判据是一个物理量还是数值？

EPR论证并没有质疑量子力学的正确性，它质疑的是量子力学的不完备性，量子力学不能预测物体的确切性质，只能预测物体的统计性质，不能存在单独量子系统，只能描述一个系综的量子系统。或许在不久的未来，物理学家会想出更完备的量子理论。但是，这论文是建立于貌似合理的假设——局域论与实在论（局域实在论）的基础之上。简略解释，局域论不允许“鬼魅般的超距作用”，实在论主张，月亮依旧存在，即使无人赏月。在学术界里，这些假设引起强烈的争论，特别是在两位诺贝尔物理学奖得主爱因斯坦与玻尔之间。EPR论文表明，假若局域实在论成立，则可以推导出量子力学的不完备性。在那个时期，很多物理学家都支持局域实在论，但是，局域实在论这条假设是否站得住脚还是一个严峻的问题。1964年，物理学者贝尔发表贝尔定理，证明这个假设与量子力学的预测不相符。专门检验贝尔定理所获得的实验结果，证实与量子力学的预测相符合，同时证实局域实在论不成立。量子力学无法同时确切预测量子粒子的位置与动量。EPR悖论对于这论点给出强烈挑战。类似挑战也可延伸至其它物理性质对偶。EPR论文表示，任何成功的物理理论必须满足以下两个条件：物理理论必须正确无误。物理理论必须给出完备的描述。对于第一个条件，物理理论是否正确，决定于物理理论预测符合实验检验结果的程度。在这方面，量子力学的预测与实验检验结果之间，并没有什么明显的差别。量子力学似乎正确无误。EPR论文主要聚焦于第二个条件，EPR论文对于“完备性”这术语给出必要条件（完备性判据）：物理实在的每个要素都必须在物理理论里有其对应的要素。换句话说，一个完备的物理理论必须能够准确描述物理实在的每个要素。EPR论文又对于“物理实在的要素”这术语给出充分条件（实在性判据）：假设在对于系统不造成任何搅扰的状况下，可以准确地预测（即以等于1的概率）一个物理量的数值，则对应于这物理量存在了一个物理实在的要素。EPR论文接着开始描述，先前相互作用的两个粒子，在分离之后的物理性质。EPR论文推论出位置、动量都是物理实在的要素，都能够分别预先决定粒子B的准确位置、准确动量。但是，这违背了量子力学的不确定性原理，因为位置算符与动量算符不对易，无法同时确定粒子B的位置与动量。因此，对于位置和动量，量子力学无法给出对应的理论要素。EPR论文断言，量子力学对于物理实在的描述并不完备。EPR论文最后这样说：“我们已指明波函数不能对于物理实在给出完备性描述，在这同时，我们暂且搁置关于这描述是否存在的问题，然而我们相信，这种完备性的理论可能存在。”局域论与实在论，合称为“局域实在论”。EPR作者借着EPR思想实验来指出局域实在论与量子力学完备性之间的矛盾，这论述就是所谓的“EPR悖论” 。1951年，D·玻姆提出了玻姆版本的EPR悖论，又称为“EPRB悖论”，B是玻姆英文原文的第一字。这个版本测量的是粒子沿着某特定轴的离散自旋，不需要测量位置与动量这两个连续变量。使用施特恩-格拉赫仪器，可以很容易的测量出粒子沿着磁场轴的自旋。假设一个零自旋中性π介子衰变成一个电子与一个正电子。这两个衰变产物各自朝着相反方向移动。电子移动到区域A，在那里的观察者会观测到电子沿着某特定轴的自旋；正电子移动到区域B，在那里的另一个观察者也会观测到正电子的相关性质。这两个纠缠粒子共同形成了零自旋单态，是两个直积态的叠加。假若不做测量，则无法知道这两个粒子中任何一个粒子沿着z轴的自旋，根据哥本哈根诠释，这个变量并不存在。这个单态具有旋转不变性，对于任意取向参考轴，它保持同样的性质。这个单态的两个粒子相互反关联，测量延着u轴的自旋，假若电子自旋为+1/2，则正电子自旋为－1/2，假若电子自旋为－1/2，则正电子自旋为+1/2。量子力学不能预测到底是哪一组数值，但是量子力学可以预测，获得任何一组数值的概率为50% 。局域性原理表明，物体只能直接地被毗连区域发生的事件所影响，遥远区域发生的事件只能以某种不超过光速的传递方式间接地影响此物体。初看之下，这句话似乎很合理，因为它是狭义相对论的结果。根据狭义相对论，信息传播的速度绝不会比光速更快，否则会违背因果性，也就是说，在某种参考系可以观测到信息以逆时间方向传播，后果会早于前因发生。任何理论，假若违背了因果性，则会造成逻辑悖论，这个理论无法成立 。但是，经过多次论证，物理学家发现，量子力学的描述违背了局域性原理，例如，波函数坍缩或全同粒子对称化都是非局域性行为，但这描述并没有违背因果性 。不论测量轴为何，获得+1/2的概率为50%，获得－1/2的概率为50%，这是完全随机的结果。在区域B 的只能做一次测量，这是因为不可复制原理不允许将移动到区域B的正电子加以复制为成千上万个正电子，然后测量其中每一个正电子的自旋，再分析获得的统计分布结果。这样，对于所能够做的一次测量，获得+1/2的概率为50%，获得－1/2的概率为50%，不论其测量轴是否与第一次测量相同。既然量子力学的描述并没有违背因果性，是否可以放松局域性原理的条件，将信息传递的速度限制为有限速度，可能低于光速，也可能高过光速？在EPR思想实验里，假设测量电子沿着z轴的自旋，则根据量子力学的哥本哈根诠释，单态会以有限速度坍缩为量子态 I 或量子态 II 。假设在坍缩抵达区域B之前，测量正电子沿着z轴的自旋，则获得+1/2的概率为50%，获得－1/2的概率为50%，而在坍缩抵达区域B之后，正电子与电子分别沿着z轴的自旋相反，这违背了角动量守恒定律，所以，量子态不能以有限速度坍缩，而是在瞬时之间完成坍缩。局域性原理对于物理直觉相当具有吸引力，是狭义相对论的基础，EPR作者不愿意轻易将其放弃。爱因斯坦甚至将非局域性量子行为嘲讽为“鬼魅般的超距作用”，这是他不能相信量子力学的主要原因之一，他认为物理理论应该不存在任何鬼魅般的超距作用。从反方面来看，量子力学的非局域性行为意味着在某种状况下，狭义相对论可能需要修正。设想测量电子沿着z轴的自旋，可能会得到两种结果：+1/2或－1/2，假若得到+1/2，则根据量子力学的哥本哈根诠释，单态坍缩为量子态 I ，随后，假若另一人测量正电子沿着z轴的自旋，会得到－1/2的概率为100%；类似地，假若测量的结果为－1/2，则单态坍缩为量子态 II ，随后另一人会测量得到+1/2。因此，通过测量电子沿着z轴的自旋，可以准确地预测正电子沿着z轴的自旋，并且完全不会搅扰到正电子。按照实在性判据，对于测量正电子沿着z轴的自旋，必定存在物理实在的要素Ωz。当然，选择z轴并没有任何特别意义，自旋单态也可以表示为以x轴为参考轴的两个量子态的叠加态：测量电子沿着x轴的自旋，假若获得的结果为+1/2，则随后另一人会得到－1/2；假若获得的结果为－1/2，则随后另一人会得到+1/2；因此，通过测量电子沿着x轴的自旋，可以准确地预测正电子沿着x轴的自旋，并且完全不会搅扰到正电子。按照实在性判据，对于测量正电子沿着x轴的自旋，必定存在物理实在的要素Ωx。Ωz、Ωx都是物理实在的要素，都能够分别预先决定正电子沿着z轴、x轴的自旋SZ、SX。但是，这违背了量子力学的不确定性原理，因为SZ、SX不对易，无法同时确定正电子沿着z轴、x轴的自旋SZ、SX，所以，对于SZ、SX，量子力学同样无法给出对应的理论要素，因此量子力学对于物理实在的描述并不完备 。不论沿着哪一个轴测量，都会得到相反的结果。这只能解释为两个粒子以某种方式连结在一起。一个可能是，它们在生成时，就沿着每一个轴拥有明确的自旋（隐变量的论点）。另一个可能是，当其中一个粒子被沿着某个轴测量时，另外一个粒子会感受到这个轴被测量，并且将自己沿着这个轴的自旋呈现出相反的数值（量子纠缠论点）。宣称测量第一个粒子的动量会影响其位置的确定性是一回事，宣称测量第一个粒子的动量会影响第二个粒子位置的确定性是完全不同的一回事。EPR悖论质疑，第二个粒子怎样知道应该拥有确定的动量与不确定的位置？这意味着第一个粒子与第二个粒子能够隔着广泛空间以超光速传递信息，这与相对论的基本公设相矛盾。EPR论文采用的可观察量是动量与位置，玻姆采用的是自旋，另外可以使用的可观察量有很多种。做实验体现EPR案例，时常会使用光子偏振，因为制备与测量偏振的光子并不困难。实在论表明，做实验观测到的现象是出自于某种物理实在，而这物理实在与观测无关。假设做施特恩-格拉赫实验测量一个自旋1/2粒子沿着z轴的自旋，获得结果为+1/2，请问在测量之前短暂片刻内，粒子沿着z轴的自旋为何？实在派会说，答案是+1/2。假若这答案正确，则可推断，量子力学并不完备，因为量子力学无法给出这答案，虽然量子力学给出的答案都非常正确。实在派进一步猜测，是否有什么尚未发现的隐变量可以给出量子力学所不能给出的结果，促使量子力学变得完备无缺？爱因斯坦不赞同量子力学的统计性质，他认为，物理学家应该能够给出一个实在模型来直接描述事件本身，而不是它们发生的概率。爱因斯坦与量子力学的分歧点不是决定论，而是实在论。不论是否被观测，物体具有其特定性质。另外一派包括玻尔在内的物理学家认为，在测量这个粒子沿着z轴的自旋之前，这个变量并不存在。这些物理学家属于“正统派”，或“哥本哈根学派”。他们持有的“正统派”观点是哥本哈根诠释的一部分。按照这观点，物理性质的客观实在与观测有关，不被观测的物体不具有物理性质。玻尔声明，“没有量子世界，只有抽象量子力学描述。” P·约当强调，“观测不只搅扰了被测量的性质，它们造成了这性质……我们自己造成了测量的结果。” 大多数量子学家都持有这种观点，虽然这种观点也给予测量动作异常奇怪的功能。局域实在论综合局域性原理与实在论在一起。它表明，所有物体都具有可测量、良好定义的性质，而这性质与外部影响无关。在EPR悖论里，按照局域性原理，测量电子在区域A里沿着z轴的自旋，不会影响正电子在区域B里沿着z轴的自旋，若将之后测量正电子沿着z轴的自旋与测量电子沿着z轴的自旋相比，两者所获得的结果恰恰相反，知道电子沿着z轴的自旋，就可以预测正电子沿着z轴的自旋，因此，在测量电子沿着z轴的自旋之前，正电子B就已拥有具体的沿着z轴的自旋，即实在论必须被遵守，但是，量子力学对于这结果并没有给出任何相关论述，所以，量子力学并不完备。 玻尔不赞同EPR思想实验的结论，他所反对的不是其推论，而是其假设——局域实在论。玻尔认为，实在性判据的“对于系统不造成任何搅扰的状况”这句话的语义含混不清。玻尔承认，在一人测量电子时，另一人的正电子并没有遭受到任何“机械性搅扰”，但是，测量电子这动作着实影响了某些条件，而这些条件恰巧地设定了对于另一人的正电子未来行为可以做哪些预测。由于在区域A测量电子的位置这动作，可以预测在区域B正电子的位置，但也因此无法预测正电子的动量；同样地，由于在区域A测量电子的动量这动作，可以预测在区域B正电子的动量，但也因此无法预测正电子的位置。问题是，怎么可能同时存在位置与动量的实在要素？从此可推断，EPR悖论的假设局域实在论不成立。 换另一种方法，不可分性的概念可以用来分析EPR悖论。假设一个量子系统是由几个子系统组成，由于量子纠缠，整体系统所具有的某种物理性质，子系统不能私自具有，这时，不能够对子系统给定这种物理性质，只能对整体系统给定这种物理性质，它具有“不可分性”。这性质不一定与空间有关，处于同一区域的几个物理系统，只要彼此之间没有任何纠缠，则它们各自拥有应有的物理性质。A·佩雷斯给出不可分性的数学定义式，可以计算出整体系统到底可分还是不可分。假设整体系统具有不可分性，并且这不可分性与空间无关，则可将它的两个子系统分别置放于两个相隔遥远的区域，凸显出不可分性与局域性的不同——虽然它们之间分隔遥远，仍旧不可将它们个别处理。在EPR悖论里，由于两个粒子分别处于两个相隔遥远的区域，整体系统被认为具有可分性，但因量子纠缠，整体系统实际具有不可分性，整体系统所具有明确的自旋，它们都不具有。局域实在论是经典力学、相对论、电磁学里很重要的特色，但是，由于非局域量子纠缠理论，量子力学不能接受局域实在论。EPR悖论也不能接受非局域量子纠缠理论，因为这理论可能与相对论发生冲突。任何违背贝尔不等式的量子理论，例如量子力学，都必须违背局域实在论或反事实确定性，两者之中至少有一个。 隐变量能够解答EPR悖论的方法很多。EPR作者提议，虽然在很多实验检验案例里，量子力学都能预测出非常正确的实验结果，实际而言，它是个不完备理论，换句话说，EPR作者认为可能存在某种描述大自然的、尚未被发现的完备理论，而量子力学扮演的是一种统计近似的角色，统计近似于完备理论。与量子力学不同，完备理论可以给出变量来对应于每一个实在要素，并且，必定有某种机制作用于这些变量，给出不相容可观察量会观测到的效应，即不确定性原理，这种完备理论称为隐变量理论。

　一般说来，量子力学是很难理解的。即使对于大多数受过高等教育的人来说，量子力学本质上也是极其深奥的。如何描述量子力学的奇异世界呢？奥地利物理学家薛定谔有一个诀窍，他讲了一个故事，可以让复杂的理论变得易于理解。这个故事就是著名的“薛定谔猫悖论”。故事的主角是一只不走运的猫，它既活着又死了。显然，这是荒谬的！仔细考察这种奇特的矛盾现象，将把我们带入量子力学的神奇世界。　这个悖论简单地说是这样的：一只猫被放入一个箱子里，箱子的旁边放着一个装着致命的神经性毒气的小药瓶；在原子内部的每一次量子跃迁，都可以放电现象加以证实；或者用一个放射性原子的衰变来触发一个装有毒气的瓶子的开关，那么毒气可以毒死同时放在箱子里的猫。如果无法预测的跃迁以某种方式出现，那么通过放电过程就会释放毒气，使猫立刻死亡。如果跃迁是以其他方式发生的，那么药瓶就会保持密封状态，而幸运的猫就可以活下来。问题是：我们怎样才能看到一只死去或活着的猫呢？　这一切看上去很简单。我们可能会推测，这个实验里存在一种可以计算的概率（50／50），即在任何特定的时间里，相应的量子跃迁要么出现，要么不会出现；猫要么死亡，要么生存。实验者所要做的一切，就是打开箱子，去发现这个可怜的实验品的命运。　那么，在这个箱子里的猫究竟是死的还是活的呢？按照以玻尔为代表的哥本哈根学派的解释，放射性原子的衰变可以用波函数来描述。当用波函数描述放射性元素“衰变”或“没有衰变”这两种不同状态的组合时，我们称之为“波的迭加态”。在没有打开箱子时，放射性原子进入了衰变与不衰变的迭加态，这时猫就成了一只处于迭加态的猫，即一只又死又活、半死半活的猫。只有当实验者打开箱子的时候，迭加态突然结束（用数学术语说就是“坍缩”），我们才能知道猫的确定态：死，或者活。这就是说，打开箱子，那只猫究竟是死是活，取决于出现的量子跃迁。但从另一方面说，猫的生或死，在很大程度上将是打开箱子的这一结果。　哥本哈根学派的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根学派的诠释。因而，哥本哈根学派的几率诠释在很长一段时间成了“正统的”的解释。但是，这里有一个大问题：它要求波函数突然坍缩。付出的代价是：违反薛定谔方程。所以，那只半死半活的猫总是像噩梦一样纠缠着物理学家们。　值得指出的是，与爱因斯坦等提出“EPR悖论”的同时，薛定谔提出的“薛定谔猫悖论”，其目的在于反驳哥本哈根学派的解释。但是，薛定谔和爱因斯坦不同意以玻尔为代表的哥本哈根学派提出的正统解释，并不意味着他们反对量子力学。其实，他们都为量子力学的创立作出了巨大贡献。　在量子问题上，爱因斯坦与玻尔围绕量子力学的本性及其在物理学中的理论地位等问题，展开了一场持续时间最长的大争论。其中，爱因斯坦等人提出的、构成对量子力学最严重挑战的“EPR悖论”，是这场争论的中心，它引起了物理学家和哲学家的极大关注。那么，什么是EPR悖论呢？　1935年美国《物理评论》的第47、48期上分别发表了两篇题目相同的论文：“物理实在的量子力学描述能否认为是完备的？”在47期上署名的是：爱因斯坦、波多尔斯基和罗森，在48期上署名的是玻尔。EPR是前三位物理学家姓的头一个字母。EPR悖论是这三位物理学家为论证量子力学的不完备性而提出的一个悖论，又称EPR论证或EPR佯谬。这个悖论涉及到如何理解微观物理实在的问题。　爱因斯坦等认为，如果一个物理理论对物理实在的描述是完备的，那么物理实在的每个要素都必须在其中有它的对应量，即完备性判据。当我们不对体系进行任何干扰，却能确定地预言某个物理量的值时，必定存在着一个物理实在的要素对应于这个物理量，即实在性判据。他们认为，量子力学不满足于这些判据，所以是不完备的。爱因斯坦等人认为，量子力学蕴涵着EPR悖论，所以不能认为它提供了对物理实在的完备描述。　面对爱因斯坦等人的反驳，玻尔对EPR实在性判据中关于“不对体系进行任何干扰”的说法提出了异议，认为“测量程序对于问题中的物理量赖以确定的条件有着根本的影响，必须把这些条件看成是可以明确应用‘物理实在’这个词的任何现象中的一个固有要素，所以EPR实验的结论就显得不正确了”。玻尔以测量仪器与客体实在的不可分性为理由，否定了EPR论证的前提―――物理实在的认识论判据，从而否定了EPR实验的悖论性质。　应该说，玻尔的异议及其论证是无可非议。可是，爱因斯坦却不承认玻尔的理论是最后的答案。爱因斯坦认为，尽管哥本哈根学派的解释与经验事实一致，但作为一种完备的理论，应该是决定论的，而不应该是或然的、用概率语言表达的理论。　从科学史上看，量子力学基本上是沿着玻尔等人的路线发展的，并且取得了重大成就，特别是通过贝尔不等式的检验更加巩固了它的基础。　　

17152222880：判据是一个物理量还是数值?
庞时阁 ：答：一串数字，没有单位，就是一个数；用数字和单位联合表达的某种现象、物体或物质确定的属性是，这个表达就是一个“物理量”；而物理量中的数字部分，是该物理量中的“数值”。比如“5”就是一个“数”，或者是一“数字”；而“5℃”就是一个表达温度高低的“物理量”；而其中的“5”是以摄氏温标...

17152222880：数据的概念
庞时阁 ：答：数据具有数值属性、物理属性。在数据处理上数据又具有集合性、隶属性、稳定性、方便性、重复性、共同性、指向性以及运算规则及运算约束。我们先看一个命题，求一个苹果和一个梨的和？由于它们的物理属性不同，我们不能求出它们的和。再看命题现在有一个苹果和一个梨，问是否满足3个人，每人一个苹果或...

17152222880：什么是物理量
庞时阁 ：答：物理量是可以用数值表示的一种特性或属性。根据其性质和特征，物理量可以分为基本物理量和导出物理量。基本物理量是不能由其他物理量表示的量，例如长度、质量、时间等。导出物理量是由基本物理量通过数学关系推导得出的量，例如速度、加速度、力等。2、度量单位和测量 为了标准化物理量的比较和测量，国...

17152222880：什么是物理量?
庞时阁 ：答：物理量是物理之中能测量的量，例如质量、体积，或者是测量通常以数和物理单位（通常使用国际单位制单位）的积表达的结果。物理量是指物理学中所描述的现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。简称为量，如长度、质量、时间等。物理量有固定的名称、符号，有时符号带有确定的下标或其他说明性标记。...

17152222880：数据与信息的关系
庞时阁 ：答：数据和信息之间是相互联系的。数据是反映客观事物属性的记录，是信息的具体表现形式。数据经过加工处理之后，就成为信息；而信息需要经过数字化转变成数据才能存储和传输。接收者对信息识别后表示的符号称为数据。数据的作用是反映信息内容并为接收者识别。声音、符号、图像、数字就成为人类传播信息的主要数据...

17152222880：物理题中的字母是代表物理量还是量的大小 如:速度为v(v理解为一个数值...
庞时阁 ：答：有没有可以回答啊，我也想知道！物理题中的字母是代表物理量还是量的大小 如:速度为v（v理解为一个数值） v=2（v理解为速度）

17152222880：摩尔是一个基本物理量,它的数值很大对不对
庞时阁 ：答：摩尔（mole），简称摩，是国际单位制7个基本单位之一，表示物质的量，符号为mol 摩尔的数值不一定很大，例如0.1mol,这个0.1就不大 每1摩尔任何物质（微观物质，如分子，原子等）含有阿伏伽德罗常量（约6.02×10²³）个微粒，如果您指的是这个，那确实挺大 希望能帮到您 ...

17152222880：...哪个算是物理性质?哪个算物理量?物理性质与物理量有没有区别?_百度...
庞时阁 ：答：这些是物理性质，也是物理量。物理学专业术语，关于物理性质的定义有两个，一是指物质不需要经过化学变化就表现出来的性质， 二是指物质没有发生化学反应就表现出来的性质叫做物理性质。物质的物理性质如：颜色、气味、状态、是否易融化、凝固、升华、挥发，还有些性质如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、...

17152222880：物理量(50个)好心的朋友帮助一下
庞时阁 ：答：物理量 单位 公式 名称 符号 名称 符号 质量m 千克 kg m=pv 温度t 摄氏度 °C 速度v 米/秒 m/s v=s/t 密度p 千克/米³ kg/m³ p=m/v 力(重力) F 牛顿(牛) N G=mg 压强P 帕斯卡(帕) Pa P=F/S 功W 焦耳(焦) J W=Fs 功率P 瓦特(瓦) w P=W/t 初中物理基本概念概要 一、测...

17152222880：力学基本物理量是多少?
庞时阁 ：答：1、长度，是一维空间的度量，为点到点的距离。通常在量度二维空间中量度直线边长时，称呼长度数值较大的为长，不比其值大或者在“侧边”的为宽。2、质量是量度物体平动惯性大小的物理量。产品或工作的优劣程度，提高质量。社会学领域，价值或主体感受的现量，如社会质量。3、时间是一种尺度，是物理学...