EPR的故事_epr电子顺磁磁体

2019年7月28日12:30:41EPR的故事_epr电子顺磁磁体已关闭评论
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EPR的故事 — 1. 巨人之争1927年九月,在意大利科摩(Como)召开了一次纪念意大利 科学家 Alexaudro Volta(1745-1827)逝世一百周年会议, 许多世界知名科学家应……

EPR的故事_epr电子顺磁磁体1927年九月,在意大利科摩(Como)召开了一次纪念意大利 科学家 Alexaudro Volta(1745-1827)逝世一百周年会议, 许多世界知名科学家应邀参加.

Niels Bohr 在会议中首 度公开地演讲他的互补原理(complementary principle). Bohr 采用了大量的哲学语言来阐释互补原理,使大家感 到震惊与困惑! 当时大多数人对于测不准关系及互补原理 的深刻内涵还不大明了.

事后法国物理学家Eugene Wigner 言道,Bohr 的演讲不会使我们当中任何一位改变对量子 力学的看法. 几个星期后在布鲁塞尔举行的第五届 Solvay Congress, 包括 Bohr, Einstein, Max Born, Ervin Schrodinger, Louis deBroglie, Werner K. Heisenberg 等世界最着名 的科学家都出席了这项盛会. Bohr 在会议中重述了他在 科摩会议上的观点.

由于Einstein 并未参加科摩会议, 这还是他首次听到 Bohr 亲自阐述互补原理和对量子力学 的诠释.Einstein 一直对量子力学的机率解释感到不满, 他曾在写给 Born 的信中提到: “量子力学虽然令人赞叹, 但在我的心中有个声音告诉我, 它还不是那真实的东西…… 我无论如何不相信上帝会在掷骰子!”因此人们急切地想知 道 Einstein 对 Bohr 观点的反应.

本世纪最伟大的两位 科学巨人之间的大战就此揭开序幕. 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.Einstein 的发言立即激起了与会 学者的热烈讨论.

虽然Einstein和Bohr两人都尽量地使用 客气的言词和有礼的态度,尊重自己的对手.但两人一交 锋,就充分显示出问题的尖锐性. 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 量子力学观点, 把理论更进一步向前推进? 然而 Einstein 并不听这一套.他坚信,量子自杀有一个离开知觉 主体而独立存在的客观世界, 是一切自然科学的基础.

为 Einstein立传的作家 A.Pais 回忆道:“有一次和 Einstein 同行,他突然停下来,转身问我是否真的相信,月亮只有 在我去看它的时候才存在?」 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.

然而,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. 这在分析理想实验是十分重要的. Einstein 见单狭缝难不倒 Bohr,第二天又想出了新的实 验.他承认用确定位置坐标的同一系统来精确测量动量是 不可能的,所以他以分开的装置,一个测位置,一个测动 量.

他设计了一个电子通过双狭缝干涉的实验, 当双狭 缝开启时,从屏幕出现的亮点可以知道电子垂直方向的动 量,分别关上其中一个狭缝, 就可以知道电子的确实位置. 然而 Bohr 在仔细思考后发现,如果关上其中任何一个狭 缝,实验的状态就完全改变了.

当双狭缝开启时,即便电 子一个个发射出来,最后仍会在屏上形成干涉条纹.假如 轮流开启一个狭缝, 虽然可以得知电子究竟经过那个狭 缝,但最后却不会再有干涉条纹了.

就这样,这个本来是 Einstein 用来反驳量子力学的理想实验,经由 Bohr 的 解释在今日已成了说明测不准关系和互补原理的标准范 例. 据 Heisenberg 事后回忆,Einstein 往往在吃早饭的时 候告诉 Bohr 他所想出来反驳测不准原理的理想实验.

Bohr 立即着手分析,总是在吃晚饭前,Bohr告诉Einstein,他 的实验是驳不倒测不准原理的.如此接连数日, 甚至使 一些原本怀疑 Copenhagen 解释的科学家,都转而支持 Bohr 的立场了. 会议落幕了.

虽然 Bohr 成功的捍卫了测不准原理和互补 性诠释的无矛盾性,但Einstein并未服输.他坚持:“上 帝并不掷骰子.”这场大战正如火如荼地展开呢!