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量子力学是物理学的一个迷人而神秘的分支，它研究最小的亚原子水平上的物质行为。该领域最令人惊讶和难以理解的概念之一是非定域性原理。量子力学中的非定域性意味着电子等粒子的行为并不总是像单独的、明确定义的点。相反，它们的状态可以被描述为模糊的概率云，显示粒子在下一个时刻可能结束的位置。
量子纠缠一词由量子力学创始人之一埃尔文·薛定谔于 1935 年首次提出。薛定谔在他的著作中使用了德语单词“Verschränkung”（翻译为“纠缠”或“纠缠”），其中讨论了阿尔伯特·爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基和内森·罗森（被称为“ EPR悖论”。这个术语和概念成为量子力学领域的关键，并且仍然是激烈研究和争论的主题。
这种概率云由称为薛定谔方程的波动方程描述。它是一个数学公式，可以让科学家预测粒子的状态如何随时间变化。要点是，在量子力学中，粒子精确位置的概念被其可能位置的概率分布所取代。这个概念与经典物理学截然不同，它打开了通向令人惊奇且难以理解的量子现象世界的大门。
在一个传统的现实概念经常被颠覆的世界中，最令人着迷的现象之一就是粒子的交织。考虑两个电子，每个电子都有自己的概率云和独特的波函数。当这些电子彼此接近时，它们的概率云开始相交，形成一个云，两个粒子在其中相互作用和混合。
对电子“彼此靠近”及其概率云“开始相交”过程的描述是一种简化。量子纠缠可以由粒子的相互作用产生，但这并不一定涉及它们在空间中的概率云的物理近似。
这种相互作用导致了一种称为量子纠缠的现象。在这种状态下，两个粒子尽管物理分离，但仍继续保持连接。它们的波函数原本是分开的，现在却合二为一了。这意味着现在每个粒子的状态都不能独立于其他粒子来描述；它们成为单个量子态的一部分。
对其中一个纠缠粒子进行实验可以让科学家立即了解另一个粒子的状态，而无需传输任何信号或信息。这种惊人的现象似乎违反了爱因斯坦的光速极限，并引发了有关量子世界中信息和相互作用的本质的许多问题。
量子纠缠挑战了因果关系和局域性的经典概念，这些概念自牛顿以来一直是物理学的基石。这种现象不仅神秘且令人不安，而且具有重要的实际应用，包括量子计算机和量子通信系统的发展，这可能从根本上改变技术世界。量子纠缠究竟如何运作的问题仍然是现代科学最大的谜团之一。
牛顿的万有引力理论多年来一直是理解万有引力的可靠基础，一度代表了物理学的真正突破。它使得准确预测行星的运动并深入了解质量的相互作用成为可能。然而，仍然存在一个重要的问题：引力到底是如何在空间中传播的？根据牛顿的说法，相互作用似乎是瞬时的，从而产生了远距离作用的悖论。
艾萨克·牛顿本人承认，他不明白这种瞬时相互作用的本质，为后代科学家留下了这个谜团。随着阿尔伯特·爱因斯坦对广义相对论的发展，解决方案随之而来。该理论表明，引力以光速传播，引力相互作用是质量引起的时空弯曲的结果。
这种对重力的理解与自然力的一般概念相结合。对象之间的交互需要时间来传输信号或影响。这强化了物理学中局部性的概念：空间中某一点发生的事情不会立即影响其他地方的事件。因此，在量子力学出现之前，普遍的想法是，要理解任何物理系统，分析与其直接相互作用的物体就足够了，排除远程事件的影响。这种局域性概念看似直观且合乎逻辑，直到量子力学对这种理解提出了新的挑战。
在日常生活中，人们主要关注周围环境中发生的事情，而忽视了远距离发生的宇宙事件。例如，木星的运动、遥远的仙女座星系中发生的事件，或者数十亿年前发生的超新星爆炸，对于日常生活来说似乎都是遥远且不重要的事情。这些天文现象不会直接影响日常活动和关注。
这个想法反映了物理学中的局部性概念，根据该概念，只有那些非常接近的事件和物体才是重要的。远距离的互动，尤其是在空间尺度上的互动，似乎并没有对日常生活产生直接影响。这种观点凸显了人类对周围世界的感知与现代科学所揭示的复杂性之间的巨大差异，特别是在天体物理学和量子力学领域。
量子力学提供了一种独特的世界观，与经典物理学和我们对现实的直观理解根本不同。这一科学领域的核心是粒子纠缠的概念，它指出两个粒子可以相互作用，使得一个粒子的状态依赖于另一个粒子的状态，尽管它们之间存在物理距离。
这一假设似乎违反了信息和影响的传输速度不能超过光速的经典观点。然而，在量子世界中，观察一个纠缠粒子可以立即提供有关另一个粒子状态的信息。然而，重要的是要了解，在量子力学中，信息的传播速度实际上并不比光快。纠缠粒子并不交换传统意义上的信息；相反，它们的状态是如此密切相关，以至于对一个粒子状态的了解可以立即提供有关另一个粒子状态的信息。
量子力学的这一不寻常特征强调它不是一种局域物理学理论。这与我们的直觉相矛盾，我们的直觉表明物理现象应该仅取决于直接环境。量子力学扩展了这一观点，表明远距离发生的事件可以对局部现象产生直接影响。这一发现仍然是现代科学最神秘和最有趣的方面之一。
