EPR的故事 — 2. 爱因斯坦光盒

EPR的故事 — 2. 爱因斯坦光盒三年后,第六届Solvay Congress开幕了.各国科学 家都热烈地期待着 Einstein 和 Bohr 之间新的论战. 这次 Einstein 经过了……

EPR的故事 — 2. 爱因斯坦光盒三年后,第六届Solvay Congress开幕了.各国科学 家都热烈地期待着 Einstein 和 Bohr 之间新的论战. 这次 Einstein 经过了三年的深思熟虑,显得胸有成竹. 他在黑板上画了一个盒子,盒上有一个小孔 H,H 可 由快门S来启闭.快门则由盒中的时钟机械置来控制, 小盒的重量是可以测量的.盒中装有一些辐射物质.我 们可以调节快门使得刚好放出一个粒子之后就关闭.透 过时钟,可以精确的量出粒子放出的时间.另外,测量 粒子放出后盒子的重量, 我们也可以知道粒子的质量.经由 E=mc2 的关系式,能 量也可以准确地计算出来.于是违反了△E△t≥h/2π的 测不准关系.这就是着名的 Einstein 光盒(Einsteins box)实验.由于实验根本不涉及观测仪器的问题,根本没 有外来粒子会改变粒子的运动.所以测不准关系破灭了, 因果律和准确性都恢复了.一场新的论战剧性的展开了. 这会儿 Bohr 遇到了严重的挑战,无法马上找到问题的答 案.他喃喃地说,如果Einstein是对的,那物理学就完了. 他和他的同事一夜未眠,检查实验的每一个细节,想要找 出 Einstein 到底错在那里. 经过通宵的奋战之后,Bohr 终于找出了反驳 Einstein 的办法. 第二天,Bohr 也在黑板上画了一个草图.但和 Einstein 不同的是,他给出量称小盒重量的方法.他用弹簧把小盒 吊起来.盒上有一指针,可以沿固定在支架上的标尺移动. 这样就可以读出小盒在粒子跑出前后的重量了.Bohr请大 家回忆 Einstein 的广义相对论中的等效原理. 当时钟在 重力场中发生位移时,它的快慢会发生变化.当粒子跑出 盒子而导致盒子重量变化时,盒子将在重力场中移动一段 距离.这样子读出的时间也会有所改变,因而导出测不准 关系. 这是广义相对论中着名的红位移公式 △T=T△φ/c2 公式表示一个在重力场中移动的时钟,在移过一个位势 差 △φ 时在时间T内时钟快慢的改变.Bohr随即用红位移 公式导出了测不准关系. 这下子Einstein不得不承认Bohr的推论是无懈可击的!他自 己在设计这个理想实验的时候,居然没有考虑到广义相对 论的效应,转基因食品有哪些实为一大疏忽,真是遗憾!Bohr用Einstein的相 对论驳倒了他本人,取得了第二回合的胜利. Bohr 的胜利 获得了大多数物理学家的赞同.Copenhagen 解释也被奉为 是量子力学的正统解释. Einstein 对他的失败欣然接受.还有什么东西比他自己的 理论对他更有说服力呢? 这次论战的结果是Einstein 量子 力学态度的一个转捩点.他意识到在量子力学的形式体系 内是驳不倒测不准原理的.他不再怀疑测不准原理了. 但 他仍然对Copenhagen的诠释持否定的观点.因为量子力学本 身不能证明机率特性是微观粒子本身的属性. Einstein 失 败了,但是并没有被说服.相反的,由于 Einstein 坚持他 的信念, 而把论战提升到更高的境界.并在物理学及哲学 上产生许多新的问题.

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