Einstein–Podolsky–Rosen-paradoxen
EPR-paradoxen är en tidig och stark kritik av kvantmekaniken. Albert Einstein och hans medarbetare Boris Podolsky och Nathan Rosen hävdade att Niels Bohr, Werner Heisenberg och de andra forskarna i Köpenhamn hade fel om osäkerhet. Heisenberg hävdade att man aldrig kunde veta både position och rörelsemängd (eller hastighet eller bana) för en atomstor eller mindre partikel vid en viss tidpunkt. Tanken var att de två inte kunde mätas samtidigt, och att så snart den ena mäts skulle en förändring ske och man skulle inte få samma svar för den andra som man skulle ha fått om man hade mätt den först. Einstein och hans grupp sa att Heisenberg borde tänka om. Anta att du hade två mycket små partiklar. Du mätte vikten av var och en av dem och klistrade sedan ihop dem. Du gav dem en liten knuff. Sedan var det något som bröt dem isär. De borde ha både positioner och hastigheter som var relaterade. Så om du mäter positionen för en av dem, så betyder det, även om du antar att Heisenberg hade rätt och att du inte kan blanda in att du förstör dess hastighet när du mäter den, inte att den aldrig har haft en bestämd hastighet. För att bevisa detta sade Einstein att man i nästa steg kunde mäta den andra partikelns hastighet och eftersom allting var matematiskt relaterat skulle man då veta den första partikelns hastighet.
Det fanns ett sätt för Heisenberg att ha rätt, ett skäl som Einstein ansåg vara nonsens: Tänk om en mätning av den första partikelns position skulle förvränga den andra partikelns hastighet. Det skulle vara som magi. Hur skulle någon kunna förklara en sådan påverkan? Anta att de två partiklarna rörde sig mycket snabbt iväg och att en lång tid hade gått. Om något som hände med den första partikeln på något sätt påverkade den andra partikeln skulle dess inflytande behöva färdas snabbare än ljusets hastighet, vilket är omöjligt. Fysiker som Erwin Schrödinger föreslog att förhållandet mellan position och hastighet kanske bara gradvis skulle försvinna på något sätt. Schrödinger kallade kopplingen mellan de två partiklarna (och allt liknande som hände med andra saker) för "förvirring".
"Spooky action at a distance", som Einstein kallade det, är ett sätt att förstå denna paradox. Einstein hade ingen möjlighet att veta att framtida experiment skulle visa att det finns en sammanflätning. I slutändan visade John Stewart Bell matematiskt att det inte finns något sätt för dolda variabler att förklara experimentella resultat som visar på sammanflätning.
Frågor och svar
F: Vad är EPR-paradoxen?
S: EPR-paradoxen är en tidig och stark kritik av kvantmekaniken som framfördes av Albert Einstein, Boris Podolsky och Nathan Rosen. De hävdade att Niels Bohr, Werner Heisenberg och andra forskare i Köpenhamn hade fel om osäkerhet.
F: Vad hävdade Heisenberg?
S: Heisenberg hävdade att man aldrig kan veta både position och rörelse (eller hastighet eller bana) för en atomstor eller mindre partikel vid en viss tidpunkt. Man trodde att en mätning av den ena skulle orsaka en förändring av den andra, så de kunde inte mätas samtidigt.
F: Hur svarade Einstein på detta påstående?
S: Einstein sade att om två mycket små partiklar klistras ihop efter att ha fått sina vikter uppmätta och sedan ges en knuff innan de bryts isär igen, borde de ha positioner och hastigheter som är relaterade till varandra. Om man därför mäter positionen för en partikel, även om den förstör sin hastighet i samband med detta, måste den ändå ha haft en bestämd hastighet före mätningen.
F: Vilken förklaring föreslog Erwin Schrödinger för denna paradox?
S: Erwin Schrödinger föreslog att förhållandet mellan position och hastighet kanske gradvis skulle försvinna på något sätt; han kallade denna förbindelse mellan två partiklar för "förvirring". Detta fenomen kallades av Einstein för "spooky action at a distance" (spöklik verkan på avstånd).
F: Trodde Einstein att det fanns en sammanflätning?
Svar: Nej, Einstein hade inget sätt att veta att framtida experiment skulle visa att det finns en sammanflätning.
Fråga: Vem bevisade matematiskt att entanglement existerar?
Svar: John Stewart Bell visade matematiskt att det inte finns något sätt för dolda variabler att förklara experimentella resultat som visar att det finns en koppling.
