50年物理难题盖棺定论 爱因斯坦错了

爱因斯坦，这位量子理论的先驱，一生却对量子力学的结论持有异议。他坚信物理世界是机械决定论的，而非概率性的，因此他对量子力学的怪诞结论持保留意见。他的名言“上帝是不投骰子的”，反映了他对量子力学概率描述的否定。尽管爱因斯坦已经离世多年，他留下的争论在科学界仍是热门话题。最近荷兰物理学家公布的一项实验结果似乎终结了这一争议，结果显示爱因斯坦的隐变量理论不成立，也就是说，爱因斯坦错了。

自量子力学诞生以来，关于它的争论从未停止。以丹麦物理学家波尔为代表的“哥本哈根学派”坚信量子力学的完备性，而爱因斯坦等物理学家则坚持认为量子力学并非最终理论。两派之间的长期争论焦点在于“量子纠缠”，这一奇特现象直接挑战了经典物理学的定域性描述。想象一下两个远离彼此的光子，它们可以在瞬间传递信息，就像牛郎和织女无论距离多远都能即刻心映。

爱因斯坦难以接受这一结论，因为他的相对论告诉我们，信号传递的最快速度是光速。他认为，两个相距甚远的物体不可能在瞬间交换信息。为了解释这一现象，爱因斯坦提出了著名的“隐变量理论”，他认为量子力学中的概率问题是由于人们对某种尚未发现的“隐变量”的无知所导致的。换句话说，那两个背离而行的光子，背后一定存在某种机制决定它们的行为，只是我们尚未发现而已。

这场哲学与科学的交锋在上世纪60年代发生了变化。约翰·贝尔通过一篇著名论文将这一问题简化为一个清晰的数学不等式——贝尔不等式。如果爱因斯坦提出的隐变量存在，那么实验结果会被限制在一定范围内。一旦实验结果超出这个范围，就意味着爱因斯坦的隐变量理论不成立。贝尔不等式为这场争论提供了一个实验验证的途径。

实验验证并不容易。尽管许多实验结果显示违反了贝尔不等式，但由于实验漏洞的存在，无法直接证明贝尔不等式不成立。但现在，由荷兰代尔夫特科技大学的Ronald Hanson领导的科研团队终于实现了无漏洞的实验观测。他们的实验设计精妙绝伦：在两个相距1.28千米的实验室里，他们成功实现了电子的远程量子纠缠，这就像牛郎和织女通过天使传递信息一样。

他们的实验结果刚刚出炉，尚未正式发表，但已经引起了物理学界的广泛关注。这一实验的成功不仅证明了贝尔不等式不成立，也标志着我们在理解量子世界方面取得了重要进展。虽然实验的成功率还有待提高，但这无疑为我们探索未知世界开辟了新的道路。霍华德·威斯曼，澳大利亚格里菲斯大学的知名专家，评价某篇量子物理学文章时，赞不绝口，称其为里程碑式的成就。尽管他并未亲自参与此次实验，但对该研究的钦佩之情溢于言表。来自悉尼大学的物理学家克里斯托弗·费里对此亦深表认同，他认为该实验将对后世产生深远的影响。他表示，物理世界与人们日常直觉中的世界有着深刻的差异，而这项实验将无疑强化了人们的这一认知。来自维也纳大学的安东·蔡林格所带领的科研团队与荷兰的汉森团队竞争激烈。当蔡林格目睹汉森团队的这一杰出成果时，他毫不吝惜地赞美道：“这是一个非常出色的实验，除了祝贺他们之外，我无话可说。”他还想象道，如果爱因斯坦还在世的话，他必定会对此印象深刻，甚至会为之震撼。