上一篇關於量子力學的文章為大家解析了“概率波”、“量子糾纏”等概念，還沒來得及閱讀的朋友可以搜索“
阿怪帶你走進量子世界一探究竟！量子力學概念解析（一）”進行了解。今天阿怪繼續前面的話題，為大家解析量子力學。
量子糾纏的超距作用（續）
在上一篇文章文末，阿怪有提到“糾纏態的超距作用實際上並沒有傳遞任何信息”，由於篇幅限制，阿怪對於這個問題解釋得還不甚明白，所以本文一開始就繼續探討量子糾纏的超距作用。
EPR佯謬
當我們對糾纏系統中其中一個量子進行探測後，即使遠在“天邊”的另外一個量子也會同時進行相應的“現形”。看起來好像是這種“探測”行為所攜帶的信息超光速般（超距作用）抵達“天邊”並作用於量子使其“現形”，單就這個現象本身而言這樣解釋看來也沒什麼毛病，邏輯上是講得通的。但是，顯然這種解釋不符合“光速極限”原理，於是愛因斯坦等人以此“攻擊”量子力學是不完備的理論。EPR悖論（由E:愛因斯坦、P:波多爾斯基和R:羅森共同提出）原本是為論證量子力學的不完備性而提出的一個悖論，可是後來通過貝爾不等式的實驗驗證卻“歪打正著”的證實了“超距作用”的真實存在，難道“光速極限”在量子世界不再適用了嗎？
量子力學正統學派“哥本哈根學派”奠基者之一波爾就試圖用“非局域性”來解釋這種“超距作用”：糾纏在一起的兩個量子是一個整體，必須整體看待，不能單獨的對某個部分進行處理，對於糾纏系統，其所處的空間是“非局域性”的（即不存在空間的限制）。所以，按照波爾的說法，我們在對其中一個量子進行“探測”的時候，由於必須整體看待糾纏系統且“非局域性”的特點，我們實際上是同時在對整個系統進行“探測”，那麼宏觀上“天邊”的量子同時“現形”也就能理解了。
當然，這種解釋也不能很好的闡述“超距作用”產生的根本原因——這正如我在“量子力學系列科普文章”開篇提到的“量子力學很多現象的根本原因至今依然未知”——但至少，它給了我們一個思考和理解的方向，在我們不能追究根源的情況下，我們就只能先接受這個事實，然後通過這個事實去探索量子世界更多的精彩！
超距作用傳遞信息了嗎
這就要看我們如何對“信息”進行定義了，如果按照信息奠基人香農的定義：“信息是用來消除隨機不確定性的東西”，那麼超距作用就傳遞了信息。
但是物理學界更廣泛的認為，超距作用是不傳遞信息的。根據波爾學派的觀點，我們通過探測“眼前”的量子從而就能推算出“天邊”的量子狀態，但是我們並不能對“天邊”的量子進行任何操作（一旦探測行為發生，糾纏系統就會被“打破”，兩個糾纏粒子間的聯繫就斷掉了），所以實際上這個過程是沒有信息傳遞的，也就是說“超距作用”並不違背“光速極限”理論。
對於這種傳遞的理解，我聽過一個很有意思的例子，跟大家分享：母女兩人分居兩地，當女兒懷孕後，遠在異地的母親瞬時就變成了“外婆”，這種屬性的傳遞源於母女二人原本的一種血緣聯繫（相當於糾纏態量子間的聯繫），但這個過程中並沒有傳遞任何信息，除非女兒通過電話把這個好消息告訴母親。
簡述量子信息傳遞
很多朋友可能會問：你說量子糾纏不傳遞信息，但是現在量子信息領域不正在研究利用量子糾纏進行通訊嗎？
的確是這樣，不過，雖然量子通訊是利用量子糾纏效應進行信息傳遞，但是具體的信息傳遞過程跟我們想象的可能不太一樣：
如上圖：AB是糾纏系統中的兩個量子分別置於相距很遠的Alice和Bob處，由於它們之間的糾纏聯繫就會形成一個“糾纏通道”，C是一個含有量子信息的量子（即我們需要傳遞的信息），現在Alice讓C與A相互作用（根據波爾觀點我們知道，實際上是C與A+B的整體系統在相互作用），然後Alice再對C進行某種測量，C就會坍縮到一個具體的狀態，此時Alice通過傳統方式（打電話或者發電報）把她對C的測量方法和得到的結果告訴Bob，那麼Bob根據Alice提供的信息對B進行相應的操作就能把B的狀態轉化成跟C坍縮前一樣，就通過這樣的方式C的信息就從Alice處傳遞到Bob處了。
我們可以看到，即使是量子通訊，也需要傳統通訊方式的協助，看似神秘的“超距作用”還是需要遵循一些物理基本法則。
測量和坍縮
量子測量
在量子力學中，所謂的“測量”需要有嚴謹的定義，而特別稱之為量子測量。
宏觀世界中，我們對一個物理量進行測量可以非常直觀的獲取到測量的結果，同時對宏觀系統本身並不產生影響。但是對於量子世界，我們想要知道的量子狀態不會“擺在那兒”等著我們去觀察，需要我們對這個量子進行一定的作用（比如用光照射以測定電子的蹤跡）才能得到一種結果（處於相同狀態的量子系統被測量後可能得到完全不同的結果，這些結果符合一定的概率分佈），這個行為就叫“測量“（也叫探測、觀察等，意義都一樣），但是測量行為本身又會對被測量的量子狀態產生不可逆的影響（一測量，量子狀態就坍縮成一個確定的值）。
不確定性原理
海森堡
由於測量對測量對象的影響，導致我們對一個量子狀態的信息收集只能根據不同需要而選擇不同的測量方法。於是德國物理學家海森堡提出了“不確定性原理”，這個理論是說，我們不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度（這個原理也叫“測不準原理”，但阿怪覺得“測不準”這個說法容易讓人誤解是技術手段上的測不準，所以還是叫“不確定性原理”更好）。
什麼是坍縮
“坍縮”跟“測量”就像一對要好的朋友“形影不離”，當我們對一個量子系統進行測量後，該系統的狀態就會立馬確定下來，這個過程就是坍縮。
“意識”在量子力學中的作用
在理解了測量跟坍縮的物理意義之後，阿怪要對那些“拿量子力學來"證明"唯心理論”的言論進行駁斥！
網上截取的部分文章題目
完全曲解量子力學和測量概念的偽科學內容
也許是因為愛因斯坦在形容“超距作用”的時候用了“幽靈”這樣一個神秘的形容詞，所以有的人就開始琢磨量子力學跟一些神秘思想的聯繫了，比如“靈魂”、比如“意識”......
那麼“意識”在量子力學中究竟有沒有起到作用呢？
首先，“意識”是智慧生物，尤其是人類，特有的一種對內外環境的覺察和反饋。回到量子力學中來，最容易跟“意識”掛上鉤的，就是測量行為。測量行為導致了量子狀態的確定（坍縮），測量者作出測量的判斷，測量的判斷又是有意識參與的，這麼說起來“意識確定了量子狀態”似乎成立，意識似乎的確在量子世界中起到了非常重要的作用！細想一下，這就像“外婆生了媽媽，媽媽生了女兒，於是外婆生了外孫女”，嚴重出現了邏輯錯誤啊！
事實上，在整個測量事件發生的過程中，直接影響量子坍縮的是測量行為，意識或者測量者與量子之間並沒有產生任何相互作用，它僅僅是對測量行為作了一個決策，所以意識或者測量者跟量子坍縮之間不存在因果關係，更談不上誰決定誰！縱觀這類“意識決定論”的文章，最愛用“觀察”來表示測量行為，這樣就更容易把讀者往“意識”上帶，以達到他們的目的。
同時需要強調的是，測量行為對量子系統的影響也是“隨機”的，同一種測量行為對同一個量子系統作用，量子狀態的坍縮可能出現多種可能（出現的各種可能性由量子系統本身的特性決定），也就是說測量行為只是迫使量子系統表現出某一種確定狀態，並不是決定該狀態的出現，所以從這個意義上講，也不存在“決定”一說。
綜上，“意識”在量子世界中扮演的角色其實並不重要，甚至可以說“意識”並不在量子世界中發揮作用。當然，也正因為“意識”，才促使人類產生求知慾，我們才會把更多的精力花在探索量子世界的奇妙當中，也許“意識”對於量子世界的作用就在於此吧！
永無止境的科學探索
最後，阿怪要說：我不是在為“唯物主義”辯駁，也不是在否定“唯心主義”。我是在為嚴謹的科學觀發言，是對這種“張冠李戴”、“似是而非”、“混淆視聽”、“牽強附會”地把科學理論進行毫無邏輯的表面拼湊行為表示嚴重的反對。大家有什麼看法，歡迎在評論中留言討論！
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