比光速还快一万倍，瞬时的量子纠缠，是否违反了相对论？

薛定谔的猫一定不少人都听过，这可以说是物理学最诡异的实验了。

假如我们把一只猫放进一个密闭的箱子里，箱子里有一个原子核和一个毒气设施，这个原子核有50%的几率发生衰变，当它衰变时就会释放一颗粒子，该粒子将会触发毒气设施，把猫毒死。

但假如原子核没有发生衰变，没有触发毒气，猫也就不会被杀死,所以在这种状态下，只要我们不打开盒子，猫就处于既活着又死了的叠加状态。

这就是诡异的量子力学，其中的量子纠缠更是据说能够超光速一万倍，光速是宇宙中最快的速度，为何量子力学能够打破它？

量子力学著名实验双缝干涉为什么能让物理学家的世界观受到震撼，它到底讲述了什么现象？

说起量子力学，那一定离不开著名的双缝干涉实验，与其说该实验让人毛骨悚然，不如说我们解释不了实验的结果。

双缝干涉实验的初衷很简单，就是想看看光究竟是一种波还是一种粒子，实验原理也很通俗易懂，我们在两条平行的狭缝前面放置一个光源发射器，让光子通过两个狭缝，狭缝后再放置一个背景板。

假如光是粒子，光打在背景上板的将是与狭缝对应的两条条纹，假如是波，最终就会呈现像水波一样明暗相间的条纹。

起初科学家发现单个光子也会出现干涉条纹，这证明了光是一种波，于是就想知道单个电子是如何通过狭缝的，就在后面放了探测器，检测电子从哪条缝通过。

但诡异的事发生了，当科学家具体去观测光子时，光又变成了粒子，在背景板形成两条条纹，往后的实验都是如此，彷佛光子知道你在观察它，就会给你具体的路径。

以玻尔，海森堡为代表的哥本哈根学派试图解释这种现象，并起名为叠加态，即粒子的波动性和粒子性会叠加在一起，除此之外还有自旋，偏振，位置，等其他物理性质，只要你不测量它，它就一直处于各种叠加态中，每个单独的粒子都有叠加态。

为了更加易懂一些，我们以一个高尔夫球来举例，当没有人观察它时，这个高尔夫球可以是黑色的白色的五颜六色叠加在一起，没有具体的颜色，它可以既处于运动状态又处于静止状态，等等还有诸多性质都共同存在。

但我们一旦观察测量它，它就有了具体的颜色具体的运动状态。

在这个基础之上，再假想一下，假如两个粒子组合在一起，有了某种关系，那么这两者粒子的叠加态是互不干扰彼此独立的还是会相互缠绕产生影响呢？

答案是相互缠绕的

那么假如一个粒子分裂成了两个，这两个粒子的叠加态会缠绕吗？

答案是肯定的

即使两个粒子一旦一开始就有某种共同的关系，那么即使以后它们分开了很远很远，它们的叠加态也依然是缠绕的，量子纠缠即是叠加态缠绕的具体表现，它可以跨越空间和时间。

跨越空间很好理解，即它们哪怕相隔百万光年，也依然会互相纠缠，跨越时间则指的是，两个粒子的互相作用是同时发生的，假如两个粒子隔了300万光年，其中一个粒子对另一个粒子产生影响，另一个粒子不会300万年以后才会发生改变，而是会同时改变。

说它超光速，用立刻，瞬间，几乎都不太准确，因为两个粒子的互相粒子是同时发生的，不存在时间和速度的概念。

那么这种跨越时间的同时又是如何发生的呢？

爱因斯坦认为，两个粒子要想互相发生作用，一定离不开中间传播的介质，但事实上任何介质的速度都不能超过光速，即任何事件都不能以超光速的形式影响另一区域的事件，这就是著名的区域实在论。

为了捍卫他的理论，爱因斯坦又提出或许两个粒子之间存在一个人类尚未发现的作用机制，他称为隐变量，1935年，爱因斯坦联合波多尔斯基和罗森共同发表了《能认为量子力学对物理实在的描述是完全的吗》，三个作者的首字母分别为E,R,P,于是这一论文又被称为ERP佯谬。

1694年，约翰.贝尔设计了验证ERP佯谬的实验，他可以通过非均匀磁场角度的改变，测量纠缠粒子的自旋状态分布概率，如果两者呈现对应的线性关系，那么就存在隐变量，爱因斯坦就是对的，反之亦然。

科学家在半个世纪内做了大量的贝尔实验，结果证明量子纠缠并不存在所谓的隐变量，虽然爱因斯坦的理论没有成立，不过这也反方向证明了粒子作用不通过介质传播，也就是说没有超光速的介质，量子纠缠依然不违反相对论。

要真正理解量子纠缠的原理，或许我们不能套用传统的物理概念，因为在量子世界里，一切都是模糊的，只有概率的存在，量子纠缠也是一种模糊叠加态，其实在量子力学看来，具有相同叠加态的粒子其实是同一个粒子。

比如我们理所当然地认为原子是一个整体，但无限放大后，原子里会有很大的空隙，原子核就如同一个剧院里的一颗核桃，只不过这种距离对于人类来说太小了，所以会认为它们是一个整体。

同样，缝隙也可大可小，对人类来说很小的缝隙对原子来说可以很大，那么对于纠缠粒子来说，它们之间遥远的距离也可以很小，假如两个纠缠粒子的距离是0.00001纳米，我们理所当然的认为它们所以一个整体。

但假如到了几光年几百光年距离，我们就不太能接受两个粒子之间的互相作用了，因为我们认为它不是一个整体。

在传统的理论框架中，通常只有基本粒子才能认为是不可分离的整体，两个粒子如此大的缝隙怎能认为是一个整体？

于是就有科学家认为，或许这两个粒子其实是高维空间内同一个粒子的体现，目前来看，多维的量子化空间是有可能存在，所以高维空间也许是解释量子纠缠的一个可靠的理论。