Paradoks EPR
Paradoks EPR jest wczesną i silną krytyką mechaniki kwantowej. Albert Einstein i jego współpracownicy, Borys Podolsky i Nathan Rosen, powiedzieli, że Niels Bohr, Werner Heisenberg i inni naukowcy w Kopenhadze mylą się co do niepewności. Heisenberg twierdził, że nigdy nie można było poznać, ani razu, zarówno pozycji, jak i pędu (lub prędkości, lub trajektorii) jakiejkolwiek cząstki wielkości atomu lub mniejszej. Chodziło o to, że te dwie cząstki nie mogą być mierzone w tym samym czasie i że jak tylko jedna zostanie zmierzona, nastąpi zmiana i nie otrzymasz tej samej odpowiedzi dla drugiej, którą otrzymałbyś, gdybyś ją najpierw zmierzył. Einstein i jego grupa powiedzieli, że Heisenberg powinien przemyśleć to jeszcze raz. Przypuśćmy, że miałeś dwie bardzo małe cząstki. Zmierzyłeś wagę każdej z nich, a następnie skleiłeś je razem. Dałeś im trochę popchnąć. Potem coś je rozerwało. Powinny mieć obie pozycje i prędkości, które były ze sobą powiązane. Więc jeśli zmierzyłeś pozycję jednej z nich, to nawet jeśli założyłeś, że Heisenberg miał rację i nie mógłeś mieszać jej prędkości w procesie pomiaru, na pewno nie oznaczało to, że nigdy nie miała określonej prędkości. Na dowód, Einstein powiedział, że można by następnie zmierzyć prędkość drugiej cząstki, a ponieważ wszystko było matematycznie powiązane, można by wtedy znać prędkość pierwszej cząstki.
Był jeden sposób, w jaki Heisenberg mógł mieć rację, powód, dla którego Einstein uważał, że to nonsens: Co by było, gdyby pomiar pozycji pierwszej cząstki pomieszał prędkość drugiej cząstki. To byłoby jak magia. Jak ktokolwiek mógłby wytłumaczyć taki wpływ? Przypuśćmy, że te dwie cząstki odchodziły bardzo szybko i minęło sporo czasu. Jeśli coś, co stało się z pierwszą cząstką, w jakiś sposób wpłynęło na drugą, to jej wpływ musiałby być szybszy niż prędkość światła, co jest niemożliwe. Fizycy tacy jak Erwin Schrödinger sugerowali, że być może relacja w pozycji i prędkości po prostu stopniowo jakoś odejdzie. Schrödinger nazwał połączenie między tymi dwiema cząstkami (i cokolwiek podobnego, co stało się z innymi rzeczami) "splątaniem".
"Upiorne działanie na odległość", jak nazwał to Einstein, jest jednym ze sposobów na zrozumienie tego paradoksu. Einstein nie mógł wiedzieć, że przyszłe eksperymenty pokażą, że splątanie istnieje. W końcu John Stewart Bell pokazał matematycznie, że nie ma sposobu na to, aby ukryte zmienne mogły odpowiadać za wyniki eksperymentów, które pokazują splątanie.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest paradoks EPR?
O: Paradoks EPR to wczesna i silna krytyka mechaniki kwantowej wysunięta przez Alberta Einsteina, Borysa Podolskiego i Nathana Rosena. Twierdzili oni, że Niels Bohr, Werner Heisenberg i inni naukowcy w Kopenhadze mylili się co do niepewności.
P: Co twierdził Heisenberg?
O: Heisenberg twierdził, że nigdy nie można znać w jednym czasie zarówno położenia, jak i pędu (lub prędkości czy trajektorii) jakiejkolwiek cząstki wielkości atomu lub mniejszej. Uważano, że pomiar jednej z nich spowoduje zmianę drugiej, więc nie można ich mierzyć w tym samym czasie.
P: Jak Einstein odpowiedział na to twierdzenie?
O: Einstein stwierdził, że jeżeli dwie bardzo małe cząstki zostaną sklejone ze sobą po zmierzeniu ich wagi, a następnie poddane pchnięciu przed ponownym rozerwaniem, to ich pozycje i prędkości powinny być ze sobą powiązane. Dlatego jeżeli zmierzy się położenie jednej cząstki, to nawet jeżeli przy tym pomyli się jej prędkość, to i tak przed pomiarem musiała mieć ona określoną prędkość.
P: Jakie wyjaśnienie tego paradoksu zaproponował Erwin Schrödinger?
O: Erwin Schrödinger zasugerował, że być może związek pomiędzy położeniem i prędkością będzie się stopniowo rozchodził; nazwał ten związek pomiędzy dwoma cząstkami "splątaniem". Einstein określił to zjawisko jako "upiorne działanie na odległość".
P: Czy Einstein wierzył w istnienie splątania?
O: Nie, Einstein nie mógł wiedzieć, że przyszłe eksperymenty wykażą istnienie splątania.
P: Kto matematycznie udowodnił istnienie splątania?
O: John Stewart Bell wykazał matematycznie, że nie ma możliwości, aby ukryte zmienne mogły tłumaczyć wyniki eksperymentów wskazujące na istnienie splątania.
