485、自信就是敢於讓你最強大的反對者的聲音在風中飄；思想實驗

《 E P R 問題 之二》

（4）愛因斯坦用一個『測量粒子位置和動量』的思想實驗來說明量子力學是不完備的

愛因斯坦等人設計了一個測量雙粒子位置和動量的思想實驗。在思想實驗中，愛因斯坦設想有一個不穩定粒子，衰變成2個小粒子（A和B），2個小粒子，各自向相反方向跑去。

假設準確測量出粒子A的位置，則由於粒子A與粒子B之間相隔很遠，測量粒子A不會攪擾到粒子B，於是粒子B的位置就有可能準確地預測出來，類似地，假設準確測量出粒子A的動量，則由於測量粒子A不會攪擾到粒子B，粒子B的動量也可以準確地預測出來。E P R論文，認為粒子都是物理實在性要素，都能分別測量相隔遙遠的2個粒子的準確位置和動量。結論是E P R認為，量子力學不滿足理論上的定域性和實在性原則，所以量子力學是有缺欠和不完善的。雖然數學計算和實驗結果，能證實量子力學的種種預言，但愛因斯坦仍然認為，量子力學的物理基礎不完備。

3、「E P R思想實驗」簡化版--粒子自旋版本

如前述，E P R原文所舉思想實驗，是關於一個雙粒子位置和動量的實驗，或許是因為這個例子有些抽象，並且它的數學表述十分繁複。所以，在1951年，經美國的玻姆把E P R原文所舉的思想實驗，簡化為『粒子自旋版本』。這是因為粒子沿磁場軸自旋，是可以用特定儀器測量出來。所以，後來人們對「E P R」問題的討論，也比較喜歡用玻姆的簡化版本。波姆改用粒子自旋來描述原來論文的意思，如下面2幅圖所示：

這個版本測量的是粒子沿著特定軸的自旋，而不需要測量其位置和動量。

假設一個π介子（介子是由一個『夸克』和一個『反夸克』組成的複合粒子），

衰變成一個電子與一個正電子。這2個經過衰變的粒子，各自向著相反方向飛離：

（1）「電子」飛離到區域A，在那裡的觀察者（叫「愛麗絲」），她會觀測到電子沿著某特定軸在自旋；

（2）「正電子」飛離到區域B，在那裡的觀察者（叫「鮑勃」），鮑勃會觀測到「正電子」的相關性質。

為遵守「動量守恆」規律 ，這兩個粒子，會保持自旋相反的關係，即：A區域的粒子自旋向上，B區域的粒子自旋就必定向下；反之亦然。於是可以說，這兩個粒子構成了粒子的「糾纏態」。根據某種守恆定律，這2個粒子永遠是「左、右」相互關聯的。

以上是介紹波姆的粒子自旋版本。

下面是兩派觀點對粒子自旋版本的討論：

（1）量子論認為，只要不去探測，

每個粒子旋轉的方向是不確定的：

處在一種或左、或右的「疊加混合態」。

但是，只要去探測，A、 B的「疊加態」，

便會在一瞬間坍縮了，

比如說，A隨機地選擇「左」旋，

因為守恆，B就必定會「右」旋。

於是，問題就來了：

這就是，在被觀測的瞬間，

A和B已相隔遙遠了，

譬如說，已相隔「幾萬光年」了

【光年，指光在一年飛跑的距離，約94000億公里】，

即便如此，它們也能心心相通，

做到及時互通信息，

使得B，能夠知道A在那一瞬的狀態。

它們怎麼能做到及時互通信息使得B，

能夠知道A在那一瞬的狀態呢？

（2）另一派，愛因斯坦說，

除非有超距瞬時信號（心靈感應等）

來往於兩個粒子之間？！

但是，這種超距的（巫術般的）作用，

是違背經典物理和違背相對論原則的，

因之，EPR作者得出結論：

波爾等人對量子論的解釋是不完備的。

通過以上介紹，我們看到，E P R對實在性的理解是：

如果兩個對象之間，不加上物理的力，那麼，

在一個對象上發生的事，是不可能『干擾』另一個的。

比如，愛麗絲和鮑勃對「粒子」的觀察:

愛麗絲不可能以光速飛向鮑勃的粒子，

即愛麗絲不可能對鮑勃王國的事施加物理影響！

在愛因斯坦看來，物理對象的「實在性」是具有「可分離性」的

（也就是具有「定域性」：作用力或信息的傳遞不能超過光速）。

物理學家知道，A和B 都有50%的概率自旋向上，

或者有50%的概率自旋向下，

一旦對粒子A實施觀測，發現它自旋向上，

那麼，粒子B就應是自旋向下。

信奉經典物理學的人就會問：

B怎麼知道它應該自旋向下呢？

自從衰變那刻起，它們在時空已相距遙遠了啊？

兩物之間的相互作用或信息聯繫，至少需要1秒鐘，

在這1秒內，A作為一枚量子，已自旋向上了，

而B於此瞬間，還不知怎麼行動呢！

E P R作者認為，如果按照玻爾的說法，

觀測不僅決定A粒子的狀態，還必須決定B粒子的狀態，

那麼就說明在兩個粒子間，會建立某種聯繫

（某種不需要時間的幽靈般的超距作用），

這也就違反了定域性、實在論以及相對論原則了。

就是說，E P R論文認為，

玻爾不承認『觀測』與『對象』的可分離性，

否認物理個體的可分離性，就是否認物理對象的實在性。

如果退一步說，認為量子力學是完備的,

那麼人們就得被迫承認，對A的測量可以影響到B的狀態，

這就會導致承認幽靈般的超距作用，

而這是違背相對論原則的。

相對論認為，能量或信息傳遞的速度不能超過光速。謝謝。

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