在物理学中，量子力学与爱因斯坦的相对论通常是不相容的。然而，在最近的一篇论文中它们被出乎意料地结合到了一起——

在2002年12月30日出版的《物理评论快报》杂志上，两位物理学家证明，量子纠缠——一个令爱因斯坦讨厌的概念，可以受到相对论原理的深刻影响。

实际上，当粒子被加速到速度接近于光速时，纠缠似乎无处不在。日内瓦大学的物理学家瓦勒里奥 · 斯卡莱尼（Valerio Scarani）说：“物理学界中的大多数人都认为粒子之间的纠缠是不受其他条件影响的。”但是，他希望最新的研究结果能改变他们的想法。

量子力学原理认为两个粒子可以被“装上索具”，以至不论它们分离得多远其命运都将联结在一起。即使间隔距离跨越半个宇宙，一个纠缠粒子也能时刻“感受”到它的遥远的伙伴身上发生的情况。爱因斯坦不接受这一思想，他认为这种“怪异的远距相互作用”违反了相对论中信息传递的速度不能大于光速这个基本原则。虽然纠缠现象在几十年以前就已经被实验所证实，但如今人们对它的认识仍然存在着分歧。目前，几乎没有人探讨当纠缠粒子以相对论速度运动会发生什么情况。

最近，美国加利福尼亚州帕萨迪纳喷气动力实验室的罗伯特 · 金里奇（Robert Gingrich）和克里斯 · 阿达米（Chris Adami）勇敢地踏入了这一物理学家未曾涉足的领域。在一项假想的思想实验中，他们分析了两个在静止时自旋（一个类似于陀螺旋转的量子力学参量）相互纠缠的粒子的行为之后，设想这两个粒子的速度被加速到接近光速，并计算出它们此时的纠缠程度。令人惊奇的是，他们发现计算结果显示此时粒子之间的自旋纠缠消失了。类似的计算还表明，静止时自旋不相互纠缠的粒子在被加速到相对论速度时其自旋将发生纠缠。“这的确非常令人奇怪，而且非常不合直觉，”金里奇说。

现在，金里奇和阿达米认为，纠缠作用既没有被产生也没有被消灭，只是发生了转移。根据相对论理论，物体长度和事件时间的变化取决于观测者的运动情况，粒子的表观自旋的变化也是如此。而且更为重要的是，在高速下粒子的自旋将转移到粒子的另一量子力学参量即动量中去。金里奇研究小组的计算结果表明，当粒子被加速到相对论速度并失去它们的自旋纠缠作用时，它们的动量将发生纠缠来补偿自旋纠缠。同理，一对加速粒子在任何地方都不能凭空获得自旋纠缠。它们的动量必须在加速之前处于纠缠状态，这样在高速情况下它们的动量纠缠将转变成自旋纠缠。因此，如果同时考虑自旋和动量，则在相对论加速过程中纠缠既不会被产生也不会被消灭。

金里奇和阿达米说他们的发现可以在超精密计时方面得以应用。例如，未来的全球卫星定位系统可以依靠包括纠缠粒子在内的极度敏感的测量技术定时，卫星在围绕地球高速飞行的时候，纠缠偏差将使它们与地球上的观测者不再保持同步。“对于量子时标同步和卫星之间的远距离通讯，你应该考虑相对论效应。”金里奇说。

尽管也许需要经过多年之后物理学家们才能通过实验验证金里奇研究小组的结论，但金里奇认为他们的工作展现了粒子纠缠的奥妙。他说：“我希望我们的工作能给人们提供这样一个信息——相对论情况下的粒子纠缠是一个有趣的研究领域，我们目前还没有完全理解它。”

[Science，2003年1月10日]