功亏一篑的爱因斯坦物理实在论

   范洪义 

       1935年爱因斯坦等三人(EPR)发表的论文《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》中给出实在性判据：要是体系不受干扰，就可确定地预言一个物理量的值，那么对应此物理量，存在着物理实在的一个对要素。另一是完备性判据：在一种完备的理论中，物理实在的每一个要素在物理理论中都有一个对应物。

       EPR举例说，一个粒子由于其内力作用而分裂成两个粒子背向运动，经过足够长时间，相距已经遥远。按常理，对粒子1做精确测量，粒子2也不知被测量的物理量是哪一个，即是说，对粒子1的测量根本不会干扰到粒子2。然而，`悖论'来了：两个粒子的相对坐标算符X₁-X₂和其总动量P₁+P₂算符是可交换的，是可以被同时精确地测量的。按照量子力学的基本常识，鉴于[X₁-X₂,P₁+P₂]=0,位置之差以及两粒子动量和是物理实在量，故而会存在一个两粒子态，只要测量了粒子1的位置X₁就可推出粒子2的位置X₂；同样，知道了粒子1的精确动量P₁就可推出粒子2的P₂; 换言之，对第一个粒子的测量能够确定地预言第二个粒子的相应的物理量而又不干扰该粒子，按照实在元素的判据应该承认它们是同时实在的。然而，这显然与哥本哈根的代表海森堡不确定原理相悖。因此，爱因斯坦认为由波函数所提供的关于现行量子力学的描述是不完备的。爱因斯坦在给爱泼斯坦的信中，曾明白地写道："我自己从一个简单的理想实验出发得到了这些思想。"

       回避这个矛盾的途径是：注意上述已假定1与2粒子在分离之后相距很远，即对1的测量不影响到2的状态，这就是所谓的定域性原理，否则就是幽灵般的超距作用。如果想使哥本哈根解释继续有效，就必须得承认对1的观测会即时影响2的状态，否则哥本哈根解释就失效了。即是说，非得要承认这幽灵般的超距作用（超光速）存在，违背因果律，这就是量子纠缠。

       为了说得更精确性，爱因斯坦还为这个理想实验构思了1-2粒子组合系统的态由如下的波函数表示

ψ(x₁,x₂)=∫_{-∞}^{∞}e^{((2πi)/h)(x₁-x₂+x₀)p}dp <label>1</label>

这里x₀是一个常数。显然这是在二维坐标表象中态矢量ψ的波函数，至于ψ是什么态，EPR文章中没有说，也没有给出具体形式。可是不少后继文章的作者拿这个态作为量子隐形传态所需的的连续变量EPR对，它为接受方Bob和发送方Alice所共享。

       我们在这篇文章中指出，这种连续变量的EPR对是理想的态矢量，并不能在物理上实现。目前实验物理学家所做的EPR对不可能是连续变量型的纠缠对。因为爱因斯坦等三人的思想实验构思的1-2粒子组合系统波函数所对应的态矢量是非物理实在。要知道光写出波函数是不够的，因为波函数只是相应的量子态的某个表象（例如在坐标表象中）。本文作者有幸通过自学发明了有序算符内的积分理论，构建了连续变量的纠缠态表象，可以正确无误地导出此态，即[X₁-X₂,P₁+P₂]的共同本征态，并算出其归一化为奇异的Delta函数，量子态是否归一是决定它是否实在的一个重要考量，这说明EPR文中关注的量子态是非物理的，即实验上不能实现的态，㧱这个态来说因果律好比是叶公好龙，因为龙并不存在。换言之，爱因斯坦所说的"鬼魅般的超距作用"就测量两粒子坐标和动量而言并不存在。

       遗憾的是，爱因斯坦等三人自己提出了物理实在说，但是他们的理想实验构思的1-2粒子组合系统的态矢量确是一个非物理实在。爱因斯坦物理实在论是功亏一篑，他们只是从物理可观察与否来定义物理实在，而忽略了从物理态是否存在的角度来定义物理实在。