爱因斯坦与“EPR疑难” 早在70年前的1935年,爱因斯坦等学者同以玻尔为首的哥本哈根学派,曾就量子力学的有关问题展开一场旷日持久的 世纪性大辩论,物理学史上称之为“EPR疑难或“EPR佯谬”有学者称,正是这种科学学术的辩论,大大地促进了人们对量 子论本质更深刻的认识。也有学者说,21世纪物理学的梦想,是要将广义相对论与量子论统一起来。“EPR疑难ˆ未解难题 是学者们在20世纪留下的学术缺憾,不知上个世纪的梦想在这个世纪能否梦圆? 70年前即1935年,爱因斯坦、波多尔斯基与罗逊,在《物理评论》上发表了一篇重要论文,题为《量子力学对物理实在的 描述是完备的吗》。论文对当时流行的以玻尔为首的量子力学哥本哈根学派观点或日正统量子力学观点,提出根本性的质 疑,从而引发了一场旷日持久的世纪性大辩论。这一质疑就是物理学史上著名的“E( Einstein)P( Podolsky)R( Rosen)疑难。(“ EPR”为爱因斯坦、波多尔斯基、罗逊3人名字的第一个大写字母),也称“EPR佯谬” 今天,人们常常听到一种说法:在这场世纪大争论中,玻尔是胜利者,而爱因斯坦则是失败者。我们要指岀,这种非此即 彼、非是即非的简单判语,是毋视这一大争论对量子物理学发展的巨大贡献的。设想,如果没有这场大争论,怎么会有学者 提出隐参量理论,怎么会出现了Be不等式以及以后一系列以 Aspec(阿斯佩克)为首的精确实验?它们无异议地支持并深 化了正统量子力学观点,同时也开辟了量子信息学等这样一些有广大应用前景的新研究方向。由此看来,无论是玻尔还是爱 因斯坦,都在这场争论中大大促进了量子物理学在纵和横两方面的巨大发展。从这方面说,显然他们都是这场争论的胜利 EPR认为,虽然在微观物理中,量子力学的计算结果能对实验结果提供准确的预言,它的物理基础却是不完备的有待改进 的,这就是著名的“EPR疑难”。 为了解决这一“疑难”,不少理论物理学家企图建立量子力学的隐参量理论,他们认为或许迄今为止,决定微观粒子的决 定性行为的隐参量尚未找到,波函数的统计解释实乃目前一种权宜之计。1964年,在爱因斯坦去世9年以后,英国物理学家 贝尔从隐参量存在和定域性成立出发得到一个可供实验检验的不等式,把一个长期争论不休的理论问题,变成一个可供实验 判决的问题,从而对“EPR疑难、对量子力学的理论基础作出了重大贡献。17年以后,阿斯佩克等人(1981年)利用纠缠 光子对在更一般情况下发现实验并不支持贝尔不等式而支持量子力学的正统解释 看来,似乎可以下结论,由EPR于70年前所引发的这场世纪大争论目前已经有了一个了结,但事实井非如此。例如我 们可以问,谁能回答,处于纠缠态中的粒子之间究竟存在一种什么性质的关连?或相互作用? 物理过程的时空描述是万能的吗?隐参量的失败明确告诉我们量子力学中的跃迁( tlansition或波函数坍缩显然不可能 是一种时空过程,那么所谓非时空过程又是什么?它不受定域场论的约束,可以不遵守相对论,它是什么? 看来,虽然目前我们可以说一系列的精密实验支持了量子力学的正统解释,但“EPR疑难”中揭露出的正统量子力学的一 些老大难的深层次基本问题依然存在,这不禁使我们想起著名理论物理学家费曼的一句名言(1965年):“我确信没有人能 懂得量子力学。” 难道不是吗!不正是爱因斯坦、波多尔斯基和罗逊使我们懂得了我们在哪些方面还不懂得量子力学! 看来,量子力学还有待完善,有待发展,也许在它与广义相对论的统一过程中,人们会看到新量子力学的一线曙光
爱因斯坦与“ EPR 疑难” 早在 70 年前的 1935 年，爱因斯坦等学者同以玻尔为首的哥本哈根学派，曾就量子力学的有关问题展开一场旷日持久的 世纪性大辩论，物理学史上称之为“ EPR 疑难”或“ EPR 佯谬”。有学者称，正是这种科学学术的辩论，大大地促进了人们对量 子论本质更深刻的认识。也有学者说， 21 世纪物理学的梦想，是要将广义相对论与量子论统一起来。“ EPR 疑难”未解难题 是学者们在 20 世纪留下的学术缺憾，不知上个世纪的梦想在这个世纪能否梦圆？ 70 年前即 1935 年，爱因斯坦、波多尔斯基与罗逊，在《物理评论》上发表了一篇重要论文，题为《量子力学对物理实在的 描述是完备的吗》。论文对当时流行的以玻尔为首的量子力学哥本哈根学派观点或曰正统量子力学观点，提出根本性的质 疑，从而引发了一场旷日持久的世纪性大辩论。这一质疑就是物理学史上著名的“ E(Einstein)P(Podolsky)R(Rosen) 疑难”。（“ EPR” 为爱因斯坦、波多尔斯基、罗逊 3 人名字的第一个大写字母），也称“ EPR 佯谬”。 今天，人们常常听到一种说法：在这场世纪大争论中，玻尔是胜利者，而爱因斯坦则是失败者。我们要指出，这种非此即 彼、非是即非的简单判语，是毋视这一大争论对量子物理学发展的巨大贡献的。设想，如果没有这场大争论，怎么会有学者 提出隐参量理论，怎么会出现了 Bell 不等式以及以后一系列以 Aspect( 阿斯佩克 ) 为首的精确实验？它们无异议地支持并深 化了正统量子力学观点，同时也开辟了量子信息学等这样一些有广大应用前景的新研究方向。由此看来，无论是玻尔还是爱 因斯坦，都在这场争论中大大促进了量子物理学在纵和横两方面的巨大发展。从这方面说，显然他们都是这场争论的胜利 者。 EPR 认为，虽然在微观物理中，量子力学的计算结果能对实验结果提供准确的预言，它的物理基础却是不完备的有待改进 的，这就是著名的“ EPR 疑难”。 为了解决这一“疑难”，不少理论物理学家企图建立量子力学的隐参量理论，他们认为或许迄今为止，决定微观粒子的决 定性行为的隐参量尚未找到，波函数的统计解释实乃目前一种权宜之计。 1964 年，在爱因斯坦去世 9 年以后，英国物理学家 贝尔从隐参量存在和定域性成立出发得到一个可供实验检验的不等式，把一个长期争论不休的理论问题，变成一个可供实验 判决的问题，从而对“ EPR 疑难”、对量子力学的理论基础作出了重大贡献。 17 年以后，阿斯佩克等人（ 1981 年）利用纠缠 光子对在更一般情况下发现实验并不支持贝尔不等式而支持量子力学的正统解释。 看来，似乎可以下结论，由 EPR 于 70 年前所引发的这场世纪大争论目前已经有了一个了结，但事实并非如此。例如我 们可以问，谁能回答，处于纠缠态中的粒子之间究竟存在一种什么性质的关连？或相互作用？ 物理过程的时空描述是万能的吗？隐参量的失败明确告诉我们量子力学中的跃迁（ tiansition) 或波函数坍缩显然不可能 是一种时空过程，那么所谓非时空过程又是什么？它不受定域场论的约束，可以不遵守相对论，它是什么？ 看来，虽然目前我们可以说一系列的精密实验支持了量子力学的正统解释，但“ EPR 疑难”中揭露出的正统量子力学的一 些老大难的深层次基本问题依然存在，这不禁使我们想起著名理论物理学家费曼的一句名言（ 1965 年）：“我确信没有人能 懂得量子力学。” 难道不是吗！不正是爱因斯坦、波多尔斯基和罗逊使我们懂得了我们在哪些方面还不懂得量子力学！ 看来，量子力学还有待完善，有待发展，也许在它与广义相对论的统一过程中，人们会看到新量子力学的一线曙光