物理學(xué)史上三次著名的科學(xué)爭論

資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：物理學(xué)史上三次著名的科學(xué)爭論一、對(duì)熱的本性的認(rèn)識(shí)

對(duì)熱的本性的認(rèn)識(shí)，在歷史上有“熱質(zhì)說”與“熱的運(yùn)動(dòng)說”之爭，其間經(jīng)歷了兩百余年．直到19世紀(jì)中葉熱力學(xué)第一定律確立，熱的運(yùn)動(dòng)說才獲得決定性的勝利．熱是組成物體的粒子的運(yùn)動(dòng)這一學(xué)說，使得熱和機(jī)械功的等效性在概念上是可以理解的，并為機(jī)械功和熱的相互轉(zhuǎn)化提供了一個(gè)解釋的基礎(chǔ)，也為氣體動(dòng)理論奠定了基礎(chǔ)．

1熱的運(yùn)動(dòng)說

17世紀(jì)初，英國哲學(xué)家培根從摩擦生熱等現(xiàn)象中得出“熱是一種膨脹的、被約束的而在其斗爭中作用于物體的較小粒子之上的運(yùn)動(dòng)”，這種看法影響了許多科學(xué)家．英國物理學(xué)家波意耳看到鐵釘捶擊后會(huì)生熱，想到鐵釘內(nèi)部產(chǎn)生了強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)，所以認(rèn)為熱是“物體各部分發(fā)生的強(qiáng)烈而雜亂的運(yùn)動(dòng)．”胡克用顯微鏡觀察了火花，認(rèn)為熱“并不是什么其他的東西，而是一個(gè)物體的各個(gè)部分的非?；钴S的和極其猛烈的運(yùn)動(dòng)．”牛頓也指出物體的粒子“因運(yùn)動(dòng)而發(fā)熱．”洛克甚至還認(rèn)識(shí)到“極度的冷是不可覺察的粒子的運(yùn)動(dòng)的停止．”

俄國學(xué)者羅蒙諾索夫在18世紀(jì)40年代提出了如下的見解：“熱的充分根源在于運(yùn)動(dòng)”，即熱是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)著的是物體內(nèi)部那些為肉眼所看不見的細(xì)小微粒．他認(rèn)為熱量從高溫物體傳給低溫物體的原因是由于高溫物體中的微粒把運(yùn)動(dòng)傳給低溫物體中的微粒造成的，它自身便會(huì)變冷．這些分析肯定了運(yùn)動(dòng)守恒在熱現(xiàn)象中的正確性，表明了氣體分子的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)一種“混亂交錯(cuò)”的狀態(tài)，是雜亂無規(guī)則的．但總的說來，當(dāng)時(shí)熱是運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)尚缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)根據(jù)，所以還不能形成為科學(xué)理論．

2熱質(zhì)說的提出

隨著古希臘原子論思想的復(fù)興，熱是某種特殊的物質(zhì)實(shí)體的觀點(diǎn)也得以流傳．法國科學(xué)家和哲學(xué)家伽桑狄認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)著的原子是構(gòu)成萬物的最原始的、不可再分的世界要素，同樣，熱和冷也都是由特殊的“熱原子”和“冷原子”引起的．它們非常細(xì)致，具有球的形狀，又非?；顫?，因而能滲透到一切物體之中．這個(gè)觀念把人們引向“熱質(zhì)說”，認(rèn)為熱是由無重量的某種特殊物質(zhì)組成的．

熱質(zhì)說的主要倡導(dǎo)者，英國化學(xué)家布萊克主張把熱和溫度兩個(gè)概念區(qū)分開來．他引進(jìn)了“熱容”的概念，得出了量熱學(xué)的基本公式ΔQ＝cmΔt．其中c稱為比熱，表示單位質(zhì)量物質(zhì)溫度升高1Ｋ所吸收的熱量．他在研究冰和水的混合時(shí)發(fā)現(xiàn)，在冰的熔解中需要一些溫度計(jì)覺察不出的熱量，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)各種物質(zhì)在發(fā)生物態(tài)變化時(shí)都存在這種效應(yīng)，他由此引進(jìn)了“潛熱”的概念，指出使冰熔解的過程是潛熱發(fā)生的過程，使水凝固的過程是潛熱移出的過程．

在熱質(zhì)說觀點(diǎn)指引下，熱學(xué)研究取得了一定的進(jìn)展．在18世紀(jì)前半葉人們開始明白一個(gè)有意義的事實(shí)：在對(duì)混合物所做的實(shí)驗(yàn)中，亦即把溫度不同的諸物體放到一起，熱既不會(huì)被創(chuàng)生也不會(huì)被消滅．這就是說，不管熱在混合物或保持密切接觸的各種不同物體中間如何重新分布，熱的總量保持不變．現(xiàn)在可以將這條熱量守恒定律表述為：在一個(gè)不受外界影響的絕熱系統(tǒng)中，物體A失去的熱量等于物體B得到的熱量，即ΔＱＡ＋ΔＱＢ＝０．

這樣一個(gè)熱量守恒定律非常自然地使人聯(lián)想到物質(zhì)守恒的概念，有力地使熱質(zhì)說的觀點(diǎn)占了上風(fēng)．事實(shí)上，熱質(zhì)說對(duì)熱傳導(dǎo)現(xiàn)象給出了一個(gè)簡單的可信的圖像，即剩余的熱質(zhì)要從較熱的物體不斷地流向較冷的物體，直到達(dá)到平衡狀態(tài)為止．而用那種把熱視為粒子運(yùn)動(dòng)方式的觀點(diǎn)來說明這一觀察的結(jié)果確實(shí)很困難．

除此之外，熱質(zhì)說還簡易地解釋了當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的大部分熱學(xué)現(xiàn)象，比如物體溫度的變化是吸收或放出熱質(zhì)引起的，對(duì)流是載有熱質(zhì)的物體的流動(dòng)，輻射是熱質(zhì)傳播，物體受熱膨脹是因?yàn)闊豳|(zhì)粒子間的相互排斥，等等．熱質(zhì)說的成功，自18世紀(jì)80年代起幾乎使整個(gè)歐洲都相信了熱質(zhì)說的正確性，從而壓倒了熱的運(yùn)動(dòng)說．

但是，熱質(zhì)說對(duì)熱學(xué)的發(fā)展又起著嚴(yán)重的阻礙作用．既然把熱看成一種物質(zhì)，而不是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，那就不可能有各種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)的轉(zhuǎn)化．在熱質(zhì)說看來，摩擦所以生熱，只是由于摩擦把“潛熱”擠壓出來，使?jié)摕嶙兂娠@熱，使摩擦后物體的比熱比摩擦前小，所以溫度升高，而熱質(zhì)的量并沒有增加．因此，在熱質(zhì)說占統(tǒng)治地位的18世紀(jì)，人們就不可能正確理解由蒸汽機(jī)的發(fā)明所揭示的熱和機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系．

３．運(yùn)動(dòng)說的復(fù)興

到了18世紀(jì)末，熱質(zhì)說受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)．隨著實(shí)驗(yàn)材料的增多，越來越表明熱質(zhì)說不能說明物體因摩擦力做功而生熱的現(xiàn)象．1798年英國物理學(xué)家倫福德伯爵向英國皇家學(xué)會(huì)提出了一個(gè)報(bào)告“論摩擦激起的熱源”，說他在慕尼黑兵工廠監(jiān)督大炮鏜孔工作時(shí)，注意到炮筒溫度升高，鉆削下的金屬溫度更高，他提出了大量的熱是從哪里來的這個(gè)問題．他敏銳地感覺到徹底研究這一課題，對(duì)熱的本質(zhì)可望獲得進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，從而對(duì)于熱質(zhì)存在與否這個(gè)自古以來哲學(xué)家們眾說不一的問題做出合理的推測(cè)．

接著，他寫道：“熱是否來自鉆腔機(jī)所切開的金屬片？如果情形的確是這樣的話，那么根據(jù)現(xiàn)代的潛熱和熱質(zhì)學(xué)說，則金屬片的熱容不僅應(yīng)該變化，而且此變化還應(yīng)該大到足以成為產(chǎn)生所有熱的源泉．”但是，他通過在絕熱條件下所做的一系列鉆孔實(shí)驗(yàn)，比較了鉆孔前后金屬和碎屑的比熱，發(fā)現(xiàn)鉆削不會(huì)改變金屬的比熱．他還用很鈍的鉆頭鉆炮筒，半小時(shí)后炮筒升高70°F，金屬碎屑只有54ｇ，相當(dāng)于炮筒質(zhì)量的1／948，這一小部分的碎屑能夠放出這么大的“潛熱”嗎？于是，他做出結(jié)論：“這些實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的熱，不是來自金屬的潛熱或綜合熱質(zhì)．”他在論文的末尾寫道：“看來在這些實(shí)驗(yàn)中，由摩擦產(chǎn)生熱的源泉是不可窮盡的．不待說，任何與外界隔絕的物體或物體系，能夠無限制提供出來的東西，決不可能是具體的物質(zhì)實(shí)體；在我看來，在這些實(shí)驗(yàn)中被激出來的熱，除了把它看做是運(yùn)動(dòng)以外，似乎很難把它看做是其他任何東西．”

1799年，英國化學(xué)家戴維在論文中描述了實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)同周圍環(huán)境隔離開來的真空容器里，利用鐘表機(jī)件使里面的29°F的兩塊冰互相摩擦而熔解為水．他在論文中寫道：“如果熱是一種物質(zhì)的話，它一定是從這幾種方式之一產(chǎn)生的：或者是由于冰的熱容減少，或者是兩物體的氧化，或者是從周圍的物體吸引了熱質(zhì)．”可是明顯的事實(shí)是，水的熱容比冰的熱容大得多，而冰一定要加上一定量的熱才能變成水，所以摩擦并沒有減少冰的熱容．“也不是由于物體氧化引起的，因?yàn)楸静荒芪鯕猓弊詈?，他得出結(jié)論：“既然這些實(shí)驗(yàn)表明，這幾種方式不能產(chǎn)生熱質(zhì)，那么，即就不能當(dāng)做物質(zhì)．所以，熱質(zhì)是不存在的．”他明確指出熱是物體微粒的運(yùn)動(dòng)．他說：物體因摩擦而膨脹，則很明顯，它們的微粒一定會(huì)運(yùn)動(dòng)或相互分離．既然物體微粒的運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)是摩擦和撞擊必然產(chǎn)生的結(jié)果，那么，我們就可以做出合理的結(jié)論：熱是物體微粒的運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)．

倫福德和戴維的實(shí)驗(yàn)與論證是令人信服的，可以說為以后熱質(zhì)說的最終崩潰和熱的運(yùn)動(dòng)說的確立提供了最早的論據(jù)．但他們的實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)沒有被人們所重視，大多數(shù)學(xué)者并沒有因此而改變自己關(guān)于熱的本性的觀點(diǎn)．這個(gè)問題一直到19世紀(jì)熱力學(xué)第一定律問世時(shí)，才真正得到解決．

二、光的微粒說與波動(dòng)說的論爭

光學(xué)是一門最古老的物理學(xué)分支之一．光的本性問題一直是人們十分關(guān)心和熱衷探討的問題．17世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種爭論達(dá)到了空前激烈的地步，也就是物理學(xué)史上著名的微粒說與波動(dòng)說之爭．

１．根深蒂固的微粒說

１７世紀(jì)的科學(xué)巨匠牛頓，也是光學(xué)大師，關(guān)于光的本性，牛頓是這樣認(rèn)為的：光是由一顆顆像小彈丸一樣的機(jī)械微粒所組成的粒子流，發(fā)光物體接連不斷地向周圍空間發(fā)射高速直線飛行的光粒子流，一旦這些光粒子進(jìn)入人的眼睛，沖擊視網(wǎng)膜，就引起了視覺，這就是光的微粒說．牛頓用微粒說輕而易舉地解釋了光的直進(jìn)、反射和折射現(xiàn)象．由于微粒說通俗易懂，又能解釋常見的一些光學(xué)現(xiàn)象，所以很快獲得了人們的承認(rèn)和支持．

但是，微粒說并不是“萬能”的，比如，它無法解釋為什么幾束在空間交叉的光線能彼此互不干擾地獨(dú)立前時(shí)，為什么光線并不是永遠(yuǎn)走直線，而是可以繞過障礙物的邊緣拐彎傳播等現(xiàn)象．

為了解釋這些現(xiàn)象，和牛頓同時(shí)代的荷蘭物理學(xué)家惠更斯，提出了與微粒說相對(duì)立的波動(dòng)說．惠更斯認(rèn)為光是一種機(jī)械波，由發(fā)光物體振動(dòng)引起，依靠一種特殊的叫做“以太”的彈性媒質(zhì)來傳播的現(xiàn)象．波動(dòng)說不但解釋了幾束光線在空間相遇不發(fā)生干擾而獨(dú)立傳播，而且解釋了光的反射和折射現(xiàn)象，不過在解釋折射現(xiàn)象時(shí)，惠更斯假設(shè)光在水中的速度小于在空氣中的速度，這與牛頓的解釋正好相反．誰是誰非，拉開了近代科學(xué)史上關(guān)于光究竟是粒子還是波動(dòng)的激烈論爭的序幕．

盡管波動(dòng)說可以解釋不少光學(xué)現(xiàn)象，但由于它很不完善，解釋不了人們最熟悉的光的直進(jìn)和顏色的起源等問題，所以沒有得到廣泛的支持．再加上當(dāng)時(shí)受實(shí)驗(yàn)條件的限制，還無法測(cè)出水中的光速，便無法判斷牛頓和惠更斯關(guān)于折射現(xiàn)象的假設(shè)誰對(duì)誰錯(cuò)．尤其是牛頓在學(xué)術(shù)界久負(fù)盛名，他的擁護(hù)者對(duì)波動(dòng)說橫加指責(zé)，全盤否定，終于把波動(dòng)說壓了下去，致使它在很長時(shí)間內(nèi)幾乎銷聲匿跡．而微粒說盛極一時(shí)，居然在光學(xué)界稱雄整個(gè)18世紀(jì)．

2．英姿煥發(fā)的波動(dòng)說

進(jìn)入19世紀(jì)以后，曾被微粒說壓得奄奄一息的波動(dòng)說重新活躍起來．一個(gè)個(gè)嶄新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，使波動(dòng)說雄姿英發(fā)，應(yīng)付自如，進(jìn)入了一個(gè)“英雄時(shí)期”．

第一位向微粒說發(fā)起沖擊的是牛頓的同胞托馬斯?楊．1801年，年輕的托馬斯?楊一針見血地說：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并不因此非得認(rèn)為他是百無一失的．我遺憾地看到，他也會(huì)弄錯(cuò)，而他的權(quán)威也許有時(shí)阻礙了科學(xué)的進(jìn)步．”托馬斯?楊為了證明光是一種波，他在暗室中做了一個(gè)舉世聞名的光的干涉實(shí)驗(yàn)．我們知道，干涉現(xiàn)象是波動(dòng)的一個(gè)特性，托馬斯?楊的成功，證明了光確實(shí)是一種波，它只有用波動(dòng)說才能解釋，微粒說對(duì)此一籌莫展．

給微粒說以沉重打擊的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是光的衍射實(shí)驗(yàn)．衍射現(xiàn)象也是波的基本特性之一，這是一種波在傳播過程中可以繞過障礙物，或穿過小孔、狹縫而不沿直線傳播的現(xiàn)象．法國物理學(xué)家菲涅爾設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，成功地演示了明暗相間的衍射圖樣，在微粒說看來，光的衍射現(xiàn)象則是不可理解的．

給微粒說以致命打擊的是對(duì)光速值的精確測(cè)定．牛頓和惠更斯在解釋光的折射現(xiàn)象時(shí)，對(duì)于水中光速的假設(shè)是截然相反的，誰是誰非，難以證實(shí)．到了19世紀(jì)中葉，法國物理學(xué)家菲索和付科，分別采用高速旋轉(zhuǎn)的齒輪和鏡子，先后精確地測(cè)出光在水中的傳播速度只有空氣中速度的四分之三．又一次證明了波動(dòng)說的正確性．

經(jīng)過反復(fù)較量，波動(dòng)說終于壓過了微粒說，取得了穩(wěn)固的地位．到19世紀(jì)60年代，麥克斯韋總結(jié)了電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律，建立了光的電磁理論．到80年代，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并證明電磁波確實(shí)同光一樣，能夠產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象．利用光的電磁說，對(duì)于以前發(fā)現(xiàn)的各種光學(xué)現(xiàn)象，都可以做出圓滿的解釋．這一切使波動(dòng)說錦上添花，使它在同微粒說的論戰(zhàn)中，取得了無可爭辯的勝利．

3重整旗鼓的微粒說

正當(dāng)波動(dòng)說歡慶勝利的時(shí)候，意外的事情發(fā)生了，以太存在的否定和光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，這些新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)又一次要置波動(dòng)說于死地．

波動(dòng)說認(rèn)為，光是依靠充滿于整個(gè)空間的連續(xù)介質(zhì)——以太做彈性機(jī)械振動(dòng)傳播的．為了驗(yàn)證以太的存在，1887年，美國物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷使用當(dāng)時(shí)最精密的儀器，設(shè)計(jì)了一個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn)．結(jié)果證明，地球周圍根本不存在什么機(jī)械以太．沒有以太，光波和電磁波是怎樣傳播的呢？面對(duì)這一波動(dòng)說難以克服的困難，微粒說躍躍欲試．光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，使微粒說再次“復(fù)辟登基”．所謂光電效應(yīng)，就是指金屬在光的照射下，從金屬表面釋放出電子的現(xiàn)象，所釋放的電子叫做光電子．大量的實(shí)驗(yàn)證明，光電效應(yīng)的發(fā)生，只跟入射光的頻率有關(guān)，只要入射光的頻率足夠高，不管它強(qiáng)度多弱，一旦照射到金屬上，立刻就有光電子飛出．而從波動(dòng)說的觀點(diǎn)看，光電效應(yīng)是絕對(duì)無法理解的．因此，波動(dòng)說完全陷入了困境．而愛因斯坦運(yùn)用光量子說——全新意義上的微粒說，把光電效應(yīng)解釋得一清二楚．至此，光的微粒說又昂首挺胸．活躍在科學(xué)的舞臺(tái)上．但是，愛因斯坦并沒有拋棄波動(dòng)說，而是把二者巧妙地結(jié)合在一起，并辨證地指出：“光——同時(shí)又是波，又是粒子，是連續(xù)的，又是不連續(xù)的．自然界喜歡矛盾……”，這一思想充分體現(xiàn)在他的光量子理論的兩個(gè)基本方程Ｅ＝ｈν和ｐ＝(ｈ/λ)中，把粒子和波緊密地聯(lián)系在一起．

三、愛因斯坦與玻爾的歷史性論爭

20世紀(jì)最偉大的兩位物理學(xué)家阿爾伯特?愛因斯坦和尼爾斯?玻爾對(duì)于量子力學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展，都做出了重大的貢獻(xiàn)．有趣的是，在1927年9月科漠國際物理會(huì)議上，當(dāng)玻爾正式提出了他有名的“互補(bǔ)原理”之后，受到了愛因斯坦的強(qiáng)烈反對(duì)．從此，這兩位同時(shí)代、同行業(yè)的科學(xué)巨星，直到他們死去之前，共進(jìn)行了近40年具有濃厚哲學(xué)色彩的大爭論．即使是現(xiàn)在，仍可感到這一爭論對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)理論基礎(chǔ)研究所產(chǎn)生的沖擊．

１．論爭的淵源

提及這場(chǎng)大爭論，首先得從哥本哈根學(xué)派說起．

在20世紀(jì)20年代，丹麥著名物理學(xué)家玻爾在哥本哈根理論物理研究所以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、尊重他人首創(chuàng)精神的領(lǐng)導(dǎo)作風(fēng)，吸引了大批對(duì)量子物理學(xué)有著基本相同的理解的科學(xué)家，成為當(dāng)時(shí)世界上力量最雄厚的物理學(xué)派．諸如，海森伯、泡利、狄拉克等年輕的物理學(xué)家都先后在這里工作著，其中，玻爾對(duì)海森伯提出的測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系非常贊賞．1927年9月在意大利科漠召開的國際物理學(xué)會(huì)議上，玻爾提出了著名的“互補(bǔ)原理”，從哲學(xué)上對(duì)測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系加以概括，用以解釋量子理解的基本特征——波粒二象性．這一著名的互補(bǔ)原理，被稱之為量子力學(xué)的哥本哈根解釋，正是這一解釋受到了愛因斯坦的尖銳批評(píng)，從而拉開了這場(chǎng)大爭論的序幕．

2論爭的過程

愛因斯坦與玻爾的論戰(zhàn)持續(xù)了近40年之久，很令人矚目．論戰(zhàn)的內(nèi)容是圍繞著關(guān)于量子力學(xué)理論的特征和基本概念的解釋問題，而這些問題又都屬于哲學(xué)的領(lǐng)域，所以，爭論的實(shí)質(zhì)就是圍繞著量子力學(xué)的方法論原理及其哲學(xué)詮釋．論戰(zhàn)曲折迂回，高潮迭起，大致分成兩個(gè)階段．

(1)論戰(zhàn)的第一階段

1927年科漠會(huì)議上玻爾提出“互補(bǔ)原理”，對(duì)量子力學(xué)第一次作了互補(bǔ)解釋，玻爾是這樣認(rèn)為的：量子力學(xué)理論是一種以能量為動(dòng)量的統(tǒng)計(jì)守恒為基礎(chǔ)的純幾率觀點(diǎn)，量子力學(xué)的規(guī)律具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)．并且，他主張?jiān)诹孔游锢碇袘?yīng)當(dāng)拋棄因果性和決定論的概念，而代之以互補(bǔ)原理．

1927年10月，第五次索爾維國際物理學(xué)討論會(huì)在布魯塞爾召開，愛因斯坦在會(huì)上發(fā)言，第一次在公開場(chǎng)合下對(duì)量子力學(xué)的發(fā)展表示不滿．他反對(duì)拋棄嚴(yán)格的因果性和決定論的概念，堅(jiān)持基本理論不應(yīng)當(dāng)是統(tǒng)計(jì)性的，他認(rèn)為在幾率解釋的后面應(yīng)當(dāng)有更深一層的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)能夠揭示微觀世界的因果性聯(lián)系，所以他在會(huì)議上支持德布羅意的導(dǎo)波理論．

為了揭露量子力學(xué)理論的邏輯矛盾性，從而否定測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，愛因斯坦還精心設(shè)計(jì)了一系列的理想實(shí)驗(yàn)，企圖駁倒玻爾，玻爾據(jù)理力爭，一次次巧妙地?cái)[脫了困境．例如，愛因斯坦設(shè)計(jì)了一個(gè)可以稱重量，且有可控快門的光箱子實(shí)驗(yàn)，并以此來否定能量對(duì)時(shí)間的測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系．而對(duì)此嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，玻爾經(jīng)過一個(gè)不眠之夜的緊張思考，終于喜出望外地發(fā)現(xiàn)．可以“以其人之道還治其人之身”的辦法回?fù)魫垡蛩固梗蠢脨垡蛩固箯V義相對(duì)論中時(shí)鐘速率與引力勢(shì)的關(guān)系，駁倒了愛因斯坦的挑戰(zhàn)．因此，愛因斯坦不得不承認(rèn)量子力學(xué)的邏輯一貫性．

（2）論戰(zhàn)的第二階段

當(dāng)愛因斯坦試圖從邏輯上反駁哥本哈根學(xué)派而遭受挫折后，便放棄了這方面的努力，轉(zhuǎn)而集中于批評(píng)量子力學(xué)理論的不完備性．1931年2月26日，愛因斯坦等三人合作發(fā)表了“量子力學(xué)中過去和未來的知識(shí)”的文章，認(rèn)為測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式并不能提供量子力學(xué)的過去的確定知識(shí)．從而拉開了進(jìn)一步的論戰(zhàn)．1935年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森一起發(fā)表了題為“能認(rèn)為量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是完備的嗎？”一文，提出了著名的以他們?nèi)诵彰^一個(gè)字母命名的“EPR悖論”，使這場(chǎng)論戰(zhàn)再次出現(xiàn)了高峰．文章首先提出了理論的完備性和實(shí)在性的定義，并建立了一種“非此即彼”的抉擇關(guān)系，即量子力學(xué)理論如果是完備的，則不可對(duì)易算子所表征的物理量不同時(shí)為實(shí)在；或者相反，如果理論是不完備的，則物理量同時(shí)為實(shí)在．其次，文章證明，如果波函數(shù)所提供的描述是完備的，那么所涉及的不可對(duì)易量必定是實(shí)在的．而根據(jù)前面所建立的“非此即彼”抉擇關(guān)系，不難看出，其唯一可能的結(jié)論是波函數(shù)所提供的描述為不完備的．愛因斯坦等人通過對(duì)兩個(gè)相干系統(tǒng)的分析，做到了不僅是完成了邏輯上的詰難，而且還具體地構(gòu)造了一個(gè)滿足“排除了干擾的測(cè)量”的要求的體系，用以說明量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是不完備的．這稱之為“EPR悖論”．

EPR悖論邏輯結(jié)構(gòu)是十分嚴(yán)密的，要進(jìn)行反駁是極其不易的．但EPR悖論中所提出的定義及觀點(diǎn)，又必須最后訴諸“測(cè)定”，既然還有賴于測(cè)量，那就恰好為玻爾的反駁提供了突破點(diǎn)．

1935年10月，玻爾以相同的標(biāo)題公開回答了上述諸難．指出既然EPR的作者在“實(shí)在性”的定義中談?wù)摿藴y(cè)量，那么就不應(yīng)該把測(cè)量操作與被測(cè)對(duì)象割裂開來討論，而必須把現(xiàn)象同獲取現(xiàn)象的條件以及器械包括