11、量子理论与隐变量理论的较量

量子理论与隐变量理论的较量

一、隐变量理论的早期争议

在量子理论的发展历程中，隐变量理论一直是一个备受争议的话题。有人提出用带有牵引光束的隐形外星人来描述的理论，它是真实、确定且局域的。爱因斯坦希望量子力学只是一个由不掷骰子的上帝对我们施展的魔术，上帝决定将把戏隐藏起来，但出于仁慈，让这个骗局呈现出经典的模样。对于某些实验，隐变量理论（如隐形外星人理论）和量子理论能给出相同的预测。那时人们希望，如果在所有实验中都是如此，那么选择用哪种方法来解释量子现象就只是个人喜好问题了——是隐形外星人理论还是量子理论。不过，这在当时更多是哲学家们的沉闷辩论。

许多著名的量子物理学家，像丹麦物理学家尼尔斯·玻尔，对爱因斯坦的隐形外星人理论方案十分反感，但他们无法证明其错误。于是，隐变量理论就像一只腐烂的信天翁尸体，在量子物理学界的脖子上挂了几十年。

冯·诺伊曼的错误

约翰·冯·诺伊曼是一位匈牙利物理学家，拥有敏锐的数学头脑。他在纳粹接管前移民到美国，并参与了原子弹的研发。他是数学、物理学和计算机科学多个领域的奠基人。在量子物理学中，他最著名的是 1932 年出版的《量子力学的数学基础》。尽管这本书在爱因斯坦的论文发表前三年就已问世，但冯·诺伊曼颇具先见之明，他给出了一个数学证明，声称没有任何隐变量理论能与量子理论的所有预测相符，认为它们是两种不同的理论，而非两种不同的哲学观点。不过，他并未详细说明在实验室中如何体现这种差异。

由于冯·诺伊曼才华出众，大多数人只是引用他的这一结果来平息隐变量理论的争论，“冯·诺伊曼已经证明……”这句话成了量子物理学家词汇中的辩论终结者。然而，年轻而杰出的德国数学家兼哲学家格雷特·赫尔曼阅读了该证明后，发现了其中的错误。她