｜EPR思想实验｜
在接下来的讨论中，我们的主要关注点是光子的“极化”。在这个讨论中，你不需要知道什么是极化。这很好，因为无论如何，并没有人知道极化到底是什么。对于我们的讨论来说，你只需要知道极化是光子的一个属性（这大概就像是说橙色是南瓜的一个属性一样），以及极化探测器可以探测到极化属性。
假设极化探测器可以探测到任何出现上“极化”或下“极化”的光子，对单个光子来说，被测量为出现了上极化的概率有50%，出现了下极化的概率也是50%。
假设，我们发射出了一对特殊的光子，具体来说，就是一对处于“孪生状态”的光子。当我说光子处于孪生状态时，我的意思是如果测量两粒光子的极化，将会发现它们总是处于相同的极化状态。也就是说，这就很像是当我们检查同卵双胞胎的性别时，性别探测器显示的结果是两个都是男孩或都是女孩，而当我们测量孪生光子极化时，极化探测器所得的结果将是两个都是上极化或都是下极化。（更精确地说，如果我们用两个相同的极化探测器来测量极化，探测器显示的结果会是都为上极化或都为下极化。在这一节的剩余篇幅内，我们将假设一直用两个相同的探测器来测量两粒光子。）
值得注意的是，除了上述测量结果，我们说光子处于孪生状态并没有什么其他含义了。换句话说，这个说法并没有明示或暗示在没有进行测量时光子真正的样子。简言之，我只是在描述一些量子事实：如果你发射出一对这样的光子，并对它们进行极化测量，极化探测器显示的结果会都是上极化或都是下极化。重申一下，这就是我们说光子处于孪生状态时所要表达的全部含义。请试着仅仅考虑这些事实，而不要去想象在没有测量的时候光子到底是什么样子。
现在，假设我们有这样两粒孪生光子，把它们分开，然后向两个设置在相反方向的极化探测器发射出去。把这两个探测器分别称为A和B，让我们假设探测器B与光子源之间的距离略大于探测器A与光子源之间的距离。整个实验设置如图26-1所示。
图26-1 典型的EPR实验设置
让我们重点关注向探测器A运动的光子。假设当光子到达探测器A处时，探测器探测到光子的上极化。此时我们知道，一瞬间之后，另一粒光子会到达探测器B处，它也会被探测为上极化（我们之所以知道，是因为两粒光子是孪生光子，因此总会被测量为相同的极化）。确实，一瞬间后，探测器B处的光子的确被测量为上极化。
以上就是EPR情境了。根据到目前为止我所提供的内容，这个情境似乎没有什么令人惊讶或耐人寻味之处。因此，这个情境到底有什么重要意义？爱因斯坦、波多尔斯基和罗森为什么要设计这个实验情境？
在上述设置中，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森试图让我们相信量子理论是不完整的，也就是说，存在量子理论没有包含的“现实因素”（这也是EPR论文中出现的术语）。具体来说，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森的论证如下：
（1）光子一定是先具有一个确定的极化，然后才被测量为具有这个极化属性。
但是
（2）量子理论所表达的，并不是两粒光子在被测量为具有某个极化属性前就已经确定具有了这个极化属性。
因此，EPR实验认为量子理论是一个关于现实的不完整理论，因为量子理论的表达缺少了一个现实的因素，也就是光子在被探测前所具有的极化。
论述（2）是正确的，也就是说这确实是量子理论的一个特点（换句话说，这是量子理论数学的一个特点）。所以，如果EPR可以让我们相信论述（1）是正确的，那么我们就可以认为EPR得出“量子理论是一个不完整理论”的结论是有道理的。我们接下来的任务就是认真研究可以让我们相信论述（1）的原因。这会非常复杂，但是只要慢慢来，我们的讨论应该非常清楚。
论述（1）的论据
要理解论述（1）的论据，我们需要理解通常所说的定域性假设。与许多基本假设相同，用文字来描述这个假设是相当困难的。在试图给出一个定义之前，让我首先用几个例子来说明定域性假设。
假设我把某个物体，比如一支圆珠笔，放在你面前的桌子上。我让你来移动这支笔，但是不能碰触它，不能对它吹气，不能摇桌子，不能花5美元找别人来帮你移动它，也不能用你可能拥有的任何“精神力量”，总之就是跟笔不能有任何联系（包括物理和非物理的）。你很有可能觉得我交给你的是一个不可能完成的任务。然而，为什么你会觉得不可能完成？可能因为你认为一个物体（在这个例子里就是你）不可能对另一个物体（在这个例子里就是笔）产生任何影响或效果，除非两者之间有某种联系（比如，物理接触、通信，或者至少是某种关联）。
再举一个例子：假设我们让萨拉和乔伊每天早上都去买甜甜圈。我们让萨拉去位于城北边的甜甜圈大王买，让乔伊去位于城南边的、距离有些远的另一家甜甜圈大王买。他们同时出发，我们甚至可能还让其他人跟着他们，从而保证他们去了要求的店铺。假设萨拉买奶油甜甜圈的时候，乔伊买的也是奶油甜甜圈；当萨拉选择买巧克力甜甜圈的时候，乔伊也会选择巧克力甜甜圈。总的来说，萨拉选择了怎样的甜甜圈，乔伊就会选择相同的。一天又一天，一周又一周，一月又一月，总是如此。在这个情境中，我们的直觉是萨拉和乔伊之间一定有某种联系或者某种通信。我们通常会觉得发生在一个地点的事件（在这个例子里，就是萨拉在甜甜圈店里选择购买什么样的甜甜圈），不可能对发生在另一个地点的事件（也就是乔伊在店里对甜甜圈的选择）产生影响，除非两者之间有某种联系或通信。
前面这段陈述正是对定域性假设的一种表达。简言之：
定域性假设（粗略版）：发生在一个地点的事件不能对发生在另一地点的事件产生影响，除非两个地点之间存在某种联系或通信。
“某种联系或通信”到底指的是什么，而一个事物对另一个事物产生影响又是什么意思？这两个问题可以从多个角度来理解，这又带来了大量与定域性假设相关的误解和误会。在这一节后续篇幅中我们将探讨对这些概念以及对定域性假设的多种理解。就论证EPR而言，这个定域性假设的粗略版本已经能够满足我们的需要。
有了定域性假设，EPR实验对论述（1）的论证很快就完整了。根据定域性假设可以得出，在探测器A处进行的对光子极化的测量不能影响在探测器B处进行的对光子极化的测量。这是因为两个探测器之间的距离太远，因此没有时间让任何类型的信号、通信或影响从A移动到B，至少，不可能存在这样的影响，除非它们的运动速度比光速还高，而且由于“不存在运动速度比光速还高的影响”是已经得到广泛接受的观点（基于爱因斯坦相对论），所以似乎存在非常合理的理由来认为发生在探测器A处的事件不能影响发生在探测器B处的事件。因此，在探测器A处光子的极化与在探测器B处光子的极化之间完美的相互联系只能用“光子在被探测前就具有了确定的极化”来解释。换句话说，如果定域性假设是正确的，那么就可以推理得到论述（1）。
你可以这样来总结概括EPR实验的论证过程：要么定域性假设是错误的，要么就是量子理论是不完整的理论。然而（EPR实验继续论证）认知正常的人都不会放弃定域性假设，因此（EPR实验得出结论）量子理论肯定是不完整的理论。
