Παράδοξο EPR
Το παράδοξο EPR είναι μια πρώιμη και έντονη κριτική της κβαντομηχανικής. Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν και οι συνεργάτες του, Boris Podolsky και Nathan Rosen, είπαν ότι ο Niels Bohr, ο Werner Heisenberg και οι άλλοι επιστήμονες στην Κοπεγχάγη έκαναν λάθος σχετικά με την αβεβαιότητα. Ο Χάιζενμπεργκ ισχυριζόταν ότι δεν θα μπορούσατε ποτέ να γνωρίζετε, για οποιαδήποτε χρονική στιγμή, τόσο τη θέση όσο και την ορμή (ή την ταχύτητα ή την τροχιά) οποιουδήποτε σωματιδίου μεγέθους ατόμου ή μικρότερου σωματιδίου. Η ιδέα ήταν ότι τα δύο δεν μπορούσαν να μετρηθούν ταυτόχρονα και ότι μόλις το ένα από αυτά μετριόταν, θα συνέβαινε μια αλλαγή και δεν θα παίρνατε την ίδια απάντηση για το άλλο που θα παίρνατε αν το είχατε μετρήσει πρώτα. Ο Αϊνστάιν και η ομάδα του είπαν ότι ο Χάιζενμπεργκ έπρεπε να το ξανασκεφτεί. Ας υποθέσουμε ότι είχατε δύο πολύ μικρά σωματίδια. Μετρήσατε το βάρος του καθενός από αυτά και στη συνέχεια τα κολλήσατε μεταξύ τους. Τους δώσατε μια μικρή ώθηση. Στη συνέχεια, κάτι τα χώρισε. Θα έπρεπε να έχουν τόσο θέσεις όσο και ταχύτητες που να σχετίζονται μεταξύ τους. Αν λοιπόν μετρήσατε τη θέση του ενός από αυτά, τότε ακόμα και αν υποθέσετε ότι ο Χάιζενμπεργκ είχε δίκιο και δεν θα μπορούσατε να εμπλέξετε το μπέρδεμα της ταχύτητάς του κατά τη διαδικασία της μέτρησής του, σίγουρα αυτό δεν σήμαινε ότι δεν είχε ποτέ μια ορισμένη ταχύτητα. Για απόδειξη, ο Αϊνστάιν είπε ότι θα μπορούσατε στη συνέχεια να μετρήσετε την ταχύτητα του δεύτερου σωματιδίου και, αφού όλα ήταν μαθηματικά συνδεδεμένα, θα γνωρίζατε τότε την ταχύτητα του πρώτου σωματιδίου.
Υπήρχε ένας τρόπος να έχει δίκιο ο Χάιζενμπεργκ, ένας λόγος που ο Αϊνστάιν θεωρούσε ανοησία: Τι θα γινόταν αν η μέτρηση της θέσης του πρώτου σωματιδίου μπέρδευε την ταχύτητα του δεύτερου σωματιδίου. Αυτό θα ήταν σαν μαγεία. Πώς θα μπορούσε κανείς να εξηγήσει μια τέτοια επιρροή; Ας υποθέσουμε ότι τα δύο σωματίδια απομακρύνονταν πολύ γρήγορα και είχε περάσει πολύς χρόνος. Αν κάτι που συνέβη στο πρώτο σωματίδιο επηρέαζε με κάποιο τρόπο το δεύτερο σωματίδιο, η επιρροή του θα έπρεπε να ταξιδέψει γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός, πράγμα αδύνατο. Φυσικοί όπως ο Έρβιν Σρέντινγκερ πρότειναν ότι ίσως η σχέση της θέσης και της ταχύτητας απλώς θα εξαφανιζόταν σταδιακά με κάποιο τρόπο. Ο Schrödinger ονόμασε τη σύνδεση μεταξύ των δύο σωματιδίων (και οτιδήποτε παρόμοιο συνέβαινε σε άλλα πράγματα) "εμπλοκή".
Η "αόρατη δράση από απόσταση", όπως την ονόμασε ο Αϊνστάιν, είναι ένας τρόπος κατανόησης αυτού του παράδοξου. Ο Αϊνστάιν δεν μπορούσε να γνωρίζει ότι τα μελλοντικά πειράματα θα έδειχναν ότι υπάρχει εμπλοκή. Τελικά, ο Τζον Στιούαρτ Μπελ έδειξε μαθηματικά ότι δεν υπάρχει περίπτωση οι κρυφές μεταβλητές να μπορούν να εξηγήσουν τα πειραματικά αποτελέσματα που δείχνουν την εμπλοκή.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι το παράδοξο EPR;
A: Το παράδοξο EPR είναι μια πρώιμη και έντονη κριτική της κβαντομηχανικής που διατυπώθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, τον Μπόρις Ποντόλσκι και τον Νέιθαν Ρόζεν. Υποστήριξαν ότι ο Νιλς Μπορ, ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ και άλλοι επιστήμονες στην Κοπεγχάγη έκαναν λάθος σχετικά με την αβεβαιότητα.
Ερ: Τι ισχυρίστηκε ο Χάιζενμπεργκ;
Α: Ο Χάιζενμπεργκ ισχυρίστηκε ότι δεν μπορούσατε ποτέ να γνωρίζετε για οποιαδήποτε χρονική στιγμή τόσο τη θέση όσο και την ορμή (ή την ταχύτητα ή την τροχιά) οποιουδήποτε σωματιδίου μεγέθους ατόμου ή μικρότερου σωματιδίου. Θεωρήθηκε ότι η μέτρηση του ενός θα προκαλούσε αλλαγή στο άλλο, οπότε δεν θα μπορούσαν να μετρηθούν ταυτόχρονα.
Ερ: Πώς απάντησε ο Αϊνστάιν σε αυτόν τον ισχυρισμό;
Α: Ο Αϊνστάιν είπε ότι αν δύο πολύ μικρά σωματίδια κολλήσουν μεταξύ τους αφού μετρηθεί το βάρος τους και στη συνέχεια τους δοθεί μια ώθηση πριν διαλυθούν ξανά, θα πρέπει να έχουν θέσεις και ταχύτητες που σχετίζονται μεταξύ τους. Επομένως, αν μετρήσετε τη θέση ενός σωματιδίου, ακόμη και αν μπερδέψει την ταχύτητά του κατά τον τρόπο αυτό, θα πρέπει να είχε μια συγκεκριμένη ταχύτητα πριν από τη μέτρηση.
Ερ: Ποια εξήγηση πρότεινε ο Erwin Schrödinger για αυτό το παράδοξο;
Α: Ο Erwin Schrödinger πρότεινε ότι ίσως η σχέση μεταξύ θέσης και ταχύτητας θα εξαφανιζόταν σταδιακά με κάποιο τρόπο- ονόμασε αυτή τη σύνδεση μεταξύ δύο σωματιδίων "εμπλοκή". Το φαινόμενο αυτό αναφέρθηκε από τον Αϊνστάιν ως "φαινομενική δράση εξ αποστάσεως".
Ερώτηση: Πίστευε ο Αϊνστάιν ότι υπήρχε διεμπλοκή;
Α: Όχι, ο Αϊνστάιν δεν μπορούσε να γνωρίζει ότι τα μελλοντικά πειράματα θα έδειχναν ότι η διεμπλοκή υπάρχει.
Ερ: Ποιος απέδειξε μαθηματικά ότι η διεμπλοκή υπάρχει;
Α: Ο Τζον Στιούαρτ Μπελ έδειξε μαθηματικά ότι δεν υπάρχει περίπτωση οι κρυμμένες μεταβλητές να εξηγούν τα πειραματικά αποτελέσματα που δείχνουν ότι υπάρχει διεμπλοκή.
