在EPR的假想陳述中, 以古典物理思維來說, 完全無懈可擊. 在兩粒子系統中,「我們可以獲得粒子精確的位置和動量」. 這結論直接違反測不準原理, 挑戰量子力學的根本, 量子力學家如何應對呢? 這裡牽涉到雙方對宇宙本質的基本信念與認知的差異. 回顧這段精彩的科學哲學論戰, 對於我們對宇宙本質的理解, 非常有幫助.
EPR論文開頭便直指宇宙的客觀實在:「任何有意義的物理理論, 必須能夠區分: 獨立於任何理論之外的客觀實在, 與理論中所使用的物理觀念.」, 這句話在科學哲學上, 是何等分量!「任何真實存在的東西, 在一個完整的物理理論中, 都必需有其對應元素.」針對這兩句鏗鏘有力的論述, 量子力學家真是疲於奔命. (作者認為EPR這兩句話, 真是千斤之重, 有非常正面的價值, 並且在日後(21世紀)指引量子力學回答此兩句話, 以解釋量子的本質. 這是後話.)
玻爾也非省油的燈, 當時即指出EPR以古典物理思維提出關於「物理實在」的觀念模糊不清,「不以任何方式擾動該系統」這句話的陳述, 含意不明. 量子力學家承此, 以操作型定義, 明白指出量子思維考慮的是系統條件態. 系統條件態是一種科學哲學, 先簡單的說明. EPR認定「兩粒子系統中, 兩個粒子有絕對相關的位置和絕對相關的動量, 並且預設可以同時精確測量.」玻爾直指這個假設就是錯的. 這跟「單一粒子有絕對的位置和絕對的動量, 並且可以同時精確測量.」的陳述同出一個思考模式. 對於單一粒子, 先測量位置, 再測量動量; 與兩粒子系統, 先測量A的位置, 再測量B的動量, 是同一回事. (哇~ 這兒, 要對玻爾提出敬意~ 他對量子力學的科學哲學, 了解深刻呀, 不輸愛因斯坦. 要知道, 當他提出這個見解時, 科學界還不了解量子糾纏.)
但是, 這怎麼說得通呢? 對於單一粒子, 測量了位置, 就會擾動該粒子的動量. 而對於兩粒子系統, 測量A的位置, 並不會擾動B的動量呀? 這就是EPR的見解, 不過錯就錯在這裡. 引用大衛玻姆的話說, 只要兩個實體結合起來, 形成一個獨立系統, 這個結合就是不可切割/分解的. 古典思維認為, 每個過程都可以無限分解成確定時空域內的各個部份的處理方法失效了. 對於兩粒子系統, 測量A的位置, 會擾動A的動量, 也同時會擾動B的動量, 這就是量子力學所謂系統條件態的觀念, 呵呵, 這裡隱藏著非局域性影響. (這兒, 同樣要對玻姆敬佩, 他的這番陳述, 引出了量子糾纏這塊領域.)
[深度討論] 依據操作定義, 一個粒子的條件態, 完全陳述粒子的製備和過程的細節. 用科學哲學的話說, 系統的條件態, 使我們選擇並決定(觀察者選擇)對這個系統實施測量時, 所能得到的結果. 哲學的話很拗口難懂, 白話的說, 選擇了製備/觀察方法, 也就決定所能得到的結果, 結果是由製備/觀察方法決定. 如果我們製備一組處於相同態/相關態的粒子, 這個態有著精確的位置(它不能同時有著精確的動量), 但是如果我們不測量位置, 而是選擇測量動量, 那麼我們就會得到一串不同的數據. 相反的情形, 如果我們製備的是一組有著精確動量的粒子, 當我們選擇測量位置, 我們的結果便遵守不確定原理, 會得到不同的位置數據. 對於這兩種不同態的系統, 我們不能把它們綜合在一起, 要求它同時有著精確的位置和動量. 不過這個系統態的選擇(觀察者選擇), 可以是一個延遲選擇(也就是說我們可以延遲選擇位置或者動量). 這個兩種態的糾結系統, 而可以延遲選擇的現象, 我們稱為量子糾纏, 它是一種非局域性的糾纏. 也就是說, 當兩粒子系統產生時, 例如電子和正子, 它們的位置和動量, 是共軛物理量, 需遵守不確定原理. 但這個不確定性, 卻可以在兩粒子相距遙遠進行測量時, 才發生. 這個因延遲選擇而產生非局域現象, 很玄奇, 是量子系統的特性, 也就是這個緣故, 以古典物理思維的認知, 實在無法想像, 愛因斯坦完全不買帳. (就連玻爾當時, 也並不完全清楚,
因此在辯論時, 似乎落了下風.) 後面看量子糾纏怎麼說.
後話: 因此EPR推論的錯誤, 在於基本信念與認知上的錯誤.
古典物理所認識的宇宙, 常識的宇宙, 在量子力學世界中, 並不正確. 波粒二象性和延遲選擇, 我們已經見識過了, 量子糾纏是其中之最. 而將位置與動量這種物質屬性, 認為是客觀實在, 是物質本性, 是認知上的根本錯誤. 物態的客觀實在/物質本性, 在下一篇文章中, 有精彩解說.
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