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  • 1 # 飛賊克斯和康德馬特

    偉大愛因斯坦因為光量子假說獲得諾貝爾獎,可謂是量子力學概念創始人之一,待到玻爾、海森堡、薛定諤、波昂等人建立量子力學大廈之後,他反而懷疑量子力學體系是否能夠全面描述微觀世界,用物理的語言來說就是量子理論是否完備的。這就是EPR悖論的由來,1935年,A. 愛因斯坦、B. 波多爾斯基和N. 羅森提出一個物理問題:量子力學不能客觀地描述微觀物理實在,或者說,量子力學體系是不完備的。這個問題以他們的名字命名,稱之為EPR悖論或EPR佯謬。

    愛因斯坦等人認為,在量子力學理論體系中,並不能找到物理實在所有要素,因為量子論描述粒子空間位置和運動狀態是以機率形式,即一切都不可確切預知,只能預測其可能發生的機率多大。玻爾面對愛因斯坦等人的挑戰立刻撰寫了論文迴應,他指出EPR思想實驗中測量儀器和測量物件其實是一個整體,愛因斯坦等人提出的問題判據本身就是錯誤的,得出的結論自然也就不可靠了。玻爾的模糊迴應並沒有被愛因斯坦接受,反而激起了他的鬥志,兩位頂級物理大師多次在學術場合針鋒相對不斷辯論,吸引了當時整個物理學界的目光。愛因斯坦始終堅信描述客觀物理世界應該是決定論,即一切是可以預知的,量子力學中的機率解釋很難令人接受,用他常說的一句話就是:“我不相信上帝喜歡擲骰子!”

    這場科學大爭論持續多年,不少物理學家為了解決EPR悖論,企圖建立所謂的“量子力學隱參量理論”,即認為量子力學中把波函式模方當做粒子機率只是“權宜之計”,因為真正描述微觀粒子運動狀態的物理參量還沒找到。直到1964年,當時愛因斯坦已經去世9年後,英國物理學家貝爾從隱參量理論成立的前提出發得到一個可供實驗檢驗的不等式,稱作貝爾不等式,即EPR理論的實驗驗證依據。17年以後的1981年,阿斯佩克等人利用糾纏光子開展了實驗,發現貝爾不等式並不成立,確立支援量子力學的統計解釋。至此,人們才放心大膽地用量子力學來研究微觀物理世界。

    EPR悖論的提出和證偽,並非是愛因斯坦犯了科學的錯誤,而是在認識新理論體系中合理的懷疑和大膽的求證。愛因斯坦和玻爾的世紀之爭最終孕育了一個新的物理概念——量子糾纏。我們可以利用處於糾纏態的兩個粒子來遠距離傳輸資訊,由此發展出了量子通訊這一重要物理分支。量子通訊將比常規通訊技術更具有安全性、穩定性和快捷,是未來世界的重要通訊手段。

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