量子力学(18)

七、EPR佯谬

如果你一次只向双缝发射一个电子,那么你就会在后面电子检测屏上看到一个针尖般的亮点。这说明,电子是以一个粒子的形式到达的。但是,现在我们要问:电子从电子枪出发后,直到显示在检测屏上时,它是如何在两者之间的空间中行进的呢?

哥本哈根的解释认为:

1. 一个电子会同时穿过两条缝。

2. 一个电子在两者之间的空间中是没有任何轨迹的。就是说,一个电子是波函数的,即,一个电子像球状波一样扩散在整个空间中的。

3. 一个电子在“电子枪——检测屏”之间的空间中的位置是不确定的。你只能依靠波函数的相位差去计算出电子存在于哪里的概率。

4. 因为你不能把电子确定到一个有局限的空间内,因此电子的存在是“非局域的”。就是它不局域在某一处,而是无处不在的。

爱因斯坦则认为:

1. 如果你抛掷一枚骰子,虽然一般实验手段无法预测到哪个点数会朝上,但是如果你对整个抛掷的细节了解得足够清楚,那么就一定会预测到每次抛掷的结果。因此,对于电子到底存在于某处不是概率性的,我们之所以没有检测到电子在“电子枪——检测屏”之间行进时的电子轨迹,是因为还有一些隐藏着的规律(隐变量)没有被发现和实验手段还不完备造成的。

2. 爱因斯坦对于“不确定性”原理十分反对,爱因斯坦认为,人们之所以无法对电子的位置和动量同时精准测定,是因为还有一些测量的方法没有被发现。

3. 一个电子存在于何处是有局限性空间的,你不能认为一个电子会同时存在于宇宙空间中的任何一处——即你不能认为一个电子会在宇宙空间中是“非零”的。

因此,在1935年,为了表明自己的立场和反对哥本哈根解释,“爱因斯坦—波多尔斯基—罗森”共同提出了一个悖论,这个悖论就是EPR佯谬。

佯谬的意思是,可由它的真推出它的假。在EPR佯谬中所表达的意思是,如果哥本哈根解释——也就是电子以波的形态扩散在整个空间中——为正确的话,那么在两个电子之间就应该存在所谓的“幽灵般的超距作用”的联系。然而,狭义相对论完全拒绝了超越光速事件的发生,因此,如果有一个方法能证明“不存在幽灵般的超距作用”,那么哥本哈根诠释就是错误的。

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