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1927年和1930年,爱因斯坦两次论战玻尔量子论,都铩羽而归,似乎江郎才尽。但他终究是爱因斯坦,后牛顿时代最强的那个天才。5年磨一剑,爱因斯坦卷土重来。这一次,他带来了一个不朽的思想实验,正是大名鼎鼎的EPR佯谬。这篇论文,短得要命,只有区区4页而已。但是,论文越短,事就越大。当EPR论文横空出世的那一刻,整个物理界都被震撼了。因为这是爱因斯坦的舍命一击,他居然搞出了粒子自旋的思想实验,直指玻尔量子论的核心。量子论认为,在我们没有观察之前,一个粒子的状态是不确定的。

这时,爱因斯坦就出招了——

咱们想象一个大粒子,自旋为0,很快会衰变成两个小粒子A和B,向相反的两个方向飞去。那么,如果A的自旋为上,B的自旋就一定是下,因为他们要保持总体守恒嘛。这很好理解,对吧!OK,假设现在粒子分裂了,两个小粒子飞出去了,按照玻尔量子论,只要我们不观察,这两个小粒子的自旋状态就是不确定的,处于上和下的混合叠加态。我们就让这两粒子飞出去几万光年,然后才开始观察粒子A。根据薛定谔波动方程,A的波函数会在这一瞬间坍缩,随机选择一种自旋状态,比如说上旋。那么,几万光年外的粒子B就肯定立马下旋。

但问题就来了——

几万光年啊,它们是怎么通信来保证A坍缩成上旋的一刹那B就一定会下旋来对应呢?相对论早就定下了规矩,不可能有超过光速的信号传播。那么,就只剩下了唯一的一个不可能的可能——那就是A和B在分离的一刹那,他们的状态就已经确定了。如此一来,量子论的随机性和观测说就扯淡了。

此言一出,玻尔当时就慌了,因为他也解释不了。

爱因斯坦胜券在握,霸气凛然。只可惜,此时的爱因斯坦其实一叶障目,并不知道自己其实是帮量子论搞出了一个最伟大的理论,也就是大名鼎鼎的量子纠缠。

关于爱因斯坦和玻尔等物理天才传奇,是畅销书《上帝掷骰子吗》中的科普。书里,从麦克斯韦的电磁理论,讲到牛顿的经典力学,再到爱因斯坦的相对论,然后普朗克的量子,接着是玻尔的量子论,直到平行宇宙和隐变量理论……

《上帝掷骰子吗》是量子论的入门书籍,豆瓣9.2分趣味科普神作,作者曹天元也是个神人,硬是把枯燥的物理写出了武侠的风格。在《上帝掷骰子吗》里,物理学大佬如玻尔、爱因斯坦、普朗克、薛定谔、海森堡等人,就好像武侠里的绝世高手,以惊艳的理论为武器,创造出了一个波澜壮阔的世界!

原文链接:https://www.toutiao.com/article/7286418773706392124

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