Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (fly), 信区: Physics
标  题: EPR的故事 -- 2. 爱因斯坦光盒
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Jul  7 15:22:40 2002) , 转信

发信人: yzl (yzl), 信区: Physics
标  题: EPR的故事 -- 2. 爱因斯坦光盒
发信站: 放鹤亭站 (Sat Nov 17 19:30:02 2001)

发信人: bigbull (老文), 信区: Physics
标  题: EPR的故事 -- 2. 爱因斯坦光盒
发信站: 武汉白云黄鹤站 (Mon Nov  8 05:30:16 1999), 站内信件

三年后，第六届Solvay Congress开幕了．各国科学
家都热烈地期待着 Einstein 和 Bohr 之间新的论战．
这次 Einstein 经过了三年的深思熟虑，显得胸有成竹．
他在黑板上画了一个盒子，盒上有一个小孔 H，H 可
由快门S来启闭．快门则由盒中的时钟机械置来控制，
小盒的重量是可以测量的．盒中装有一些辐射物质．我
们可以调节快门使得刚好放出一个粒子之后就关闭．透
过时钟，可以精确的量出粒子放出的时间．另外，测量
粒子放出后盒子的重量，
我们也可以知道粒子的质量．经由 E=mc2 的关系式，能
量也可以准确地计算出来．于是违反了△E△t≥h/2π的
测不准关系．这就是著名的 Einstein 光盒(Einstein's
box)实验．由于实验根本不涉及观测仪器的问题，根本没
有外来粒子会改变粒子的运动．所以测不准关系破灭了，
因果律和准确性都恢复了．一场新的论战剧性的展开了．
这会儿 Bohr 遇到了严重的挑战，无法马上找到问题的答
案．他喃喃地说，如果Einstein是对的，那物理学就完了．
他和他的同事一夜未眠，检查实验的每一个细节，想要找
出 Einstein 到底错在那里． 经过通宵的奋战之后，Bohr
终于找出了反驳 Einstein 的办法．

第二天，Bohr 也在黑板上画了一个草图．但和 Einstein
不同的是，他给出量称小盒重量的方法．他用弹簧把小盒
吊起来．盒上有一指针，可以沿固定在支架上的标尺移动．
这样就可以读出小盒在粒子跑出前后的重量了．Bohr请大
家回忆 Einstein 的广义相对论中的等效原理． 当时钟在
重力场中发生位移时，它的快慢会发生变化．当粒子跑出
盒子而导致盒子重量变化时，盒子将在重力场中移动一段
距离．这样子读出的时间也会有所改变，因而导出测不准
关系． 这是广义相对论中著名的红位移公式 △T=T△φ/c2

  公式表示一个在重力场中移动的时钟，在移过一个位势
差 △φ 时在时间T内时钟快慢的改变．Bohr随即用红位移
公式导出了测不准关系．

这下子Einstein不得不承认Bohr的推论是无懈可击的!他自
己在设计这个理想实验的时候，居然没有考虑到广义相对
论的效应，实为一大疏忽，真是遗憾!Bohr用Einstein的相
对论驳倒了他本人，取得了第二回合的胜利． Bohr 的胜利
获得了大多数物理学家的赞同．Copenhagen 解释也被奉为
是量子力学的正统解释．

Einstein 对他的失败欣然接受．还有什么东西比他自己的
理论对他更有说服力呢? 这次论战的结果是Einstein 量子
力学态度的一个转捩点．他意识到在量子力学的形式体系
内是驳不倒测不准原理的．他不再怀疑测不准原理了． 但
他仍然对Copenhagen的诠释持否定的观点．因为量子力学本
身不能证明机率特性是微观粒子本身的属性． Einstein 失
败了，但是并没有被说服．相反的，由于 Einstein 坚持他
的信念， 而把论战提升到更高的境界．并在物理学及哲学
上产生许多新的问题．

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