非定域性 经典物理中的“定域性”观念 在牛顿力学和麦克斯韦电磁学为代表的经典物理框架中，有一个根深蒂固的隐含假设： 定域性 。它包含两个核心思想： 定域作用 ：任何物理影响（力、信号、相互作用）都需要通过中介（如场）在空间中连续传播，其速度不可能超过光速。一个事件不能瞬间影响远处的另一事件。 定域实在 ：一个物体在任何时刻的物理属性（如位置、动量）是独立于其他物体的、确定的，并且只属于该物体自身。这些属性是“内在的”，与是否被观测无关。 量子力学带来的挑战 量子力学的发展，特别是围绕“纠缠态”的现象，对定域性观念构成了根本性挑战。假设两个粒子（如电子）在某个相互作用后形成一个量子纠缠态，随后在空间上分离到极远的距离（比如相距一光年）。 在纠缠态中，这两个粒子的联合量子态是确定的，但每个粒子自身的态（如自旋方向）在测量前是不确定的，处于所有可能性的叠加中。 关键在于： 对其中一个粒子（A）的测量，会瞬间“决定”或“坍缩”另一个遥远粒子（B）的态 ，使其呈现为与A测量结果相对应的确定状态。这个关联效应似乎是瞬时的，不受光速限制。 爱因斯坦的定域实在论与EPR佯谬 阿尔伯特·爱因斯坦等人无法接受这种“幽灵般的超距作用”。他们于1935年提出了著名的 EPR佯谬 ，其核心是论证量子力学的描述是“不完备”的。他们的观点是 定域实在论 ：1）不存在超光速的影响（定域性）；2）物理对象具有独立于测量的真实属性（实在性）。他们认为，纠缠粒子在分离前就携带了决定未来测量结果的、隐藏的“指令集”（隐变量），测量只是揭示这些预先确定的属性，因此并不存在瞬时影响。 贝尔不等式与实验裁决 1964年，约翰·贝尔提出了一个划时代的数学定理（ 贝尔不等式 ）。他证明： 任何基于定域隐变量（即定域实在论）的理论，其预测都必须满足一组数学不等式；而标准量子力学的预测则可能违反这些不等式。 这使哲学争论变成了可实验检验的物理问题。 自20世纪70年代至今，一系列日益精密的实验（如阿斯佩实验等）反复证实： 量子力学的预测是正确的，贝尔不等式被显著违反。 结论： 定域实在论不成立。 自然世界要么不满足“定域性”（存在超光速关联），要么不满足“实在性”（测量前的物理属性并非确定存在），要么两者皆不满足。 “非定域性”的内涵与诠释 这些实验结果表明，量子世界本质上是 非定域 的。其核心是： 关联的非定域性 ：它并非指可以用超光速传递可控制的信息或能量（因此不违反狭义相对论对因果性的保护），而是指在存在共同起源的纠缠系统中，空间分离的子系统之间保持着一种 整体性关联 。这种关联是系统整体的属性，无法还原为各个部分的局部属性的总和。 对实在论的冲击 ：非定域性强烈挑战了“物体独立存在并拥有内在属性”的经典实在观。在主流诠释（如哥本哈根诠释）中，测量前的量子属性并非确定存在；在多世界诠释中，所有可能性在分叉的宇宙中同时实现；在德布罗意-玻姆的导波理论中，则明确存在非定域的“量子势”，但仍保留粒子轨迹的实在性。 现代理解与影响 如今，非定域性已被视为量子信息科学（如量子通信、量子计算）的基石资源。它不再是哲学思辨，而是可操控、可应用的物理特性。它深刻揭示了：宇宙在 fundamental 层面上是相互关联的整体，空间分离并不必然意味着物理上的独立性。这彻底改变了我们对实在本质的理解。