《幽灵般的超距作用》（1）

这本书的主题讨论的就是非定域性。非定域性的意思就是说事情和事情是不可分的；事情和事情不是局部作用的，它是可以超越距离的

我今天想介绍这本书，《幽灵般的超距作用》。英文名叫《Spooky Action at a Distance》，这个词完全是爱因斯坦的原话。Spooky就是幽灵般的或者是鬼魅的，就是有点阴森、恐怖的意思；“at a distance”超距，跨越距离的一种交互作用。这本书的副标题叫“重新思考空间和时间”。

这本书的主题讨论的就是非定域性。先说什么是定域性，就知道什么是非定域性了。物理学研究问题，它基本的假设就是定域性。意思就是说任何事物、任何事情都有一个地方，你总能指出来它在哪？实际上就是identify。指出它在哪，分别研究，然后再研究它们之间的相互关系、相互作用，这是物理学的研究方法。这是可分性，就是事物和事物是可分性。第二个就是它是局部作用的，事物和事物之间总是在一个可以接触的局部作用，我才能够影响它、才能够研究它。而不是说跨越距离，好像在两个很遥远的地方，它们能够相互作用，这是局部性原则。所以刚才说的定域性原则有两个，一个就是可分性，一个就是局部作用。这个是定域性原则。所有的我们说的物理学的定律、物理学的概念，很多都是基于这个原则的。然后就说什么是非定域性了，非定域性就是刚才说的反过来。意思就是说事情和事情是不可分的。另外，事情和事情不是局部作用的，它是可以超越距离，在离得很遥远的地方，它甚至能够同步，完全协同作用。这个问题，就是非定域性。所以争论的焦点是定域性和非定域性的问题，这本书最重要的一个中心主题就是这个意思。

这个作者乔治・马瑟（George Musser），他是一个专业的科普作家，他在《科学美国人》杂志工作。正好我住的地方离他住的地方不远。所以有一次我跟他约着去他住的那个小咖啡店，然后我们一起见了面。我把我翻译过程中遇到的问题，我写了一个list，他就给我答疑。他采访了很多现在在物理学前沿工作的一些教授、工作人员。就是针对非定域性这个问题，采访了很多人。

书中一开始就提出了非定域性的几个现象。非定域性有哪些现象？

一、是在量子纠缠实验的过程中发现的非定域性现象。也就是这本书的第二章，“形形色色的非定域性”里边，一开始描述了一个加尔维斯做的量子纠缠实验。然后在这里有一个投币实验的结果，如果它不是纠缠的状态，应该是什么结果？如果是纠缠的状态，发现就完全不一样。所以这是最简单的完全可重复的一个实验。现在都做成一个非常简单的装置，任何学生在自己的书桌上都能够重复这个实验。我们这么说吧，其实这个量子纠缠,意思就是两个粒子的状态跟它完全同步的在变化。就好像是扔硬币，正面反面。比如说你扔一个硬币，你说你自己看这是正面还是反面？我这儿有一个硬币，我也扔了硬币，咱们俩人在没有任何沟通交流的前提下，你是正面，我这也是正面；你那是反面，我这也是反面，完全一样的。这两个硬币好像纠缠在一起，它的状态是完全一样的。

二、是在黑洞里面发现的非定域性现象。这个是吉丁斯发现的，当然是一开始是霍金、吉丁斯他们研究黑洞的时候，发现有很多事情不理解，最后发现在黑洞里有非定域性现象。吉丁斯，他也酷爱户外活动，尤其酷爱攀冰岩。他说，他的生活一方面就是Sport，运动；另外一方面是他的物理。这两个方面实际上都是互相有关联的。他甚至有一些比喻就是说，在物理学前沿，他在考虑黑洞里面的非定域性的时候，那个感觉就有点像在阿拉斯加的冰山上、冰峰上攀岩和从高山上滑雪下来的感觉。

三、是在宇宙的宏观结构中发现的非定域性现象。也就是说如果我们观察太空，你发现太空的均一性，就是说太空总体来讲是非常的均匀的。就是你发现星空是均一的，它的分布是均一的，你就觉得其实这是很奇怪的一件事情。星星怎么会那么均匀，而不是成团、成簇的。把你的摄像望远镜指到一个方向，采集它的星云分布，然后收集它所有的信息出来，成一个像。然后你再把你的摄像头指向另一方，同样的收集出来。你发现一比较 ，它们是完全一样的。这个很不同寻常，就是不应该是这样的。我们仔细地去想，可能会觉得这个是不大正常，就是比较奇怪的。如果均匀的话，它一定要有交流、有对流的。如果没有对流的话,应该是不均匀的，对吧。它为什么各个方向上会有这么大的相似性，这是不可理解的。这是从一个观察者的角度提出的。

四、是在粒子碰撞的计算中发现的非定域性现象。以前这方面都是用费曼的计算方法，每次计算都有两千多个代数项要做运算，连计算机都会花很多的时间来计算。但是最后发现这两千多个代数项，基本上都是可以约掉的，最后只剩下四个代数项。这是很可疑、很奇怪的一个现象。于是普林斯顿高能物理研究，就是尼玛・阿卡尼-哈米德，他提出了一个很简单的计算方法，发现就能解决这个问题。他怎么解释这个问题呢？他说恐怕在粒子碰撞中，存在非定域性现象。