量子糾纏的概念是在1935年5月由愛因斯坦、鮑里斯·玻多爾斯基和納森·羅森提出的，當時他們都在高等研究院。他們的開創性論文《量子力學對物理現實的描述可以被認為是完整的嗎？》深入探討了這一新穎的思想。該論文後來被稱為EPR論文。論文中，三人研究了一對粒子，這對粒子被特意準備得相距甚遠，遠超它們之間的相互作用範圍，而且總動量為零。他們的探索揭示了一個困境：在用波函數描述物理系統時，局域性、可分性和完備性三者之間存在內在的不一致性。

EPR論文認為，通過在不干擾第二個粒子的情況下測量第一個粒子的位置，由於兩者的位置完美相關，可以確定地預測第二個粒子的位置值。另一方面，如果測量第一個粒子的動量而不是位置，由於兩者的動量完美反相關，也可以確定地預測第二個粒子的動量值。然而，根據量子力學中的不確定性原理，我們無法同時精確地賦值一個粒子的“位置”和“動量”。

因此，EPR悖論迫使人們得出結論：如果堅持認為空間分離的物體的真實狀態彼此獨立，那麼基于波函數的量子力學對物理現實的描述就不是完整的。EPR思想實驗的關鍵是一個不可因式分解的波函數，用來描述兩個粒子朝相反方向運動至空間分離區域，同時它們的位置始終完美相關、動量完美反相關。在這裡，“不可因式分解”是指波函數不能表示為其局部組成部分波函數的簡單乘積。具有這種不可因式分解波函數的複合量子系統的奇特性質，現在被稱為“量子糾纏”。

在題為《多電子》的論文中，約翰·惠勒研究了正電子素——一種由電子與正電子構成的不穩定類氫體系。他的設想涉及探測由電子和正電子湮滅所產生的一對糾纏的伽馬射線光子。惠勒指出，這些伽馬光子主要來自自旋單重態（spin-singlet state）——一種量子態，其特徵為反向的自旋排列，總角動量為零。總角動量守恆要求這兩束伽馬光子沿相反方向傳播，並具有正交的線性偏振方向。

有趣的是，空間擴展的非束縛單重態正是愛因斯坦、玻多爾斯基和羅森在思想實驗中提出，用以說明量子理論不完備的概念。為實驗性地測量糾纏的伽馬射線光子，惠勒提出讓每個光子與電子發生康普頓散射，然後分別進行探測。若兩個光子的探測事件是同時發生的，則可確認這對伽馬光子源於同一次湮滅事件。

每次散射事件可以通過相對於光子初始軌跡的散射角以及方位角散射方向來描述。儘管一對伽馬光子的散射角可能相同，它們的散射方向可能是平行的或垂直的。惠勒建議通過計算這兩種相對方向在給定散射角下出現概率的差與和之比，來研究概率之間的不對稱性。這個提案迅速激發了兩個獨立研究組進行更詳細的計算分析。

英國牛津大學的物理學家莫里斯·普賴斯（Maurice Pryce）與他的博士生約翰·克萊夫·沃德（John Clive Ward）在1947年6月發表論文，探討了湮滅輻射的角相關效應。五個月後，布魯克海文國家實驗室的三位物理學家——哈特蘭·斯奈德（Hartland Snyder）（以與奧本海默共同分析恆星坍縮成黑洞而聞名）、西蒙·帕斯特納克（Simon Pasternack）和約翰·霍恩博斯特爾（John Hornbostel）也發表了相關論文，探討同一主題。兩個研究小組都發現，在散射角為82°時，最大不對稱比為2.85。

吳健雄抓住了這一歷史性契機。1949年11月，她和研究生歐文·沙克諾夫（Irving Shaknov）在哥倫比亞大學普平樓地下室開展實驗，驗證糾纏伽馬光子的角相關理論預測。

在地下實驗室中，吳和沙克諾夫使用加速的氘核轟擊銅箔，產生不穩定的銅-64核素。該同位素通過β衰變生成正電子，正電子與附近的電子湮滅後產生成對的伽馬光子，它們沿相反方向傳播。在實驗中，他們將銅-64核素加載進一個長度為8毫米的微腔中，並採用兩套伽馬射線探測系統——系統由光電倍增管和蒽晶體閃爍體組成（參考第35頁插圖）。

吳健雄並不是第一個嘗試驗證惠勒關於角相關預測的人。1948年4月，普渡大學的恩斯特·布魯勒（Ernst Bleuler）與赫爾穆特·布拉特（Helmut Bradt）在《物理評論》雜誌上發表了一封信，報告他們觀測到一對伽馬光子之間的角相關。他們測得在散射角為90°時，不對稱比為2.1 ± 0.64，但由於誤差較大，這項實驗未能充分驗證或反駁該理論。

同年8月，英國卡文迪許實驗室的R.C. 漢娜也進行了類似實驗，並得出結論：觀測到的不對稱比系統性地低於理論預測值。

然而，吳健雄是當時最傑出的實驗物理學家之一，以巧妙而精準的實驗設計而聞名。為消除角相關測量中的潛在誤差，她將一個探測器固定不動，另一個探測器分別設置於0°、90°、180°和270°四個不同的方位角位置；隨後將第二個探測器固定，而旋轉第一個探測器。整個測量過程持續了連續30小時。

最終，在1950年1月1日，吳健雄與沙克諾夫發表了一篇不超過1000字的論文，報告他們的實驗結果：不對稱比為2.04 ± 0.08，理論預測值為2.00。該結果與理論高度一致，標誌着在EPR論文發表近15年後，首次成功實驗驗證了光子糾纏。

科學與歷史交匯的里程碑  吳健雄不僅成功解決了前人實驗中的誤差問題，還將糾纏這一原本抽象的量子概念，首次以高精度實驗方式呈現在世人面前。這封簡短卻意義深遠的論文，不只是光子糾纏的里程碑，也再次凸顯了她在量子物理與實驗方法上的非凡貢獻。

在延續EPR悖論的基礎上，約翰·貝爾（John Bell）於1964年發表了一篇具有里程碑意義的論文，在其中提出了著名的“貝爾定理”。該定理表明，在某些測量情境下，任何局域隱變量理論都無法解釋量子力學的預測結果；因此，這項工作為量子糾纏的實驗檢驗奠定了基礎。

受到貝爾工作的啟發，約翰·克勞瑟（John Clauser）在加州大學伯克利分校擔任博士後期間，設計並實施了用於驗證貝爾定理的實驗。

1975年，克勞瑟訪問哥倫比亞大學時，再次激發了吳健雄對高能伽馬光子角相關的興趣。這些光子正可用於檢驗貝爾定理核心的不等式。

科學意義拓展  從EPR到貝爾定理，再到克勞瑟的實驗，這是一條從哲學疑問走向物理證據的科學旅程。貝爾定理明確揭示了量子力學中的非局域性不是理論漏洞，而是自然界的一種基本特性。吳健雄再次介入這一話題，體現了她持續探索量子世界實驗邊界的熱情與直覺。她此前在糾纏光子測量方面的精準設計為貝爾實驗提供了重要先導基礎。

吳健雄與她的研究生倫納德·卡斯代（Leonard Kasday）和約翰·厄爾曼（John Ullman）合作，開展了一項關於康普頓散射光子的角分布新實驗。實驗中，其中一個探測器可設定為相對於另一個固定探測器的任意方位角。研究人員得出結論：如果能完美地探測高能光子的偏振性，其結果將違反貝爾不等式，因此可直接證明局域隱變量的不存在。這一發現不僅強化了量子力學的預測結果，也推動了關於“局域性”“決定論”以及“現實本質”的持續討論。

🔬 深意挖掘：從光子軌跡到現實哲學  吳健雄的團隊此次嘗試，將糾纏實驗推進至更高能量區段，進一步展示了光子偏振與貝爾不等式之間的衝突。他們的實驗布局——通過改變一個探測器的方位角來探查偏振相關性——預示着一種更主動的測量方式，以最大限度揭示量子世界的非經典特性。

這一努力不僅僅是物理實驗，更是對現實結構的挑戰。它質疑的是，我們所認為的“局域性”與“確定性”是否只是經典思維的幻覺，而量子力學展示的，是一個彼此相連但無法因果分解的宇宙。

022年10月4日，就在布林克（Brink）關於吳健雄實驗重要性發表言論一周后，瑞典皇家科學院宣布將該年度諾貝爾物理學獎授予阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、約翰·克勞瑟（John Clauser）和安東·蔡林格（Anton Zeilinger），以表彰他們“在糾纏光子實驗中確立了對貝爾不等式的違背，並開創了量子信息科學”。

由於吳健雄於1997年逝世，而諾貝爾獎不頒發給已故人物，她無法因早期關於光子糾纏的實驗而被考慮。儘管她曾獲得至少12次諾貝爾獎提名，並在最終獲得諾獎的研究主題中做出過兩項尖端實驗貢獻，吳健雄仍未獲得這一殊榮（參見《Physics Today》2022年9月29日線上文章“Physics Nobel nominees, 1901–70”）。不過，這種遺憾並不削弱她的科學成就。

吳健雄的科學貢獻遠超原子彈的發展。她為對物理宇宙的深刻與精細理解做出了卓越貢獻。“在一個幾乎完全由男性主導的領域中，在大多數門對女性關閉的年代，她以不可戰勝的意志、堅定的決心和對科學探索的專注精神成為開路先鋒，”哥倫比亞大學的埃琳娜·阿普里爾（Elena Aprile）在2022年紀念吳健雄生平與工作的慶典上如此評價。阿普里爾於1986年加入哥倫比亞大學物理系，是繼吳健雄之後加入該系的第二位女性，時間相隔四十餘年。

參考文獻列表  以下是您提供的參考文獻的中文整理與簡介：

1. R. K. Smeltzer，《吳健雄》，原子遺產基金會（2022年）

2. R. H. Howes、C. L. Herzenberg，《她們的陽光時刻：曼哈頓計劃中的女性》，坦普爾大學出版社（2003年）

3. J. Yuan，《發現吳博士》，《華盛頓郵報》，2021年12月13日

4. USPS新聞稿，《“物理學第一夫人”獲得崇高榮譽》，2021年2月11日

5. I. Silva，載於《牛津量子解釋史手冊》，O. Freire Jr. 編，牛津大學出版社（2022年），第29章

6. S. B. McGrayne，《諾貝爾獎女性科學家：她們的生活、奮鬥與重大發現》，第二版，約瑟夫·亨利出版社（1998年）

7. C. S. Wu 等人，《物理評論》105卷，第1413頁（1957年）

8. 國際論壇紀念吳健雄誕辰110周年的錄音與資料可見：C.S. Wu Forum 官方網站

9. M. Frank，《2022年諾貝爾物理獎背後鮮為人知的起源故事》，《科學美國人》，2023年4月1日

10. A. Einstein、B. Podolsky、N. Rosen，《物理評論》47卷，第777頁（1935年）

11. J. A. Wheeler，《紐約科學院年鑑》48卷，第219頁（1946年）

12. M. H. L. Pryce、J. C. Ward，《自然》160卷，第435頁（1947年）

13. H. S. Snyder、S. Pasternack、J. Hornbostel，《物理評論》73卷，第440頁（1948年）

14. E. Bleuler、H. L. Bradt，《物理評論》73卷，第1398頁（1948年）

15. R. C. Hanna，《自然》162卷，第332頁（1948年）

16. C. S. Wu、I. Shaknov，《物理評論》77卷，第136頁（1950年）

17. L. R. Kasday、J. D. Ullman、C. S. Wu，《新物理雜誌B》25卷，第633頁（1975年）