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第37部分(第2/4 頁)

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的味道,實在不討人喜歡。貝爾想要的是一個確定的,客觀的物理理論,他把自己描述為一個愛因斯坦的忠實追隨者。

畢業以後,貝爾先是進入英國原子能研究所(AERE)工作,後來轉去了歐洲粒子中心(CERN)。他的主要工作集中在加速器和粒子物理領域方面,但他仍然保持著對量子物理的濃厚興趣,在業餘時間裡密切關注著它的發展。1952年玻姆理論問世,這使貝爾感到相當興奮。他為隱變數理論的想法所著迷,認為它恢復了實在論和決定論,無疑邁出了通向那個終極夢想的第一步。這個終極夢想,也就是我們一直提到的,使世界重新回到客觀獨立,優雅確定,嚴格遵守因果關係的軌道上來。貝爾覺得,隱變數理論正是愛因斯坦所要求的東西,可以完成對量子力學的完備化。然而這或許是貝爾的一廂情願,因為極為諷刺的是,甚至愛因斯坦本人都不認同玻姆!

不管怎麼樣,貝爾準備仔細地考察一下,對於德布羅意和玻姆的想法是否能夠有實際的反駁,也就是說,是否真如他們所宣稱的那樣,對於所有的量子現象我們都可以拋棄不確定性,而改用某種實在論來描述。1963年,貝爾在日內瓦遇到了約克教授,兩人對此進行了深入的討論,貝爾逐漸形成了他的想法。假如我們的宇宙真的是如愛因斯坦所夢想的那樣,它應當具有怎樣的性質呢?要探討這一點,我們必須重拾起愛因斯坦昔日與玻爾論戰時所提到的一個思想實驗——EPR佯謬。

要是你已經忘記了EPR是個什麼東西,可以先複習一下我們史話的8…4。我們所描述的實際上是經過玻姆簡化過的EPR版本,不過它們在本質上是一樣的。現在讓我們重做EPR實驗:一個母粒子分裂成向相反方向飛開去的兩個小粒子A和B,它們理論上具有相反的自旋方向,但在沒有觀察之前,照量子派的講法,它們的自旋是處在不確定的疊加態中的,而愛因斯坦則堅持,從分離的那一刻起,A和B的狀態就都是確定了的。

我們用一個向量來表示自旋方向,現在甲乙兩人站在遙遠的天際兩端等候著A和B的分別到來(比方說,甲在人馬座的方向,乙在雙子座的方向)。在某個按照宇宙標準時間所約好了的關鍵時刻(比方說,宇宙歷767年8月12日9點整,聽起來怎麼像銀英傳,呵呵),兩人同時對A和B的自旋在同一個方向上作出測量。那麼,正如我們已經討論過的,因為要保持總體上的守恆,這兩個自旋必定相反,不論在哪個方向上都是如此。假如甲在某方向上測量到A的自旋為正(+),那麼同時乙在這個方向上得到的B自旋的測量結果必定為負(-)!

換句話說,A和B——不論它們相隔多麼遙遠——看起來似乎總是如同約好了那樣,當A是+的時候B必定是-,它們的合作率是100%!在統計學上,拿稍微正式一點的術語來說,(A+,B-)的相關性(correlation)是100%,也就是1。我們需要熟悉一下相關性這個概念,它是表示合作程度的一個變數,假如A和B每次都合作,比如A是+時B總是-,那麼相關性就達到最大值1,反過來,假如B每次都不和A合作,每當A是+是B偏偏也非要是+,那麼(A+,B-)的相關率就達到最小值-1。當然這時候從另一個角度看,(A+,B+)的相關就是1了。要是B不和A合作也不有意對抗,它的取值和A毫無關係,顯得完全隨機,那麼B就和A並不相關,相關性是0。

在EPR裡,不管兩個粒子的狀態在觀測前究竟確不確定,最後的結果是肯定的:在同一個方向上要麼是(A+,B-),要麼是(A-,B+),相關性是1。但是,這是在同一方向上,假設在不同方向上呢?假設甲沿著x軸方向測量A的自旋,乙沿著y軸方向測量B,其結果的相關率會是如何呢?冥冥中一絲第六感告訴我們,決定命運的時刻就要到來了。

實際上我們生活在一個3維空間,可以在3個方向上進行觀測,我們把這3個方向假設為x,y,z。它們並不一定需要互相垂直,任意地取便是。每個粒子的自旋在一個特定的方向無非是正負兩種可能,那麼在3個方向上無非總共是8種可能(把每個方向想像成一根爻,那麼組合結果無非是8個卦)。

x y z+ + ++ + …+ … ++ … …… + +… + …… … +… … …

對於A來說有8種可能,那麼對於A和B總體來說呢?顯然也是8種可能,因為我們一旦觀測了A,B也就確定了。如果A是(+,+,-),那麼因為要守恆,B一定是(-,-,+

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