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(gè)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(gè)人物一個(gè)比一個(gè)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(gè)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(shí)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(gè)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(gè)裝有發(fā)光物質(zhì)的密封盒子，盒子上開了一個(gè)小洞,，洞口的機(jī)械鐘可以精確控制擋板的開啟時(shí)間,。同時(shí)，盒子懸掛在一個(gè)精密的彈簧秤上,，以測量其質(zhì)量,。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先測量一次盒子質(zhì)量,，然后在短時(shí)間內(nèi)控制開啟快門讓一個(gè)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(gè)實(shí)驗(yàn)中，時(shí)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(shí)間和能量不能同時(shí)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(gè)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(shí)鐘重力方向發(fā)生位移，時(shí)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(shí)間就會因?yàn)檫@個(gè)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(shí)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?！傲孔永碚撘苍S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(shí)，他工作室的黑板上還畫著當(dāng)年愛因斯坦的那個(gè)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(gè)回合,。愛因斯坦在論文中，第一次使用了一個(gè)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”。
