爱因斯坦（1879年3月14日至1955年4月18日）和他的两位助手鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）（1896年6月29日至1966年11月28日）和内森·罗森（Nathan Rosen）（1909年3月22日至1995年12月18日）

介绍：

在百年历史的量子力学历史中，爱因斯坦发挥了重要作用，不仅是因为他在许多方面提供了灵感，例如，他的思想既是波浪都是波浪和光子云，还激发了de Broglie的粒子波动，而Schrdinger\’sWave方程的启发，还因为他不断地考虑了现有物理机构（包括量子）的量子，而不断提出了量化的量子，这些机构均不可思议地构成了量的量化。

1935年，他和两名助手对量子力学产生了最终的重要打击，并提出了EPR悖论。最终被证明是不正确的，事实证明，这对于量子力学的进一步发展，甚至是量子信息技术的第二次革命都具有重要意义。

|撰写Qu Lijian

本文是对量子力学的反复攻击失败后的最新打击：量子力学是不完整的，也就是说，它无法完全描述物理世界。

后来，本文通常称为“ EPR纸”，该论文的内容称为“ EPR Paradox”。

本文超越了人们对量子力学的怀疑，将对量子力学的一些哲学和投机性理解转化为实验可验证的技术问题，并刷新物理学家的世界观（有一天，新的世界观将传播给所有普通人，就像我们通常接受牛顿机械师所塑造的世界观所塑造的那样）。此外，本文诞生了量子信息科学，并带来了新的工业革命。

EPR论文怎么说？

爱因斯坦一直坚持这种哲学信念：

“物理学应在时空代表现实，而不会受到幽灵和超越距离的影响。”

EPR论文实际上将这一哲学概念转变为特定的科学问题。

EPR论文首先说要确定物理理论是否成功，有两个问题要问：1。是正确的吗？ 2。完成吗？

只有当这两个问题具有积极答案时，物理理论才能成为一个好理论。

该理论是正确的，这意味着它与实验一致。爱因斯坦认为，量子力学已经经历了各种实验验证，这必须是正确的理论。

但是，爱因斯坦认为量子力学不是一个完整的理论。他说，理论完整性意味着物理现实的每个要素都必须在理论中具有相应的部分。

听良好的哲学。但是EPR论文并没有陷入晦涩的哲学讨论，而是提出了“物理真实元素”的标准：

如果系统不以任何方式干扰，我们可以确定性（即概率等于1）的物理数量的值，则存在与此物理量相对应的物理真实元素。

让我给你一个例子来说明。有一个量子科学库，其中包含所有量子科学书籍。我借了一本量子科学书。结果，图书馆员告诉我，我不想在收藏目录中借书。这就像我们可以确定某本书存在并且知道这本书的标题。它具有《量子科学书》的所有必要要素，但在图书馆的目录中找不到。 ——表示目录不完整。

EPR论文首先讨论了量子力学的不完整性，然后提出了一个思想实验来具体反映这一点。

EPR纸假设有两个粒子A和B首先相互作用，然后沿相反方向移开，然后总动量保守，并且相对距离已知。可以同时测量这两个物理量，而不会违反不确定性原则。

等到两个粒子足够远（例如几年之遥），即两个粒子之一被干扰，不会立即影响另一个粒子。这是爱因斯坦（Einstein）的相对性特殊理论所要求的局部假设：光速是速度的上限，事件发生的事件的传播速度不能超过光速，也就是说，它不能立即影响其他地方的事件。

为了根据位置假设来测量粒子A的动量，这种测量行为不会立即影响遥远的粒子B。我们可以根据动量的保护立即确定粒子B的动量，因此粒子B的动量是物理真实元素。

同样，通过测量粒子A的位置，可以根据两者之间的相对距离立即确定粒子B的位置，因此粒子B的位置也是物理真实元素。

换句话说，粒子B的位置和动量既是物理真实元素，并且它们的值在特定测量之前客观地存在。

但是，根据哥本哈根对量子力学的解释，诸如粒子位置或动量等物理量通常在测量——之前没有确定的值，只有一个概率分布。在EPR思想实验中，粒子B可以同时具有一定的位置和动力。

EPR认为，这种矛盾表明量子力学不是一个完整的理论。

不管它们的相距多远，两者都合并在一起。这样的一对粒子是纠缠的颗粒。

对EPR论文的回应

EPR论文发表后不久，爱因斯坦收到了哥本哈根解释的反对者Schrdinger的来信。 Schrdinger在他的信中非常感谢EPR论文，并同意量子力学不完整的结论。 Schrdinger在他的信中还称两个分离的粒子之间的关系为“纠缠”。这是量子纠缠第一次进入科学史阶段。

在Bohr和他的追随者阅读EPR纸之后，他们就像背面的荆棘一样，就像针头和针一样，就像喉咙里的the子一样。

Bohr立即放下了所有工作，全力以赴地发现了EPR论文中的错误。 Bohr检查的越多，他越感受到EPR论文的精致。

EPR论文对Bohr产生了巨大影响。长期以来，他别无选择，只能在办公室里走来走去，喃喃地说：“爱因斯坦……爱因斯坦……”

五个月后，Bohr关于EPR论文响应EPR论文的文章发表在《物理学评论》（Phys.Rev。1935，48，696）中。本文的标题与EPR论文的标题相同，但长度为75。

Bohr同意EPR纸的思想实验中的粒子A和B对距离没有影响，测量粒子A不会立即影响粒子B。但是Bohr认为，粒子A膨胀的测量肯定会以某种方式“影响”粒子B，并且如果没有实验，就无法定义粒子B的“物理真实元素”。如果我们决定构建仪器以测量粒子A的位置和测量位置，我们确实可以确定粒子B的位置，但这消除了测量A的动量，然后获得粒子的动量B的可能性。相反，如果我们决定构建仪器来构建仪器来衡量粒子的位置和衡量A的动量A，则可以衡量A的位置A和衡量位置A的可能性B。

爱因斯坦完全拆除了玻尔的观点，因为玻尔完全否认了本地化并促进了过度的作用。

有人支持爱因斯坦并进一步详细介绍EPR的思想实验吗？

EPR思维实验的简化版本

戴维·约瑟夫·博姆（David Joseph Bohm）（1917年12月20日——1 1992年10月27日）是20世纪最重要的理论物理学家之一，他为量子理论，神经心理学和思想哲学贡献了非正统的思想。他对物理学的众多贡献之一是他对量子理论的因果和确定性解释，即de Broglie-Bohm理论。

1947年，Oppenheimer的学生David Bohm被聘为普林斯顿大学的助理教授，他经常与普林斯顿高级研究所的爱因斯坦讨论量子力学的解释和完整性。

1951年，Bohm提出了EPR思想实验的简化版本。这个简化的版本是，一对总自旋为零的颗粒，每个自旋方向都向上或向下，这是不确定的，但是两个颗粒的自旋必须相反，一旦测量了其中一个，另一个粒子的旋转就立即知道。

Bohm的版本仅涉及一个物理量，该物理量的值仅为两个物理量，而原始EPR涉及两个物理量，位置和动量，并且可以连续重视。但是，Bohm的版本无法判断谁是对的，谁与爱因斯坦和Bohl是错误的。最大的贡献是它促进了进一步的理论分析，并有望开发实际实验以进行验证。

Bohm旋转版EPR悖论思想实验

Bohm看到——EPR纸还指出，更完整的量子理论可能包含隐藏的变量。考虑到这些隐藏的变量，量子力学将消除概率，成为决定性的理论，并可以推断出出现的量子力学。

隐藏的变量理论是什么意思？为了消除量子力学的概率特性，许多物理学家认为也许在微观颗粒中我们不知道的变量。如果添加此变量，则可能不需要使用概率。就像扔硬币一样，如果我们知道所有变量的信息，例如速度，角速度，方向，空气流动时的空气流动.我们可以对硬币降落的结果进行确定的预测。

Bohm确实建立了一种新的量子理论（Phys。Rev.1952，85，166; 180）。

根据Bohm的理论，微观颗粒具有某些位置和动力。粒子的波不是概率波，而是一个称为飞行器波的真实波。 ——这是de Broglie提出的一个概念，指导颗粒的运动，就像一艘木船沿着流动一样。如果您知道显微镜颗粒的初始位置和动量，则可以求解方程并获得颗粒的确切轨迹。但是，我们无法获得粒子的确切初始位置和动量，因此我们无法获得粒子的精确轨迹，并且只能根据初始条件的误差范围对粒子运动进行统计预测。

Bohm的理论是一种非本地理论。无论两个纠缠粒子有多远，它们都通过合并的波函数连接在一起。

Bohm的理论是爱因斯坦需要的完整理论，但它仍然是爱因斯坦不想看到的非本地理论。

Bohm的理论可以解释EPR悖论，测量两个纠缠粒子之一会改变关节波函数，这立即影响由波函数引导的另一个粒子。

Bohm的理论是一种隐藏的变量理论。但是，数学家冯·诺伊曼（Von Neumann）早在1932年出版的《量子力学的数学基础》的书《量子力学的数学基础》就证明了量子力学中没有隐藏的变量，因此Bohm的理论不接受。

冯·诺伊曼（Von Neumann）当时被公认为是最伟大的数学家之一，大多数物理学家只是接受他的主张而没有“寻求麻烦”来检查他的证据。

但是，Bohm开发了一种隐藏变量的理论，当然，他必须仔细检查冯·诺伊曼的证据。他坚信冯·诺伊曼（Von Neumann）的证据是错误的，但没有发现错误。 Bohm认为，冯·诺伊曼（Von Neumann）的证明仅适用于量子系统本身，他的隐藏变量理论还涉及测量工具，这超出了冯·诺伊曼（Von Neumann）证明的应用范围。

冯·诺伊曼（Von Neumann）的作品《上帝掷骰子吗？量子物理史话》中文版本封面

有人发现冯·诺伊曼（Von Neumann）的错误，约翰·贝尔（John Bell）是CERN的理论物理学家。贝尔的全职工作是理论粒子物理和加速器设计。他还从事辅助工作，并从下班回家研究量子力学的基本问题。

约翰·斯图尔特·贝尔（John Stewart Bell）（1928年6月28日至1990年10月1日），英国的北爱尔兰物理学家。最重要的贡献是贝尔在量子力学方面的定理。

1964年，贝尔获得了一年的学术假。他搁置了设计粒子加速器的日常工作，并专注于研究量子力学的基本理论。

最后，贝尔在冯·诺伊曼（Von Neumann）的量子力学中发现了一个漏洞，在隐藏的变量证明中不可能存在，这表明可以建立隐藏的变量理论。

贝尔仔细检查了EPR悖论，并认为问题的核心不是量子力学是否完成，而是爱因斯坦坚信的现实主义和本地化是否可以与量子力学共存。

在分析了Bohm的自旋EPR悖论之后，贝尔获得了数学不平等，现在被称为贝尔定理或贝尔的不平等。如果实验结果违反了贝尔的不平等，则意味着量子力学是正确的，微观世界具有非本地特征，并且必须放弃爱因斯坦提倡的局部现实的推定。相反，如果实验结果符合贝尔的不平等，那么爱因斯坦对本地化的看法是正确的，量子力学不是微观世界的基本理论，并且会退化成未知的局部隐性变量理论的近似值。

贝尔重新设计了Bohm的思想实验，然后得出了他的不平等。

假设有一对纠缠颗粒，总旋转为零。它们彼此远距离之后，测量了两个颗粒的旋转。如果旋转探测器平行放置，即测量两个粒子的旋转。每当检测器之一测量旋转状态时，另一个检测器肯定会记录旋转状态，反之亦然，即两组数据之间的相关性必须为100。

当我们旋转一个自旋检测器时，两个检测器之间的测量方向不再完全平行，并且两个检测器的测量结果之间的相关性也随着两个检测器之间的角度的变化而变化。这种相关性满足了贝尔衍生的不平等，即贝尔不平等。有关这种不平等的详细流行科学介绍，您可以参考Cao Tianyuan最畅销的书《上帝掷骰子吗？量子物理史话》。

许多流行的科学书籍都详细介绍了贝尔的不平等，例如畅销书010-30000

如果可以在实验室中实施此思想实验，并通过精确的测量来验证贝尔给出的不平等是否为真，它可以确定哥本哈根对量子力学的解释中的哪种解释和爱因斯坦的地方主义更接近现实。

实验判断

2022年诺贝尔物理学奖。左：阿兰方面（1947年6月15日- ）；中间：约翰·弗朗西斯·克劳瑟（John Francis Clauser）（1942年12月1日- ）；右：安东·齐林格（Anton Zeilinger）（1945年5月20日- ）

测试铃不平等要求测量设置非常快速，随机切换，以避免粒子之间“通信”。 Croudze的实验不能保证测量设置的快速切换，并且只能计算少量的光子。 ASPE已实现了测量设置的快速切换，但无法随机切换。这种脆弱性已被CAI Linge补偿。

他们测试了贝尔不平等的故事，赛老师将分别介绍它。在这里，我们直接得出结论：贝尔的不平等是不正确的，也就是说，爱因斯坦的当地现实主义是错误的，量子力学是正确的，并且两个事件之间可能会立即产生影响。

这里直接影响的影响是什么？现在可以给出的最清晰的答案是：当前的物理学甚至没有模糊的答案。

结论

1926年左右，量子力学进入了其成熟阶段，爱因斯坦和主流量子力学理论家处于对立之中。反对派的内容不是在方程式中，不是数量，而是哲学。爱因斯坦坚持当地的现实主义，也就是说，事件之间不可能产生超光速的影响，现实与测量无关。

爱因斯坦（Einstein）质疑量子力学的巅峰是EPR论文，这导致了以后的进一步思考和验证工作。最后的实验证明了EPR论文对量子力学的攻击是错误的，并且物理世界不遵循爱因斯坦遵守的当地现实主义。但是，EPR论文留下的遗产是丰富的，不仅促进了对量子力学基础的深入探索，加深了人类对自然本质的理解，还促进了量子信息学的发展和持续的第二量子技术革命。

爱因斯坦对量子力学的持续怀疑证实了哥特索姆·莱辛的话（1729年1月22日，1781年1月22日）：

追求真理比拥有真理更有价值。