糾纏與非定域性

EPR 佯謬

1935 年,愛因斯坦、波多斯基與羅森發表了一個思想實驗,意在表明量子力學無論多麼成功,對實在的描述都必定是不完備的。他們設想兩個粒子先相互作用、再飛散開來,使它們的位置與動量保持關聯。測量其中一個粒子,你就能確鑿無疑地預言那遠處另一個粒子的某項性質,而根本不必去碰它——於是他們論證道,那項性質必定一直都是真實存在的。

他們的推理建立在兩條被視為顯然的假設上。定域性:你在這裡選擇測量什麼,不可能瞬間影響那邊的物理實在。實在性:如果你能不擾動一個系統就確鑿地預言某個量,那麼這個量就對應著某種真真切切存在的東西。量子力學卻說,那個遠處的粒子在被測量之前沒有確定值——在 EPR 看來,這就留下了一個本應由「隱藏」細節去填補的缺口。

關鍵在於,EPR 並未聲稱量子力學是錯的,只說它漏掉了故事的一部分。幾十年裡,這看起來像是品味或哲學之爭。真正的深刻意外出現在三十年後:約翰·貝爾證明,EPR 的那些假設其實做出了可檢驗的預言——而此後的實驗都站在了量子力學一邊,排除了愛因斯坦所期望的那種「定域且實在」的補全方式。

measure particle A ⇒ outcome of distant B is certain (without touching B)

對遠處的完美預言,使 EPR 論證一個「完備」的理論必須補上隱藏的實在要素。

EPR 常被稱作佯謬,但它其實是一個論證,歷史所審判的是它的前提而非邏輯。它「定域加實在」的假設,正是後來實驗所表明的、自然界並不遵守的那一部分。

又稱
Einstein–Podolsky–Rosen paradoxEPR argument爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬愛因斯坦-波多斯基-羅森佯謬