关于量子力学完备性的争论(2)

玻尔的论证是如此地有力，使爱因斯坦不得不放弃自己的看法，承认量子力学在理论是自洽的，海森伯的测不准原理是合理的。以后爱因斯坦就转而论证量子力学理论的不完备性。1935年，爱因斯坦与波多尔斯基(B.Podolsky)以及罗森(N.Rosen)合作，三人联名发表《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》一文，提出：“波函数所提供的关于物理实在的量子力学描述是不完备的，”表示相信，会有比量子力学更充分的描述。他们通过理想实验提出一个著名的悖论，人称EPR悖论。
     他们的论点是，完备理论的必要条件应该是：物理实在的每一要素在理论中都必需具有对应的部分，而要鉴别实在要素的充分条件则应是：“不干扰这个体系而能够对它作出确定的预测。”量子力学中一对共轭的物理量，按照海森伯的测不准原理，精确地知道了其中一个量就要排除对另一个量的精确认识。对于这一对共轭的物理量，在下面两种论断中只能选择一个：或者认为量子态ψ对于实在的描述是不完备的；或者认为对应于这两个不能对易的算符的物理量不能同时具有物理的实在性。玻尔立即以同一题目作答。他认为：物理量本来就同测量条件和方法紧密联系，任何量子力学测量结果的报导给我们的不是关于客体的状态，而是关于这个客体浸没在其中的整个实验场合。这个整体性特点保证了量子力学描述的完备性。以爱因斯坦为代表的EPR一派和以玻尔为代表的哥本哈根学派的争论，促使量子力学完备性的问题得到了系统的研究。1948年爱因斯坦对这个问题又一次发表意见，进一步论证量子力学表述的不完备性。
     1949年，玻尔发表了长篇论文，题为《就原子物理学的认识论问题和爱因斯坦商榷》，文中对长期论战进行了总结，系统阐明了自己的观点。而爱因斯坦也在这一年写了《对批评者的回答》，批评了哥本哈根学派的实证主义倾向。双方各不相让，论战持续进行，直到爱因斯坦去世后，玻尔仍旧没有放下他和爱因斯坦的争议，甚至在他去世的前一天，还在思考这个问题。他在办公室黑板上画的最后一张图，就是爱因斯坦1930年提出的那个光子箱。
     一代科学伟人，他们既是严肃论战的对手，又是追求真理的战友，争论时不留情面，生活中友谊真诚，这样的事例在科学史中实在难得。1953年，玻姆(D.Bohm)提出隐参量理论，也认为哥本哈根学派的量子力学只给微观客体以统计性解释是不完备的。他提出有必要引入一些附加的参量，以便对微观客体作进一步描述，这些新参量就叫隐参量。1965年，贝尔(J.Bell)在定域性隐参量理论的基础上，提出了一个著名的关系，人称贝尔不等式，于是有可能对隐参量理论进行实际的实验检验，从而判断哥本哈根学派对量子力学的解释是否正确。
     从 70年代初开始，各国物理学家先后完成了十几项检验贝尔不等式的实验。大家主要从三个方面来进行实验，一是从原子级联辐射的两个光子的偏振关联分析，一是从电子偶素湮没所产生的两个γ光子的偏振关联分析，再就是质子−质子散射的自旋关联分析。这些实验结果的大多数都明显地违反了贝尔不等式，而与量子力学理论预言的相符。但也有几个实验满足贝尔不等式。应该指出，即使实验证明贝尔不等式不成立，也不能认为对爱因斯坦−玻尔争论作出了最后裁决。目前这场论战还在进行之中，未有最后结论。