2.13　1964年，貝爾提出了貝爾不等式

1964年，北愛爾蘭物理學家貝爾在《物理》的志上發表了一個不等式：

它的推導極其簡單明確卻又深刻精髓，讓人拍案叫絕。甚至有科學家稱這個不等式為“科學中最深刻的發現”。

式中P_xz、P_zy、P_xy是三個概率值。|P_xy－P_zy|表示兩個概率之差的絕對值。它必須小于等于1加第三個概率值P_xy。貝爾不等式就好像一把利劍，它把概率一分為二，左邊是宏觀世界的概率，右邊是微觀世界的概率。貝爾不等式給予了一個界定宏觀和微觀的清晰標準。經過無數次實驗都發現：貝爾不等式嚴格滿足宏觀世界，而不滿足微觀世界。據說這個實驗做出來的結果，令貝爾目瞪口呆、心情沮喪。因為貝爾是非常支持愛因斯坦的，他對世界的定域實在性深信不疑：大自然不可能是依賴于我們的觀察而存在的，也就是說，存在著一個獨立于我們觀察的外部世界。無論在任何情況下，貝爾不等式都是成立的。

圖2.19　貝爾

但實驗結果證明，貝爾發現的不等式卻背叛了他的理想，不僅沒有把世界拉回經典圖像中來，反而證明了世界不可能如愛因斯坦所設想的那樣，既是定域的（沒有超光速信號的傳播），又是實在的（存在一個客觀確定的世界，可以為隱變量所描述）。定域實在性被貝爾不等式從我們的微觀世界中排除了出去。也就是說，貝爾不等式證明了量子糾纏是真實的，粒子可以跨越空間連接——對其一進行測量，確實可以瞬間影響它遠方的同伴，仿佛跨越了空間限制，愛因斯坦生前認為不可能的“鬼魅般的超距作用”確實存在。

貝爾不等式是量子理論建立之后最重要的理論進展，這一進展使得兩種不同意見的爭論可以由實驗觀測結果來判斷是非。這就表明，物理學只能根據實驗結果來修正理論，而不能以因循守舊的觀點，否定實驗結果；物理學家必須由實驗判斷真理，而不能以某種信念判斷真理。

量子論的建立是人類理性思維與科學發展的一個高峰。英國雜志《物理學世界》在100位著名物理學家中選出10位最偉大人物中就包含了本書所提到的7位物理學家，他們是愛因斯坦（排名第一）、玻爾（排名第四）、海森堡（排名第五）、費曼（排名第七）以及排名第八、第九、第十的狄拉克、薛定諤和盧瑟福。這足以說明20世紀量子論的創立和發展在物理學中所占的重要地位。

人類社會的進步都是走在基礎科學發現的大道上的。量子論是20世紀最偉大的科學發現之一，它的創立與發展已經并將繼續引發一系列劃時代的技術創新，其中量子計算技術、量子通信技術和量子精密測量技術具有巨大的潛在應用價值和重大的科學意義，正引起國際社會的密切關注。