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第330章 拉普拉斯与不掷骰子（第4页）

爱因斯坦质疑道：

在电子通过单缝的时刻，我们能否精确预测它将在底板上何处出现？

如果量子力学只能给出概率，这是否意味着同一初始条件可能导致不同结果，从而违背了因果律？

玻尔对此的回应展示了哥本哈根解释的核心立场：

在电子通过单缝之前，谈论其精确位置是没有意义的；

量子系统在测量前处于各种可能性的叠加态；

测量行为本身会不可逆地改变系统状态。

玻尔强调，经典物理学中的确定性因果概念在量子领域需要重新审视，微观粒子的行为不能简单地用宏观物体的经验来类比。

这场辩论在随后的o年索尔维会议上继续展开。

爱因斯坦提出了更精巧的光子盒思想实验：

一个装有光子的箱子，通过精确测量箱子重量变化（根据e=c）来确定射出的光子能量，同时用时钟记录射时间，从而似乎可以同时精确测量光子的能量和时间，违反不确定性原理。

玻尔经过一夜思考后指出，当箱子在引力场中因射光子而生位移时，根据广义相对论，时钟的快慢会改变，这种变化正好保证了不确定性原理不被违反。

这个回应不仅显示了玻尔对爱因斯坦理论的深刻理解，也戏剧性地表明，爱因斯坦自己的相对论竟成为支持量子力学的重要论据。

epr悖论与量子纠缠的幽灵

年，爱因斯坦与两位年轻同事波多尔斯基和罗森在《物理评论》上表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》的论文，这就是着名的epr悖论。

论文提出了判断物理理论完备性的标准：如果物理实在的每个要素在理论中都有对应物，那么这个理论就是完备的。

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同时，他们给出了物理实在的判据：如果对一个系统进行测量时，能够以oo的确定性预测某个物理量的值，而不以任何方式干扰该系统，那么对应于这个物理量就存在一个物理实在的要素。

epr论文考虑了一个由两个粒子组成的量子系统，这两个粒子在相互作用后分离到很远的距离。

根据量子力学，对其中一个粒子的测量会瞬时影响另一个粒子的状态，即使两者之间已经不可能有经典意义上的相互作用。

爱因斯坦认为这种幽灵般的距作用（spookyace）违背了相对论中任何影响传播度不能过光的基本原则，因此量子力学要么是不完备的（缺少某些隐变量），要么包含了非局域性的奇怪影响。

玻尔对epr论文的回应极具哲学深度。

他重新审视了物理实在的定义，认为测量手段与测量结果是不可分割的整体。

在量子领域，谈论独立于测量方式的物理实在是没有意义的。

两个纠缠粒子虽然空间分离，但仍然构成一个整体的量子系统，对其中一个粒子的测量确实会影响整个系统的状态描述。

这种观点与爱因斯坦坚持的局域实在论（物理实在独立于观测，且影响只能以不过光的度传播）形成鲜明对比。

贝尔定理与实验判决

爱因斯坦与玻尔的争论长期停留在哲学层面，直到年北爱尔兰物理学家约翰·贝尔提出了着名的贝尔不等式，才为这个争论提供了实验检验的可能性。贝尔证明，任何满足爱因斯坦局域隐变量要求的理论都必须遵守某些数学不等式，而量子力学的预测则可以违反这些不等式。

年以来，一系列越来越精密的实验（最着名的是阿兰·阿斯佩克特小组年的实验）表明，量子力学的预测与实验观察相符，而局域隐变量理论的预测则与实验结果相矛盾。

这些实验证实了量子纠缠现象的真实存在，说明量子力学确实允许某种形式的非局域关联，尽管这种关联并不能用于光的信息传递。

这些实验结果意味着，爱因斯坦坚持的局域实在论（物理量在测量前就有确定值，且远距离间不能有光影响）必须被放弃或至少被修正。

自然界在微观尺度上确实表现出比爱因斯坦所希望的更为奇特的特性。用玻尔的话说：那些没有被量子理论震惊的人，是因为还没有真正理解它。

深远的哲学回响

爱因斯坦与量子力学正统解释的争论，其意义远物理学内部的技术性讨论。

这场争论触及了人类认识自然的基本方式，引了一系列深刻的哲学问题：

关于物理实在的本质：是否存在独立于观测的客观实在？

量子态究竟是描述物理实在还是仅仅表征我们的知识状态？

测量过程在物理理论中应该占据何种地位？

关于因果性与决定论：在量子领域，传统的因果概念是否需要修正？

概率在自然定律中扮演着基础性角色还是仅仅反映人类知识的局限？

如果基本物理过程是概率性的，宏观世界的确定性如何从中产生？

关于科学理论的理解：什么是完备的物理理论？

理论应该满足哪些哲学标准（如局域性、实在性、确定性）？数学形式。

问题产生思考，就到着。

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