三位物理学家，一个令人不安的问题
1935 年，阿尔伯特·爱因斯坦与鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）、内森·罗森（Nathan Rosen）一起发表了一篇简短而锋利的论文，从那以后一直困扰着物理学家。它以三人姓氏首字母为名：EPR 论文，而它提出的难题就是EPR 佯谬。他们不是从外部攻击量子力学的“民科”——他们承认量子力学的预言是有效的。他们的矛头更微妙：他们论证这套理论不可能是全部真相。他们坚持认为，其中一定遗漏了什么。
他们的忧虑直接源自纠缠。取一对处于纠缠态的粒子，使得测量其中一个就能立刻告诉你另一个会怎样。量子理论说，两个粒子事先都没有确定的值——值是在测量时才产生的，而搭档那个的值也随之“咔嗒”一声落定以相互匹配。EPR 觉得这种组合让人无法忍受，于是构建了一个紧凑的小论证，来说明缘由。
逐步拆解这个论证
EPR 的推理建立在两个看似纯属常识的假设上。第一个是定域性：没有任何东西能瞬时影响一个遥远的物体——任何影响都必须穿过空间传播，且不能快过光速。第二个是实在性：如果你能在不扰动物体的情况下，确定无疑地预言一次测量的结果，那么这个结果就是该物体一直以来真实拥有的某种属性。两条都显然到几乎不必明说。请看它们合在一起会做什么。
- 制备一对纠缠粒子，把两个粒子送到相隔数光年之远、分别由爱丽丝和鲍勃运营的实验室。
- 爱丽丝测量她的粒子。由于这一对完美关联，她现在能够完全确定地预言鲍勃的结果——而根本没有碰过鲍勃的粒子。
- 依据实在性：既然爱丽丝能确定地预言鲍勃的结果，且从未扰动他的粒子，那么这个结果一定是鲍勃粒子一项真实的、早已存在的属性。
- 依据定域性：爱丽丝在远方的选择不可能创造出那项属性——它来不及传到鲍勃那里。所以这项属性在两次测量之前就已经存在了。
- 但量子理论坚称，鲍勃的粒子在被测量之前没有确定的值。如果那个值其实一直都在，那么这套理论就把它漏掉了——所以理论是不完备的。
请注意这个陷阱的形状。EPR 给出了一个干净的二选一：要么量子理论不完备（存在它没有描述的、真实的预设值），要么大自然允许遥远地点之间存在鬼魅般的瞬时影响。爱因斯坦觉得第二个分支荒谬，于是选了第一个。这套理论据称遗漏的那些隐藏的、预设的值，正是物理学家如今所说的隐变量——而由于 EPR 假设它们只作定域作用，便叫做定域隐变量。
为什么“佯谬”一词用得很客气
严格说，EPR 并不是一个矛盾——量子力学在这里从不自相抵触。它是量子理论与一种根深蒂固的世界观之间的冲突。EPR 的那种世界观，有时被称为定域实在论，认为世界由具有确定属性的物体构成，而这些物体只通过近距离接触相互影响。EPR 那篇论文其实是一场押注：那幅图景肯定是对的，所以量子力学必定只是一个有用但不完备的近似——就像热力学如果没有底下的原子作支撑就不完备一样。
量子力学的伟大捍卫者玻尔（Bohr）回应说，EPR 那种“物体一直拥有的真实属性”的概念，根本不适用于一个量子系统——当你已经选择以某种特定方式去测量它的搭档时。两个阵营各说各话了三十年。最终打破僵局的，是这样一个领悟：这场分歧远非纯粹的哲学，它会给出你可以在实验室里检验的不同预言——只要你把问题问得足够巧妙。
把这个问题悬而未决地保留着
退一步，感受一下 EPR 听起来有多合理。遥远的东西当然不该瞬时相互影响。一个你能笃定预言的结果当然早就是真实的。这一对孪生直觉——定域性与实在性——是日常物理的基石。EPR 的高明之处，在于揭示出：量子力学若按字面理解，似乎至少违反了其中之一。他们的错误——而这是一个深刻而可敬的错误——在于假设大自然会站在常识这一边。请把 EPR 那个二选一牢牢记在心里：是理论不完备，还是鬼魅般的影响？下一篇将给我们一件工具，去逼大自然作出选择。