔提出了一个数学论证，将哲学变成了物理学。贝尔证明，如果您的纠缠态模型是基于定域性和实在性的，那么它产生的统计结果将与量子力学的统计结果不同。这种差异被称为贝尔不等式。
约翰·克劳泽、阿兰·阿斯佩和安东·塞林格将贝尔定理付诸实践，对纠缠光子和其他粒子进行了实验。他们的研究证实了量子力学的预测是成立的。这些实验打破了爱因斯坦和其他人认为因果以有序的方式传播，并且事物在我们不看它们时也具有特定属性的希望。
约翰·贝尔于 1990 年去世，过早地离开了人世，未能看到他的想法得到充分证实——也未能分享诺贝尔奖，诺贝尔奖不追授。但他留下了一系列有影响力的论文，收集在题为《量子力学中可说和不可说的》的书籍中。具有讽刺意味的是，量子理论家像引用圣经一样引用贝尔的言论，尽管他自己的观点似乎是流动的、不确定的、充满了自我怀疑。他甚至批评他自己的不等式定理，暗示“不可能证明所证明的是缺乏想象力。” 贝尔定理是一个不可能证明。
贝尔似乎不太注重解决量子力学的悖论，而是注重引起人们对这些悖论的关注。在一篇1986 年的文章中，他将他的物理学家同行比作“梦游者”，他们继续扩展量子理论，同时忽略其“根本的晦涩之处”。鉴于梦游物理学家取得的“极其令人印象深刻的”进展，贝尔问道，“大喊‘醒醒’是明智的吗？ 我不确定是否明智。所以我现在用非常低的声音说话。”
贝尔曾经说过，量子力学“自身蕴含着自我毁灭的种子”。他和爱因斯坦一样，似乎希望量子力学能够让位于一种更明智的理论，理想情况下，这种理论能够恢复物理学的定域性、实在性和确定性。我的猜测是，如果我们找到这样一种理论，它最终也会以自己的方式变得神秘。这种神秘可能不同于我们的量子神秘，但它仍然是一种神秘，它会打破我们的习惯化，并迫使我们关注这个奇怪、奇怪的世界。
这是一篇观点和分析文章，作者或作者表达的观点不一定代表大众科学的观点。