Podolsky-Rosen论点(一)
1935年5月15日,物理审查的问题Albert Einstein与他的两项博士后研究伙伴在高级研究所,Boris Podolsky和Nathan Rosen撰写的一份论文中。 该文章有权“CAN Quantum Mechanical Morecual Reality的描述被认为是完整的?” (爱因斯坦等人。1935)。 一般被称为“EPR”,本文在对量子理论的解释方面迅速成为争论的核心,争论继续。 因影响的影响排名,EPR是物理审查期刊出版的所有论文中的十大。 由于其在量子信息理论的发展中的作用,它也在目前“热”论文的名单附近。 本文的特征在于,两个量子系统以这样的方式相互作用,以便在一定方向上将两个空间坐标连接,并且即使当系统在空间中广泛分开时,它们也是它们的线性电影(在相同方向上)。 由于这种“纠缠”,确定一个系统的位置或动量将固定(分别)(分别)地的位置或动量。 EPR证明了一种将空间分离系统之间的严格相关性的一般引理到拥有明确值。 在此基础上,他们认为一种不能通过波函数保持局部行动的直观条件和量子描述的完整性。 本条目描述了1935年纸的引理和论据,考虑了几种不同的版本和反应,并探讨了所提出的问题的持续意义。
1.可以考虑Quantum的机械描述物理现实综合吗?
1.1设置和史前
1.2文中的论点
1.3爱因斯坦的争论版本
2.一种流行的论点:Bohr的回应
3. EPR的发展
3.1旋转和BOHM版本
3.2钟楼
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相关条目
1.可以考虑Quantum的机械描述物理现实综合吗?
1.1设置和史前
到1935年,对量子理论的概念理解是由Niels Bohr关于互补性的想法的主导。 这些想法以量子域中的观察和测量为中心。 根据BOHR的视图,观察量子物体涉及与影响两个系统的测量设备的无法控制的物理交互。 这里的图片是一个小物体敲入一个大设备。 这在测量仪器上产生的效果是测量“结果”中的问题,因为它是无法控制的,只能在统计上预测。 量子物体经历的效果限制了其他量可以用精度共测量的其他量。 根据我们观察物体的位置时,我们无法控制地影响其动量。 因此,我们无法精确地确定姿势和动量。 同时确定能量和时间的类似情况。 因此,互补性涉及一种无法控制的物理互动的学说,根据BOHR,承载Heisenberg不确定性关系,也是量子理论的统计特征的来源。 (见哥本哈根解释的条目和不确定性原则。)
最初爱因斯坦对量子理论很热情。 然而,到1935年,同时认识到理论的重大成就,他的热情让令人失望。 他的保留是双重的。 首先,他觉得这一理论已经巩固了自然科学的历史任务,以了解自然的重要方面,这些性质与观察者或观察结果无关。 相反,对量子波函数的基本理解(或者,“状态函数”,“状态向量”或“PSI函数”)是它仅处理测量结果(通过出生规则给出的概率)。 理论对在没有观察的情况下可能是真实的,这是沉默的。 如果一个看起来,可能存在法律,甚至是概率的法律,甚至是寻找事情,但没有任何种类的法律,如何独立于一个看起来,将量子理论标记为令人烦恼的人。 其次,量子理论基本上是统计的。 内置于州功能的概率是根本的,与古典统计力学的情况不同,它们不被理解为因细节无知而引起的。 在这种意义上,理论是不确定的。 因此,爱因斯坦开始探测量子理论与毫无预新的歧视和不确定主义有多强烈。
他想知道是否有可能,至少原则上,在没有测量的情况下将某些特性归类为量子系统。 例如,我们可以假设一个原子的衰减在一个明确的时刻发生,即使量子状态功能不暗示这种明确的衰减时间? 也就是说,爱因斯坦开始询问形式主义是否提供了完整的量子系统的描述。 关于系统的所有物理相关的真相都可以衍生自量子态吗? 人们可以提高关于逻辑形式主义的类似问题:是否可以从公理中导出所有逻辑真理(或语义上有效公式)。 完整性,在这种意义上,是与大卫希尔伯特相关的哥廷根数学逻辑学院的中央重点。 (参见希尔伯特的计划。)曾经参加过希尔伯特讲座的Werner Heisenberg接受了关于他自己的矩阵方法对量子力学的完整性问题的问题。 作为回应,BOHR(以及其他同情互补性)不仅是为了对量子理论的描述性充分性,而且还因为它的“终止”,声称担心爱因斯坦的令人担忧和不确定主义的特征。 (参见Beller 1999,第4章和第9章,关于终结和ryckman 2017的言论,第4章,与希尔伯特联系。)因此,互补性成为爱因斯坦的调查目标。 特别是,爱因斯坦对BOHR在测量相互作用的背景下的无法控制的物理效果,以及关于它们在修复波浪函数的解释方面的作用。 EPR的重点是完整性,旨在以特别戏剧的方式支持这些预订。
Max Jammer(1974年,第166-181页)找到了Einstein在1930年SOLVAY会议讨论中提出的思想实验的思考的EPS纸的发展。 (关于EPR和Solvay 1930的更多信息,请参阅Howard,1990和Ryckman,2017,PP。 如果这是可行的,那么似乎挑战海森伯格不确定性关系的无限制有效性,这些关系在能量和时间同时不确定的情况下设立了下限。 (参见不确定性原则的进入,也展示了1949年的Bohr 1949,他描述了1930年会议的讨论。)不确定关系,不仅仅是禁止对共同可衡量的禁止,而是在同时真实的情况下,是一个中央组件在波浪功能的浓烈解释中。 Jammer(1974,第173页)描述了爱因斯坦如何考虑这种实验,并对它的反对意见,演变成不同的光子内实验,允许观察者确定势头或位置光子间接地,在留在外面,坐在盒子上。 Jammer将此与遥远的态度相关联,我们将看到,我们将看到,是EPR纸的核心。 从1932年举行的Carsten(1998)举行了与保罗Ehronfest的相关对应关系,其中爱因斯坦描述了使用通过Compton散射建立的光子的相关性的质量m的间接测量的布置。 爱因斯坦的反思在这里预示着epr的论点,以及注意到一些困难。
因此,在没有实验的情况下,可以在原则上预测M动量或M的势力,任意精确度。 这就是为什么我觉得被迫将客观现实归咎于两者。 但是,我授予它没有逻辑上是必要的。 (1998年举行,第90页)
无论他们的前体如何,在爱因斯坦和他的两个助手,Podolsky和Rosen之间的一系列会议中讨论了对EPR的想法。 Podolsky被委托撰写论文,并于1935年3月向物理审查提交了物理审查,在它到达后的第二天被派出出版。 显然爱因斯坦从未在提交之前检查了Podolsky的草案。 他对结果并不满意。 在看到发布的版本后,爱因斯坦抱怨说,它掩盖了他的核心问题。
出于语言的原因,这篇文章是由Podolsky讨论后写的。 尽管如此,它还没有出现,我最初想要; 相反,所以要说的必要的事情,通过形式主义扼杀了[gelehrsamkeit]。 (来自Einstein到ErwinSchrödinger的信,1935年6月19日。在1996年,第35期)
不幸的是,如果没有参加爱因斯坦的保留,EPR通常被引用以唤起爱因斯坦的权威。 在这里,我们将区分争论Podolsky在文本中的论文中,从1935年的文章中发表的。 我们还将考虑在Bohr对EPR的回复中提出的论点,这可能是最着名的版本,尽管它与其他方式不同。
1.2文中的论点
首先,EP**本涉及两个断言之间的逻辑连接。 一个断言量子力学是不完整的。 另一个断言,不兼容的数量(其运营商不通勤的那些,如位置X的位置和线性动量的X坐标)不能具有同时的“现实”(即,同时实际值)。 作者将这些分解作为第一前提(后来是合理的):其中一个或另一个必须持有。 所以,如果量子力学完成(使第一个断言失败)然后第二个将持有; 即,不兼容的数量不能同时具有真正的值。 他们作为第二个前提(也是合理的),如果量子力学完成,那么不相容的数量(特别是位置和动量坐标)确实可以同时具有实际价值。 他们得出结论,量子力学是不完整的。 结论肯定遵循,因为(如果理论完成),那么人们会产生矛盾。 然而,论证是高度抽象和公式化,即使在其发展的这一点上也可以容易地欣赏爱因斯坦的失望。
EPR现在继续建立两个场所,从讨论完整理论的想法开始。 在这里,他们只提供必要的条件; 即,一个完整的理论“物理现实的每个元素都必须在物理理论中具有对应的对方。” 术语“元素”可以提醒一个马赫,这是一个连接到感觉的中央的技术术语。 (请参阅ernst mach的条目。)在现实元素的EPR中使用也是技术性而是不同的。 虽然它们没有明确定义“物理现实元素”(并且,一个人可能会注意到,元素的语言不是Einstein使用其他地方的一部分),但是在参考确定的物理量(位置,动量等)的值时使用该表达式通过潜在的“真实身体状态”。 图片是量子系统具有为某些数量分配值的实际状态。 有时EPR通过说出有关的数量具有“确定值”,有时“存在与数量相对应的物理现实元素”。 假设我们调整更简单的术语,如果该数量具有明确的值,则会在系统中调用数量; 即,如果系统的实际状态为数量分配值(现实元素“)。 将实际状态与数量分配关联的关系是功能的,因此在没有变化的情况下,分配给数量的值没有变化。 为了获得完整性问题,EPR的初级问题是确定数量是否具有明确的值。 为此目的,他们提供了最小的充分条件(第777页):
如果,不以任何方式扰乱系统,我们可以确定(即,具有等于单位的概率)物理量的值,那么存在与该数量相对应的现实元素。
“现实元素”的这种充分条件通常被称为现实的EPR标准。 通过例证EPR指向那些系统的量子状态是特征的数量。 从标准中遵循至少这些数量具有明确的值; 即,相关的特征值,因为在特征静止中,相应的特征值具有概率,我们可以在不打扰系统的情况下确定(预测确定)。 事实上,从特征斯特替身到特征值来解决一个明确的价值是epr中唯一使用标准。
通过这些术语,易于表明,如果说,如果Quantum系统的位置和动量的值是明确的(是现实元素),则系统的波函数提供的描述将是不完整的,因为没有波函数包含两个元素的对应物。 从技术上讲,没有州功能 - 甚至是一个不当的功能,如Delta函数 - 是一个同时的尖端,适用于位置和动量; 实际上,位置和动量的联合概率在任何量子状态下都没有很好地定义。 因此,它们建立了第一前提:量子理论不完整,或者对于不兼容量,不能同时真实(“确定”)值。 他们现在需要表明,如果量子力学完成,那么不相容的数量可以具有同时实际值,这是第二个前提。 然而,这不容易建立。 事实上,epr继续做是奇怪的。 而不是假设完整性,并且在那种基础上得出的,不相容的数量可以同时具有真正的值,而是简单地设置出来导出后一种断言,没有任何完整性假设。 这种“推导”结果是纸质的核心和最具争议的部分。 它试图表明,在某些情况下,量子系统可以同时为不兼容量(再次用于位置和动量)的同时值,其中它们是明确的值; 也就是说,它们由系统的真实状态分配,因此是“现实元素”。
他们通过绘制标志性思想实验,其变化继续是重要的和广泛讨论的。 该实验涉及两种量子系统,其在空间上彼此间隔偏差,也许相当较远,但是该对的总波函函数链接系统的位置以及它们的线性电影。 在EPR示例中,沿X轴零是零的总线性动量。 因此,如果发现一个系统之一的线性动量(我们可以沿X轴调用Albert)是p,则将发现另一个系统的X-momentum(呼叫IT Niels')是-P。 同时,它们沿X的位置也严格相关,使得确定一个系统在X轴上的位置允许我们推断其他系统沿x的位置。 该纸张构造了用于组合(Albert + Niels)系统的显式波浪功能,即使系统在空间中广泛分开时,也能够体现这些链接。 虽然评论员后来提出了关于这种波函数的合法性的问题,但它似乎保证了空间分离系统所需的相关性,至少片刻(Jammer 1974,PP。225-38;另见Halvorson 2000)。 在任何情况下,可以在其他情况下模拟相同的概念情况,这些情况在机械上明显明确定义量子(参见第3.1节)。
在参数的这一点(第779页)EPR作出了两个关键假设,尽管他们不称呼他们的特别关注。 (对于爱因斯坦的思维中这些假设的重要性,看霍华德1985以及爱因斯坦进入的第5节。)第一次假设(可分离性)是在系统分离时,可能相当甚远,每个都有自己的现实。 实际上,它们假设每个系统保持特征的单独的身份,其特征在于真实物理状态,即使每个系统也与势力和位置相吻的另一个系统也严格相关。 他们需要这个假设来理解另一个。 第二个假设是局部性的。 鉴于该系统相距甚远,本地假设一个系统中的“无实际变化”是对其他系统的测量的直接后果。 他们通过说“在测量时,两个系统不再相互作用”来光泽 请注意,位置不要求在其他系统上的远程测量中直接扰乱大约一个系统的任何内容。 局部性仅规定了远程测量可以直接打扰或改变相对于系统计数为“真实”的内容,这是可分离的保证的现实。 在这两个假设的基础上,他们得出结论,每个系统都可以同时为位置和动量具有明确的值(“现实元素”)。 文中没有对此没有直接的争论。 相反,他们使用这两个假设来展示如何通过对另一个系统进行测量来指定如何将位置和动量特征击到一个系统,从中应遵循现实元素的同时归属。 由于这是纸张的中央和最具争议的部分,因此在尝试代表他们的争论时慢慢地走得慢。
这是一次尝试。 (Dickson 2004分析了一些涉及的模态原则,并建议他批评的一系列论点。Hooker 1972是一个全面的讨论,它识别了若干仿制性不同的方式来实现案例。)局域确认系统的实际状态不受影响遥远的测量。 由于实际状态确定哪个数量是明确的(即,已分配的值),因此该组定量也不受到远程测量的影响。 因此,如果通过测量遥远的伙伴,我们可以确定一定数量是明确的,那么该数量必须一直存在。 正如我们所看到的,现实标准意味着如果系统的状态是该数量的特征,则数量是明确的。 在EPR严格相关性的情况下,测量一个系统触发了导致远处合作伙伴的特征的关节状态的减少。 因此,具有此特征的任何数量都是明确的。 例如,由于衡量艾伯特的系统的势头,导致尼尔斯的势头,尼尔斯系统的势头是明确的。 同样用于尼尔斯系统的位置。 给定可分离性,地方的组合和标准建立了相当普遍的引理; 即,当分离系统上的数量具有严格相关的值时,这些数量是明确的。 因此,尼尔斯系统与艾伯特之间的严格相关性在EPR情况下保证了既然和势头都是明确的; 我。 即,每个系统同时具有明确的位置和动量。
EPR指出,无法同时测量位置和动量。 因此,即使每个可以在明确的测量背景下被证明是明确的,也可以同时既有明确吗? 引理答案“是”。 驱动器的参数是临时性的,逻辑上的函数函数来解除艾伯特队的尼尔斯系统的现实。 因此,在Albert的系统上进行的测量是对应于尼尔斯系统的真实状态但不是确定它们的特征的试验。 因此,即使没有测量艾伯特的系统,也与尼尔斯系统的真实状态相对应的特征仍然存在。 在这些特征中是沿着某种特定坐标方向的尼尔斯系统的明确位置和明确的动力。
在EPR的倒数第二段(第780页)中,他们解决了同时获得了不兼容量的实际值的问题。
事实上,如果一个人坚持认为,只有在可以同时测量或预测时,可以将两个或多个物理量被视为现实的同时元素的结论。 ......这使得[第二个系统上的现实]取决于第一系统上执行的测量过程,这不以任何方式打扰第二系统。 预计无法合理定义现实允许这一点。
EPR暗示在制作“第二系统的现实”的不合理取决于第一个系统上进行的测量过程,这些系统不以任何方式扰乱第二个系统“只是涉及如上所述的局部地位所涉及的不合理性。 因为它是通过需要对那里的单一稳定现实中的尼尔斯系统结合到一个稳定的现实来克服Albert系统的位置和动量测量的位置和动量测量的局部性。 如果我们回忆起爱克斯坦的确认,以获得同步的位置和势头是“不是逻辑上所必需的”,我们可以看到EPR通过一旦假设的一旦假设成为必要的方式。
然后,这里是EPR的关键特征。