epr悖论以及由此产生的讨论

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1、EPR悖论以及由此产生的讨论光信息科学与技术0310324哈特0310327解康文0310321杜潜峰什么是EPR悖论？1935年美国《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：爱因斯坦、波多尔斯基和罗森，在48期上署名的是玻尔。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

2、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。玻尔的反击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

3、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，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

4、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。哥本哈根学派的意见在20世纪20年代，丹麦著名物理学家玻尔在哥本哈根理论物理研究所以其严谨的治学作风、尊重他人首创精神的领导作风，吸引了大批对量子物理学有着基本相同的理解的科学家，成为当时世界上力量最雄厚的物理学派．诸如，海森伯、泡利、狄拉克等年轻的物理学家都先后在这里工作着，其中，玻尔对海森伯提出的测不准关系非常赞赏．1927年9月在意大利科漠召开的国际物理学会议上，玻尔提出了著名的“互

5、补原理”，从哲学上对测不准关系加以概括，用以解释量子理解的基本特征——波粒二象性．这一著名的互补原理，被称之为量子力学的哥本哈根解释爱因斯坦与玻尔的历史性论争20世纪最伟大的两位物理学家阿尔伯特•爱因斯坦和尼尔斯•玻尔对于量子力学的创立与发展，都做出了重大的贡献．有趣的是，在1927年9月科漠国际物理会议上，当玻尔正式提出了他有名的“互补原理”之后，受到了爱因斯坦的强烈反对．从此，这两位同时代、同行业的科学巨星，直到他们死去之前，共进行了近40年具有浓厚哲学色彩的大争论．论战的第一阶段1927年科漠会议上玻尔提出“互补

6、原理”，对量子力学第一次作了互补解释，玻尔是这样认为的：量子力学理论是一种以能量为动量的统计守恒为基础的纯几率观点，量子力学的规律具有统计性质．并且，他主张在量子物理中应当抛弃因果性和决定论的概念，而代之以互补原理．1927年10月，第五次索尔维国际物理学讨论会在布鲁塞尔召开，爱因斯坦在会上发言，第一次在公开场合下对量子力学的发展表示不满．他反对抛弃严格的因果性和决定论的概念，坚持基本理论不应当是统计性的，他认为在几率解释的后面应当有更深一层的关系，应当能够揭示微观世界的因果性联系，所以他在会议上支持德布罗意的导波理

7、论．Einstein起来发言，表示赞同量子力学的系综(ensemble)机率解释。deBrodlie-Schrodinger波不是代表单个粒子，而是代表分布在空间中的一个粒子系综。理论所提供的信息是关于这个过程的系综的，因此不赞成量子力学是描述单一过程的完备理论。Bohr极力地想说服Einstein：难道不就是你第一个突破古典物理的框架，提出相对论和光的量子理论吗?难道不就是你首先在1905年提出光的波粒二象性思想的吗？不就是你将机率的概念引入来解释辐射问题的吗？像你这样一个量子物理的开拓者，难道不应该进一步接受更新的

8、量子力学观点，把理论更进一步向前推进？VS第一回合Einstein企图用一些理想实验来反驳测不准原理。首先，他设计了一个让电子通过单狭缝绕射的实验，认为这个实验可以提供一个精确的时空坐标，同时又能提供对此过程中能量和动量交换平衡的详细说明。Bohr很快的指出，他不能避免在测量时仪器对电子的干扰，即电子与狭缝边缘的相互作用。这在分析