理论物理学EPR悖论.docVIP

理论物理学EPR悖论 什么是EPR悖论 1935年 HYPERLINK /view/2398.htm \t _blank 美国《物理评论》的第47、48期上分别发表了两篇题目相同的论文：“物理实在的量子力学描述能否认为是完备的？”在47期上署名的是： HYPERLINK /view/2218.htm \t _blank 爱因斯坦、 HYPERLINK /view/203910.htm \t _blank 波多尔斯基和罗森，在48期上署名的是 HYPERLINK /view/19559.htm \t _blank 玻尔。 EPR是前三位物理学家姓的头一个字母。EPR悖论是这三位物理学家为论证量子力学的不完备性而提出的一个悖论，又称EPR论证或EPR佯谬。这个悖论涉及到如何理解微观物理实在的问题。 爱因斯坦等认为，如果一个物理理论对物理实在的描述是完备的，那么物理实在的每个要素都必须在其中有它的对应量，即完备性判据。当我们不对体系进行任何干扰，却能确定地预言某个物理量的值时，必定存在着一个物理实在的要素对应于这个物理量，即实在性判据。他们认为，量子力学不满足于这些判据，所以是不完备的。爱因斯坦等人认为，量子力学蕴涵着EPR悖论，所以不能认为它提供了对物理实在的完备描述。 面对爱因斯坦等人的反驳，玻尔对EPR实在性判据中关于“不对体系进行任何干扰”的说法提出了异议，认为“测量程序对于问题中的物理量赖以确定的条件有着根本的影响，必须把这些条件看成是可以明确应用‘物理实在’这个词的任何现象中的一个固有要素，所以EPR实验的结论就显得不正确了”。玻尔以测量仪器与客体实在的不可分性为理由，否定了EPR论证的前提———物理实在的认识论判据，从而否定了EPR实验的悖论性质。 应该说，玻尔的异议及其论证是无可非议。可是，爱因斯坦却不承认玻尔的理论是最后的答案。爱因斯坦认为，尽管哥本哈根学派的解释与经验事实一致，但作为一种完备的理论，应该是决定论的，而不应该是或然的、用概率语言表达的理论。 从科学史上看， HYPERLINK /view/2785.htm \t _blank 量子力学基本上是沿着玻尔等人的路线发展的，并且取得了重大成就，特别是通过贝尔不等式的检验更加巩固了它的基础。但是，我们也要看到，爱因斯坦等人提出的EPR悖论，实际上激发了量子力学新理论、新学派的形成和发展。由柳洪平创建。 相关讨论1 作者：西门吹牛 [文章类型:?原创] 1）EPR悖论的大致内容 假定A,B两个电子对形成的总自旋为0的纠缠态，这个纠缠态可以表示为（最多相差一个归一化子）： A(↓)B(↑)+A(↑)B(↓) 这一对电子可以相隔千里，但仍然构成一个纠缠态，可谓“千里共纠缠”。 电子A所在地的观察者对电子A进行观察，如果测得它的自旋向下↓，则这个测量将这个跨度千里的纠缠态坍塌到A(↓)B(↑)，即 A(↓)B(↑)+A(↑)B(↓)?————→?A(↓)B(↑) 这样，这个测量同时使得千里之外的电子B的自旋状态坍塌到↑。 反之，如果对电子A进行测量并且测得它的自旋向上↑，那么这个测量行为使得原来的纠缠态坍塌到A(↑)B(↓)，即 A(↓)B(↑)+A(↑)B(↓)?————→?A(↑)B(↓)? 这样，这个测量同时使得千里之外的电子B的自旋状态坍塌到↓。? 因此，当相隔千里的一对电子A,B构成一个纠缠态时，对电子A进行观察，使得它的自旋状态坍塌到↓时，这个测量在同一瞬间使得千里之外的电子B的自旋状态坍塌到↑。 EPR他们因此而提出的质疑是：对纠缠态中的一个电子进行测量，能够同时引起千里之外的另一个电子的量子态发生坍塌，因而在他们看来，测量行为能够在瞬间影响到千里之外的另外一个电子，使之量子态发生坍塌。他们认为这跟相对论相矛盾，因而他们认为量子力学不完备。 至于后来的Bell不等式的推导，Aspect实验的结果等等，这些我就不说了。 2）对EPR悖论最容易想到的一个错误理解 自EPR悖论提出来之后，引发大量争论。由此而来的多种看法，例如隐变量理论、非局域隐变量理论...我这里也不提。在诸多理解中，有一种庸俗的理解是基于这样的类比： 假如你跟你的一个好朋友分手，各自去远方，为了表示对彼此的怀念，你们把一张100元人民币的钞票撕成两半，你们各人拿一半，但是你们相互事先约好了，你们两人事先并不知道自己拿着的那半张钞票到底是哪一半，而且也不准拿出来看，一直到你们各自去了远方，当你们天各一方时，才能打开看自己的那一半。当你们终于天各一方时，你们俩同时拿出了属于你们各自的那半张钞票，当你看到它属于“这一半”时，你立即就知道，你朋友手上拿到的、因而他此时此刻看到的是“另一半”；反