命运之神与量子力学：首次实证贝耳定理

32.答案是：……

在我们更深入地探究贝耳定理实际意味着什么之前，了解实验是否支持量子力学的预言是重要的。这个争论的整个关键终究进入到经验科学的范围，即能不能从EPR型实验推论出某些问题，如关于实在的本性问题。简言之，谁是对的，爱因斯坦还是玻尔？

虽然贝耳的争论打开了通往新型实验的道路，但到一些必需的实验能够完成还是经历了许多年。巴黎大学的阿兰·阿斯比首先提出贝耳定理的一个不含糊的实际的检验。

阿斯比不是用电子对而是用光子对，它是由钙源发射的偏振态完全不确定的光子对。光子的偏振性由偏振滤光器（像凸透镜那样的材料）测量；其偏振严格平行于偏振滤光器的光子将通过，而其偏振与滤光器成直角的光子将全部被返回。其偏振方向与偏振滤光器之间成某个角度的光子将以相应的量子力学概率通过。

虽然物理学不同，但测量一个电子自旋的逻辑是完全相同的。通过斯特恩—革拉赫磁铁一个电子将出现在某个束中；到达一个偏振滤光器的一个光子将不是通过就是不通过。自旋测量的“+1”和“-1”对应于偏振实验中的“有”和“无”。于是，我们关于自旋测量所熟悉的每一件事对偏振测量也都有效。

于是阿斯比的实验恰如我们所述，两个非全偏振的光子，在一个方向上一个光子测得的偏振态要求另一个光子有一个相反的偏振态，恰如我们熟悉的电子对自旋测量那样。为了检验贝耳定理，阿斯比这样安排两个光子的路径，使每一个光子都发送到两个安放成不同角度的偏振探测器中的一个。为了确保真正随机，他安排得使直到光子离开源并上路，每个光子到哪个探测器不被选择；每个光子路径上的镜子大体上能够把光子弹抛到某个探测器上，并且这弹抛是足够快的，光子碰巧到什么地方也是完全不可预言的。(www.xing528.com)

用这种方法，对于两个光子中的每一个，实验都检验了所有探测器的组合，并获得了全部时间过程中实验结果的所有可能的组合（在我们刚才所用的系统说明中，这相应于量A、B、C和D的+1和-1值的所有可允许的组合）。

算出量X的平均值，并看看它是服从贝耳定理还是量子力学规则，当然这是一件简单的事。

可是没有完。直到现在我们一直在默默地假定，当这样的实验在运行时，所有粒子对的一切结果都圆满准确地被记录。事实上，真实的探测器并非如此圆满。记录单个光子或电子是一个很了不起的功绩，但今后有一天它会变得不引人注意。实际上，在这个类实验中，你将得到的只是粒子对的某些部分确定的测量记录，并且因为实验基本上是统计性的，因而这可能潜在地妨碍整个进程。就好像你想检验两个天气预报的相对准确度，而你只有三天中的两天的天气预报记录。在阿斯比的情况下，不完全的数据意味着X的值不能完全准确地被确定。

但是，为了把一个长故事剪短，扔掉大量专门智巧的旁白，阿斯比最终足够可靠地使他的实验运行起来并编列了足够多的个别运行次数，以便他能够准确地确定X值，看看它究竟是偏袒量子力学的预言还是代之以遵从贝耳定理。

直到1882年，这个答案才最终被物理学界接受。贝耳定理不为自然界所遵从，量子力学获得成功，我们对自然界的实在性的理解狼狈不堪。