量子物理再出怪事：光子沒糾纏，也能出現“量子同步”現象

我們總以為，量子糾纏是違反常識的起點。

兩個粒子分隔再遠，測了一個，另一個也跟著“知道”了答案，這種現象聽起來像玄學，但幾十年來實驗驗證不斷，大家也就默默接受了。科學家不喜歡用“魔法”解釋世界，所以他們發明了貝爾不等式，作為檢驗“你這玩意是不是在胡說”的標準。

規則很簡單。

如果一個物理系統符合經典直覺，它的行為就該老老實實地落在貝爾不等式規定的范圍里。可一旦它越界了，那你就得承認，這事背后有點不對勁，可能不是你熟悉的那套物理在起作用。

而這次，讓人不太舒服的，是越界的不是糾纏粒子。是一些壓根沒糾纏、連互相認不認識的光子。

根據《Science Advances》的消息，一組研究人員搞了一個光子實驗，做出來的結果，看上去和“量子糾纏”一樣奇怪，但他們根本沒讓光子糾纏起來。照理說，這不應該發生。

但它發生了。

這不是簡單的巧合，而是踩在了物理學里那條最敏感的線之一：貝爾不等式。

很多人可能聽過它的大名，但不一定知道它真正的分量。這個不等式的意義在于，它幫我們判斷一個現象究竟是不是“正經的量子行為”，是不是超出了經典物理的解釋范圍。

從六十年代開始，貝爾不等式就是驗證量子糾纏最硬核的標準。

你要說兩個粒子是“糾纏”的，那就得拿出數據來過這一關。如果實驗結果符合貝爾不等式，那對不起，你這套還得歸到經典物理那邊；但如果結果違反了，那你才能說，這是量子力學在發功。

幾十年來，無數實驗驗證了糾纏粒子能違反貝爾不等式。這幾乎成了一種默契：只有發生了糾纏，才能出現那種不可思議的遠距離關聯。

而這一次，科學家們打破了這個共識。他們用沒有發生糾纏的光子，做出了違反貝爾不等式的結果。

這意味著什么？

至少意味著，我們過去認為“只有糾纏才能違反貝爾不等式”這句話，不再成立。

實驗是這樣設計的。研究人員用激光打在一種特殊的非線性晶體上，產生出四個光子。這個過程在量子光學領域并不新鮮，關鍵在于他們故意模糊了光子的“出生信息”——你不知道它是從哪條路徑來的，也不知道它是跟哪一個同伴一起產生的。

這種模糊，不是系統設計的缺陷，而是精心安排的核心。

因為一旦你無法區分這些光子的來源，它們在某種意義上就變得“不可分辨”了。這種不可分辨性不是量子糾纏，但也不是普通的隨機噪音。

它是某種在路徑層面上的量子模糊性，會讓整個系統在測量時表現出一種“整體性”，盡管它的組成部分彼此之間并沒有直接聯系。

然后他們做了一件非常挑釁的事：拿這些光子去做貝爾不等式實驗。

按照傳統理解，結果應該老老實實地落在不等式允許的范圍內，畢竟光子沒有糾纏過。但他們的結果卻突破了這個限制，超出了四個標準差。這可不是誤差范圍內的偶然，而是統計學上相當扎實的結果。

這就有點像你原本以為，只有戀愛中的人會心靈感應，現在發現兩個陌生人也能同步說出彼此心里的話。不是因為他們暗中有聯系，而是因為某種你不明白的結構，讓他們不得不以這種方式共同表現出來。

當然，研究團隊自己也承認，這個實驗不是完美無缺。

他們用了“后選擇”的技術，也就是只挑選滿足某些條件的數據進行分析。這種方式在物理實驗中并不罕見，但也容易引發爭議——你是不是只看了你想看的那一部分？

另外，實驗中的探測器在相位設置上，空間分離做得還不夠，留下了“局域性漏洞”，也就是有可能存在我們沒注意到的經典干擾。

不過即便如此，這個實驗依然讓人無法忽視。因為它挑戰的，不是某個技術細節，而是我們對量子關聯的基本理解。

糾纏一直被認為是量子世界的“王牌”。你要展示一個系統的非經典行為，最直接的方式就是讓它糾纏起來。可如果路徑不可區分性也能帶來類似的效果，那我們就必須重新定義“量子關聯”到底意味著什么。

這件事可能不會一夜之間推翻教科書，但它像是在原有理論的邊緣，開了一條縫。你透過這條縫看到的是一個更大的問題：我們過去以為只有在特定結構里才會出現的量子奇異性，可能只是量子系統更普遍的一種屬性。

這背后涉及一個被人反復低估的事實：在量子力學里，粒子不是“個體”，而是“狀態”。你怎么描述它，怎么測量它，決定了它在實驗中如何表現。

當你模糊了它的路徑信息，其實是人為地制造了一種狀態上的“整體性”。而這種整體性，如果設計得足夠巧妙，也許就足以撼動經典物理設下的界限。

這不是第一次有人試圖用非糾纏的方式制造量子關聯，但這次的實驗成功地跨過了貝爾不等式這道門檻。這件事的意義，不在于推翻了誰的理論，而在于打開了另一個思路：也許我們對“非局域性”的理解過于狹隘，也許糾纏只是冰山一角。

研究人員最后說得很克制，他們并沒有急著宣布發現了新的物理規律，只是說這可能是理解量子奇異性的另一條線索。未來他們還會繼續完善實驗設置，把那些可能的漏洞一個個堵上。他們相信，像過去九十年對糾纏系統的打磨一樣，非糾纏系統的研究也可能走出自己的路徑。

聽起來像是量子物理又走進了一個盲區，但說不定這個盲區正是我們下一輪突破的起點。

（參考：Kai Wang et al, Violation of Bell inequality with unentangled photons,Science Advances(2025).DOI: 10.1126/sciadv.adr1794）