量子力學是研究微觀粒子領域運動狀態(tài)變化規(guī)律的一門學科，它從19世紀末期開始興起以來，由于能夠很完美地解釋一些原子和亞原子層面上的物理現(xiàn)象，而這些又是經(jīng)典力學和經(jīng)典電動力學所不能圓滿進行解釋的，因此量子力學逐漸改變了人們對物質(zhì)世界組成及其運動規(guī)律的認知，并在此基礎上形成了原子物理學、核物理學等一大批新興學科，而目前我們所依賴的計算機技術(shù)、芯片技術(shù)、通訊技術(shù)等眾多領域，都是得益于量子力學發(fā)展所帶來的重大變革和技術(shù)創(chuàng)新。

牛頓的經(jīng)典力學主要解釋的是宏觀世界中的物體運動規(guī)律，相信大家在學生階段學習物理時，對牛頓力學中的諸多公式所帶來的復雜問題印象深刻，雖然我們身處宏觀世界，對于這些力學現(xiàn)象的原理理解起來也大費周折。而量子力學作為研究微觀世界的科學理論，它所表達的核心觀點：“微觀粒子物理體系的狀態(tài)可以由波函數(shù)進行表示，而波函數(shù)的任意線性疊加結(jié)果仍然能夠代表體系可能的一種狀態(tài)”，充分說明了微觀世界具有一定的隨機性，雖然我們不能以宏觀世界的不確定性來簡單地理解這種隨機性，但量子力學無疑超出了我們對宏觀世界的想象，有時甚至會顛覆我們在宏觀世界中的日常思維。

相信大家都聽說過量子糾纏這個概念，從本質(zhì)上來說，量子糾纏就是量子力學領域中的一種超遠距離狀態(tài)下的相互作用，用比較形象地語言來描述，那就是在微觀世界的量子系統(tǒng)中，會存在著相互處于糾纏狀態(tài)的一對粒子，即使它們被放置于非常非常遙遠的兩個地方，都能夠感應到對方的存在和變化。按照量子力學的說法，如果兩個粒子的自旋處在糾纏狀態(tài)，那么無論它們相隔多遠，如果觀測者對其中的一個粒子進行探測，假如測得的粒子自旋為1/2，那么與之對應的另一個糾纏粒子便會立即坍縮到-1/2自旋的量子態(tài)。也就是說，無論處于糾纏態(tài)的粒子相隔是100公里，還是1光年，抑或是1萬光年，按照量子力學的觀點，原本屬于一個整體的糾纏粒子，在我們對其中一個進行測量確定其狀態(tài)后，另外一個就會立即轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之相對反的對應狀態(tài)。

這個聽上去是不是覺得不可思議，就連包括偉大的科學家愛因斯坦都是這種感覺，于是愛因斯坦、波多爾斯基、羅森3位大佬，根據(jù)量子力學所描述的理論原則提出了EPR佯謬的觀點，主要依據(jù)是宇宙的速度上限是光速，任何物質(zhì)，包括信息的傳遞都不可能大于光速，像量子糾纏的這種“鬼魅般”的超距作用的產(chǎn)生，是由于之前作為整體存在的粒子，在分裂的瞬間，其產(chǎn)生的兩個粒子的運動狀態(tài)（自旋）其實都已經(jīng)確定了下來，我們對它們進行的測量其實只是獲取了它們的信息，而量子力學在微觀世界的適用，則是我們無法通過現(xiàn)有手段去探測到更深層次的信息而已。

而哥本哈根派量子力學的代表玻爾作出了明確的反擊，指出在粒子在分裂之前還是之后，都是一個統(tǒng)一的整體，而人類對它們的觀測，則引發(fā)了粒子運動狀態(tài)即自旋的改變，不能用經(jīng)典力學的觀點來理解微觀世界的量子現(xiàn)象。量子力學和相對論固然是物理領域最重要的兩大基礎理論，但是它們的出發(fā)點和解釋物質(zhì)運動變化的原理是處于兩個層面之上的，無論是哪種理論都無法說服或者推翻對方，這也是現(xiàn)代物理學的魅力所在。

根據(jù)愛因斯坦狹義相對論，任何有質(zhì)量的物體都無法加速到光速，因為在洛侖茲變換的推導之下，可以描述出物體在運動狀態(tài)下，其運動質(zhì)量與運動速度之間的關系，即M=M’/√{1-(V/C)^2}，運動速度越快，其運動質(zhì)量就會越大，達到這個速度所需要的能量就會越大；而當運動速度接近光速時，其運動質(zhì)量就會接近無窮大，按照質(zhì)能等價方程E＝m*c^2，要達到這個速度所需要的能量就會無窮大，這顯然在現(xiàn)實世界中是無法實現(xiàn)的。不過，愛因斯坦的光速不變和光速最大理論，有個重要的條件就是零質(zhì)量的物質(zhì)可以達到光速，比如光子，一經(jīng)產(chǎn)生就可以不用加速就達到光速。

按照量子力學的觀點，量子糾纏實質(zhì)上是一種特殊情況下的復合系統(tǒng)量子態(tài)表現(xiàn)，它具有不可分解性，不能將之前整體的系統(tǒng)特征，再通過簡單地分解，使其成為系統(tǒng)不同量子態(tài)的成員的張量疊加，即使是分解之后的兩個粒子，它們之間也不會進行任何的關聯(lián)性信息傳遞，而不傳遞信息的速度，不適用于愛因斯坦的相對論，因此，我們說處于量子糾纏態(tài)的粒子之間的運動，無論是它們相隔多遠，其變化之間的規(guī)律根本就不會違反相對論。這里需要指出的一點，現(xiàn)在我們所發(fā)展和應用的量子通訊技術(shù)，并非以超光速進行實現(xiàn)通訊信息的傳遞，實際上它的速度也只是電磁波的速度，這里的量子指的是一種特殊的加密技術(shù)而已。

現(xiàn)在還有一個看似和相對論矛盾的問題，就是宇宙膨脹速度超過光速的事實，根據(jù)哈勃定律我們可以計算出在距離地球326萬光年處，目標星系遠離我們的速度約為67公里每秒，這也就意味著距離我們146億光年之外，目標星體的退行速度就已經(jīng)超過了光速。但是這個速度僅僅是空間的膨脹速度，其中也沒有傳遞任何信息，因此同樣也不違反相對論。