第三节：也许爱因斯坦和玻尔全都错了

爱因斯坦在提出相对论以后，在1927年和1930年两次索维尔会议上因为量子力学的争议，被以玻尔为代表的哥本哈根派打的灰头灰脸，在物理界丢尽了面子。从此爱因斯坦的后半生就致力于寻找一种统一的理论来试图解释所有相互作用，把宏观相对论与微观量子力学统一起来，哪怕新的理论会否定自己的相对论也在所不惜。爱因斯坦晚年的研究偏离了物理界的大方向，自己研究大统一理论想通过“弱作用，磁场强作用”来简单的解释宇宙，这种努力一直持续到他1955年逝世。

爱因斯坦几十年的努力虽未成功，但却激励了后人。爱因斯坦在创建相对论时就意识到，自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。在索维尔会议上，被玻尔等年轻的天才物理学家打败后，他就着手研究“大统一理论”，试图将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下，从而找到这四种相互作用产生的根源。这一工作几乎耗尽了他后半生的精力，以至于一些史学家断言这是爱因斯坦的一大失误。但是，在爱因斯坦的哲学中，“统一”的概念深深扎根于他的思想中，他越来越确信“自然界应当满足简单性原则”。虽然“大统一理论”没有成功，可是他建立统一理论的理想，却成就了物理学界的另一项革命，以后包括格林、霍金在内的很多顶尖物理学家也走上了追求大统一之路，大统一理论也成为现代物理学的显著标识。

量子纠缠是指具有量子纠缠现象的成员系统，比如两个电子，即使一颗行至火星边，一颗行至地球，如此遥远的距离下，它们仍保有特别的关联性，亦即当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。这种现象导致了“鬼魅似的远距作用”，仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般，似与狭义相对论中所谓的局域性相违背。

也就是说，两个处于“纠缠态”的粒子，无论相隔多远，同时测量时都会“感知”对方的即时状态。那么，对于这种超光速，物理学家的最新测试表明，量子纠缠速度，至少是光速的万倍。

1982年法国物理学家证实，亚原子粒子在向相反方向发射后，在运动时依然可以彼此互通信息。2008年，日内瓦大学的物理学家通过实验发现两个纠缠相互感应的粒子距离能够超过17千米。奥地利科学家蔡林格（AntonZeilinger）甚至在两个相距144千米的岛屿之间观测到光子的量子纠缠现象。

【004】“量子纠缠”示意图。当转动一个粒子，则与它处于纠缠状态的那个，也会相应转动。

我们要搬动一物体，通过亲自动手，或者通过搬运机一类工具，通过收音机可以收听广播等，信号则是通过无线电波传送的。任何事情的变化，都有依据，特定时间与区域，没有任何事情违背这一直觉，我们把这种直觉称为“定域性”。而量子力学中的量子纠缠却表现出一种可以超距发挥作用的效应——两个粒子的行为无需介质即可保持同步，这种效应是非定域的。

爱因斯坦看出了量子纠缠“隔山打牛”中隐藏的问题，并亲笔撰文批驳量子力学，提出EPR谬误现象。在论证中，爱因斯坦等人设想了一个测量粒子坐标和动量的思想实验，后来D．玻姆把它简化为测量自旋的实验：

考虑两个自旋为1/2的粒子A和B构成的一个体系，在一定的时刻后，使A和B完全分离，不再相互作用。当我们测得A自旋的某一分量后，根据角动量守恒，就能确定地预言B在相应方向上的自旋值。由于测量方向选取的任意性，B自旋在各个方向上的分量应都能确定地预言。所以他们认为，根据上述实在性判据，就应当断言B自旋在各个方向上的分量同时具有确定的值，都代表物理实在的要素，并且在测量之前就已存在，但量子力学却不允许同时确定地预言自旋的8个分量值，所以不能认为它提供了对物理实在的完备描述。如果坚持把量子力学看做是完备的，那就必须认为对A的测量可以影响到B的状态，从而导致对某种超距作用的承认。EPR实在性判据包含着“定域性假设”，即如果测量时两个体系不再相互作用，那么对第一个体系所能做的无论什么事，都不会使第二个体系发生任何实在的变化。人们通常把和这种定域要求相联系的物理实在观称为“定域实在论”。

在那个时候，还没有人能够欣然接受“世界上存在真正的物理非定域性”这种可能，爱因斯坦接受不了，玻尔等人也接受不了。

爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在他们的论文中认为，量子力学表现出来的非定域性必定只是一种表面现象，那么量子力学必定漏掉了真实世界的某些方面没有考虑。这个世界必然存在一部分真相，是量子力学没能涉及到的。

玻尔则用何为“真实”的哲学思考加以回应，不过，他也认为“隔山打牛”只是一种表面现象。玻尔经过彻夜思考，写了一封信来反驳爱因斯坦关于EPR谬误的论文，这封信没有针对论文中的具体学术观点进行批驳，反倒用一种含糊其辞、晦涩的文风对“真实”一词的使用和“物理真实的要素”如何定义提出了不同观点。他认为：科学需要的是彻底修正我们对于物理真实的看法，真正的物理非定域性当然是不可能的，这种表面上的非定域性恰好提供了又一条理由，证明我们必须抛弃物理学“探究世界本原”这一陈旧过时的志向。从这里我们可以看出，玻尔对自己的见解具有保守性，不希望继承探索量子世界背后的逻辑。

爱因斯坦相信，如果量子力学是一个完备的理论，我们就能够从量子力学方程中解读出这个世界的“真实图景”，即每时每刻真正存在于我们面前的所有一切。玻尔却指出，我们观测得到的世界才是“真实”世界，哪怕我们观测世界的时候必须透过一块黑色的玻璃。实际上玻尔坚持这种黑暗模糊的视线本身，也跟我们看到的其他东西一样是真实的。

玻尔对一个具体明晰的科学问题给出了一个古怪的哲学回应，更为古怪的是，玻尔的回应居然被奉为理论物理学的信条。自此以后，任何人再花时间来探讨这些问题，都被视为离经叛道。

玻尔的信条更像一个科学界的无赖，更显霸道不容置疑，而爱因斯坦似乎成了一个虔诚求知未来的学生，对于爱因斯坦求解大统一理论，及后来诞生的弦理论等都似乎说明了相对论与量子理论本身的缺陷，也许他们都错了。