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6. 量子态和量子纠缠
对单个粒子的波函数而言，量子叠加态是产生奇妙量子现象的根源。如果把叠加态的概念 用于两个以上粒子的量子系统，就更产生出来一些怪之又怪的现象，其中之一，便是人们 经常耳熟能详的“量子纠缠”。
量子纠缠的最初概念，是爱因斯坦因为反对量子力学的哥本哈根诠释而假想的思想实验， 即 1935 年，爱因斯坦等三人提出的 EPR 佯谬【7】。之后，被薛定谔正名为量子纠缠。1964 年，英国物理学家约翰·贝尔（John Bell，1928 年－1990 年）提出了贝尔实验及贝尔定 理，使得 EPR 悖论有了明确的实验检测方法，实验验证量子纠缠的深层物理意义成为可 能。爱因斯坦 EPR 三人、薛定谔、以及贝尔等人研究量子纠缠的初衷，都是为了证明量 子力学中可能存在的不自洽或不完备性，企图用具体实验来验证量子论背后隐藏的定域隐 变量理论，从而证明非定域量子理论的错误。
然而，爱因斯坦等人的文章已经发表了 80 余年，令人遗憾的是，许多次实验的结果并没 有支持爱因斯坦等人的“隐变量”观点。反之，实验的结论一次又一次地证实了量子力学 的正确性。尽管分歧如故，量子纠缠的机制仍然有待深究和探索，但大多数物理学家均认 为这种反直觉的 “鬼魅般的超距作用”确实存在。
量子纠缠所描述的，是两个电子量子态之间的高度关联。这种关联是经典粒子对没有的， 是仅发生于量子系统的独特现象。其原因归根结底仍然是因为电子的“波动性”。就直观 图像而言，读者不妨想象一下：两个弥漫于空间的“波包”纠缠在一起，显然比两个“小 球”纠缠在一起，更为“难分难解”多了。
我们考虑一个两电子的量子系统，并使用电子自旋，来理解“纠缠”。因为电子自旋只有 “上下”两种简单的本征态，类似于抛硬币时的正反两面，不像位置或动量等有无数个本 征态，因此，用电子自旋量子态之“纠缠”来说明问题简单明了。
比如说，如果对两个相互纠缠的粒子分别测量其自旋，其中一个得到结果为“上”，则另 外一个粒子的自旋必定为“下”，假若其中一个得到结果为下，则另外一个粒子的自旋必 定为上。以上的规律说起来并不是什么奇怪之事，有人用一个简单的经典例子来比喻说： 那不就像是将一双手套分装到两个盒子中吗？一只留在 A，另一只拿到 B 处，如果看到 A 处手套是右手的，就能够知道 B 处的手套一定是左手的，反之亦然。无论 A、B 两地相隔 多远，即使分离到两个星球，这个规律都不会改变的。
奇怪的是什么呢？如果是真正的手套，打开 A 盒子看，是右手，阖上再打开，仍然是右 手，任何时候打开 A 盒都见右手，不会改变。但如果盒子里装的不是手套而是电子的话， 你将不会总看（观察）到一个固定的自旋值，而是有可能“上”，也有可能“下”，没有 一个确定数值，上下皆有可能，只是以一定的概率被看（测量）到。因为测量之前的电子， 是处于“上、下”叠加的状态，即类似“薛定谔猫”的那种“死活”叠加态。测量之前， 状态不确定，测量之后，方知“上”或“下”。诡异之处是：测量之前，我们“人类”观 测者不能预料测量结果，但远在天边的 B 电子却似乎总能预先“感知”A 电子被测量的结 果，并且鬼魅般地、相应地将自己的自旋态调整到与 A 电子相反的状态。换言之，两个 电子相距再远，都似乎能“心灵感应”，做到状态同步，这是怎么一回事呢？况且，如果 将 A、B 电子的同步解释成它们之间能互通消息的话，这消息传递的速度也太快了，已经 大大超过光速，这样不就违反了相对论吗？
如何来解释量子纠缠？涉及到对波函数的理解，对量子力学的诠释等问题。似乎没有一种 说法能解释所有的实验，能满足所有的人，这也是爱因斯坦不满意量子力学之处。下面便 谈谈通常所谓的主流观点：哥本哈根诠释【8】。
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