玻爾和愛因斯坦是好朋友，兩人都是量子力學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人,，但他們對量子理論的詮釋卻各執(zhí)己見,，毫不退讓,。玻愛之爭有三個回合值得一提,，第一回合發(fā)生在1927年的第五屆索爾維會議上,。那是一場物理學(xué)界的群英會,。會議合影里的29人中,，有17人獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。玻愛之爭的雙方人馬旗鼓相當(dāng),。玻爾的哥本哈根學(xué)派在人數(shù)上占優(yōu)勢,，但對手這邊三個人物一個比一個分量重：德布羅意、薛定諤,、愛因斯坦,。
在正式會議階段，玻爾和哥本哈根學(xué)派對量子理論的解釋占了壓倒性優(yōu)勢,。愛因斯坦的質(zhì)疑通常在正式會議之外提出,，而兩派人馬的辯論和交鋒，則大部分發(fā)生在每天會前會后的餐桌上,。愛因斯坦的出發(fā)點(diǎn)是經(jīng)典力學(xué)中的三個假設(shè)——守恒律,、確定性、局域性,。一般來說,，在守恒律方面爭議不大。但海森堡提出的不確定性原理違背了確定性的假設(shè),，這是愛因斯坦所不能忍受的,。海森堡1925年發(fā)現(xiàn)電子的運(yùn)動實(shí)際上并無軌跡可言，因?yàn)殡娮拥奈恢煤蛣恿坎豢赡芡瑫r被確定：位置的不確定性越小,，動量的不確定性就越大,，反之亦然。海森堡由此提出不確定性原理,。愛因斯坦的觀點(diǎn)可以用其名言“上帝不擲骰子”來概括,，即世界的本質(zhì)不是隨機(jī)的，與經(jīng)典力學(xué)的觀點(diǎn)一致,。那些看起來無法解釋的隨機(jī)現(xiàn)象,，是因?yàn)橛猩形窗l(fā)現(xiàn)的“隱變量”，一旦我們找出了這些隱藏著的變量,，隨機(jī)性就不復(fù)存在了,。然而，哥本哈根學(xué)派認(rèn)為,，微觀世界的隨機(jī)性是內(nèi)在的,、本質(zhì)的，并沒有什么隱藏得更深的隱變量,，有的只是“波函數(shù)坍縮”到某個本征態(tài)的概率,。最后直到會議結(jié)束，兩派仍然各執(zhí)己見,，誰也沒有被對方說服,。三年后的第六屆索爾維會議上，兩派人馬再次華山論劍。愛因斯坦提出了他著名的“光子盒”思想實(shí)驗(yàn),。實(shí)驗(yàn)裝置是一個裝有發(fā)光物質(zhì)的密封盒子,，盒子上開了一個小洞，洞口的機(jī)械鐘可以精確控制擋板的開啟時間,。同時,，盒子懸掛在一個精密的彈簧秤上，以測量其質(zhì)量,。實(shí)驗(yàn)開始時,，先測量一次盒子質(zhì)量，然后在短時間內(nèi)控制開啟快門讓一個光子逸出,，當(dāng)快門關(guān)閉后,，再測量一次質(zhì)量。設(shè)盒子所減少的質(zhì)量為m,，光子的能量即E=mc2,。愛因斯坦認(rèn)為，在這個實(shí)驗(yàn)中,，時間由機(jī)械鐘控制測量,，光子的能量可通過彈簧秤測量質(zhì)量差得到，兩者獨(dú)立進(jìn)行,，互不干涉,，理論上都可準(zhǔn)確測量。以此來說明時間和能量不能同時準(zhǔn)確測量的不確定性原理是不成立的,，玻爾一派的觀點(diǎn)不正確,，量子力學(xué)不自洽。愛因斯坦的光子盒實(shí)驗(yàn),，當(dāng)場讓玻爾啞口無言,。但是只過了一個晚上，玻爾用愛因斯坦自己的廣義相對論,，指出了光子盒實(shí)驗(yàn)的缺陷,。玻爾指出：光子跑出后，掛在彈簧秤上的盒子質(zhì)量變輕,，即會上移,，根據(jù)廣義相對論，如果時鐘重力方向發(fā)生位移,，時鐘的快慢會發(fā)生變化。這樣一來,，盒子里的機(jī)械鐘讀出的時間就會因?yàn)檫@個光子的跑出而發(fā)生改變,。換言之，使用這種裝置，如果要測定光子的能量,，就不能精確控制光子逸出的時刻,。愛因斯坦被玻爾的回?fù)趔@得目瞪口呆，自此以后,，便放棄了從不確定性原理這一方面來攻擊量子力學(xué)的想法,。“量子理論也許是自洽的,，”他說,，“但至少是不完備的?！?/span>玻爾那晚也的確被愛因斯坦的“光子盒”問題擾得心神不安,，日后多年他仍然一直耿耿于懷。據(jù)說,，在玻爾1962年去世時,，他工作室的黑板上還畫著當(dāng)年愛因斯坦的那個光子盒。1933年第七屆索爾維會議,，愛因斯坦未能出席,，因?yàn)樗患{粹趕出了歐洲，剛剛準(zhǔn)備接受美國普林斯頓高等研究院的教授職位,。沒有愛因斯坦在場,，德布羅意和薛定諤都不喜歡與人辯論，所以這一年的索爾維會議上,，玻爾的哥本哈根學(xué)派唱了一場獨(dú)角戲,，一切安好。終于在1935年,，愛因斯坦,、波多爾斯基和羅森在《物理評論》（Physics Review）雜志上發(fā)表了他們共同署名的論文。愛因斯坦設(shè)想出著名的“EPR佯謬”（E,、P,、R分別代表論文的三位作者）。這算是他與玻爾一派論戰(zhàn)的第三個回合,。愛因斯坦在論文中,，第一次使用了一個超強(qiáng)武器，后來被薛定諤命名為“量子糾纏”,。
▍背景簡介：本文摘自公眾號“光子盒”,。
