手跡可李2020-08-18 13:47將近60年前，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者尤金·威格納（Eugene Wigner）在一項(xiàng)思想實(shí)驗(yàn)中捕捉到了量子力學(xué)的眾多奇特之一。他想象著他的一個(gè)朋友，被密封在實(shí)驗(yàn)室里，在維格納站在外面時(shí)測(cè)量諸如原子之類的粒子。著名的量子力學(xué)允許粒子同時(shí)占據(jù)多個(gè)位置（所謂的疊加），但是朋友的觀察使粒子“塌陷”到一個(gè)點(diǎn)。但是對(duì)于維格納來說，疊加仍然存在：崩潰只有在他稍后某個(gè)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量時(shí)才會(huì)發(fā)生。更糟糕的是，維格納還看到朋友處于疊加狀態(tài)。他們的經(jīng)驗(yàn)直接沖突。
現(xiàn)在，澳大利亞和臺(tái)灣的研究人員也許最清楚地證明了維格納悖論是真實(shí)的。
在本周發(fā)表在《自然物理學(xué)》上的一項(xiàng)研究中，他們將思想實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)定理，該定理確認(rèn)了方案核心的不可調(diào)節(jié)矛盾。該團(tuán)隊(duì)還使用光子作為人類的代理，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試了該定理。維格納認(rèn)為解決這一悖論需要量子力學(xué)能夠打破諸如人類觀察者之類的大型系統(tǒng)，而一些新研究的作者則認(rèn)為，根本性的東西也像薄冰一樣：客觀性。這可能意味著沒有絕對(duì)的事實(shí)，對(duì)我和對(duì)你都是如此。
“這有點(diǎn)令人不安，”格里菲斯大學(xué)的合著者娜拉·蒂施勒（Nora Tischler）說?！皽y(cè)量結(jié)果是科學(xué)的基礎(chǔ)。如果這不是絕對(duì)的，那就很難想象了。
”
洛桑大學(xué)的物理學(xué)家兼哲學(xué)家達(dá)斯汀·拉扎羅維奇（Dustin Lazarovici）說，對(duì)于那些把維格納（Wigner）這樣的思想實(shí)驗(yàn)當(dāng)作解釋性的肚臍注視而不予考慮的物理學(xué)家，該研究表明矛盾可能會(huì)出現(xiàn)。
他說：“本文竭盡全力說出那些只想討論一些根本性問題的人的語言，從而可能迫使至少一些人直面這些問題?！?div style="height:15px;">
近年來，維格納的思想實(shí)驗(yàn)受到了新的關(guān)注。
2015年，維也納大學(xué)的?aslavBrukner測(cè)試了最直觀的方法來解決這一悖論：實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)室中的朋友已經(jīng)在一處或另一處看到了粒子，而Wigner只是不知道那是什么。
。用量子論的術(shù)語來說，朋友的結(jié)果是一個(gè)隱藏變量。
布魯克納在他自己的思想實(shí)驗(yàn)中排除了這個(gè)結(jié)論，他使用了一種基于量子糾纏的技巧，將隱藏的變量公開化。
他設(shè)想建立兩個(gè)對(duì)的維格納配對(duì)，并給每個(gè)粒子一個(gè)與其伴侶糾纏在一起的粒子，以使它們的屬性在測(cè)量時(shí)相互關(guān)聯(lián)。每個(gè)朋友測(cè)量粒子，每個(gè)維格納測(cè)量朋友的粒子，然后兩個(gè)維格納比較音符。重復(fù)該過程。
如果朋友看到明確的結(jié)果（您可能會(huì)懷疑），維格納斯自己的發(fā)現(xiàn)將僅顯示出弱的相關(guān)性。但是相反，他們發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)相關(guān)性的模式。
“您遇到矛盾，”布魯克納說。
但是在2018年，亞利桑那大學(xué)物理學(xué)哲學(xué)家理查德·希利（Richard Healey）指出了布魯克納的思想實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)漏洞，蒂舍爾和她的同事們現(xiàn)已關(guān)閉了這一漏洞。在他們的新方案中，他們做出了四個(gè)假設(shè)。一個(gè)是朋友獲得的結(jié)果是真實(shí)的：它們可以與其他度量結(jié)合起來以形成共享的知識(shí)語料庫。他們還假設(shè)量子力學(xué)是普遍的，對(duì)觀察者和對(duì)粒子一樣有效。觀察者所做的選擇沒有因上帝般的超決定論而引起的特殊偏見；并且物理學(xué)是局部的，除了最有限形式的“怪異動(dòng)作”，在遠(yuǎn)處都沒有。
然而，他們的分析表明，維格納悖論的矛盾仍然存在。
該團(tuán)隊(duì)的桌面實(shí)驗(yàn)（在實(shí)驗(yàn)中他們創(chuàng)建了糾纏的光子）也支持了這一悖論。光學(xué)元件將每個(gè)光子控制在一條取決于其極化的路徑上：這相當(dāng)于朋友們的觀察結(jié)果。然后，光子進(jìn)入扮演維格納角色的第二組元素和探測(cè)器。團(tuán)隊(duì)再次發(fā)現(xiàn)，朋友和維格納夫婦之間的不可調(diào)和不匹配。而且，它們精確地改變了粒子的糾纏程度，并表明與Brukner的情形不同，這種失配是在不同的條件下發(fā)生的。“這表明我們確實(shí)在這里有了新的東西，”蒂施勒說。
它還表明必須給出四個(gè)假設(shè)之一。很少有物理學(xué)家認(rèn)為超定論可能是罪魁禍?zhǔn)?。有些人將局域性視為薄弱點(diǎn)，但它的失敗將是顯而易見的：一個(gè)觀察者的動(dòng)作甚至在很遠(yuǎn)的距離內(nèi)都會(huì)影響另一人的結(jié)果-一種比量子理論家通常認(rèn)為的類型更強(qiáng)的非局域性。因此，有人質(zhì)疑觀察者可以憑經(jīng)驗(yàn)匯總其測(cè)量結(jié)果的宗旨。
“一個(gè)觀察者有事實(shí)，另一觀察者有事實(shí)；研究的合著者和格里菲斯物理學(xué)家霍華德·懷斯曼（Howard Wiseman）建議。
這是一種激進(jìn)的相對(duì)主義，至今仍令許多人感到震驚。布宜諾斯艾利斯大學(xué)物理學(xué)哲學(xué)家奧林匹亞·倫巴第（Olimpia Lombardi）說：“從經(jīng)典的角度來看，每個(gè)人看到的東西都被認(rèn)為是客觀的，獨(dú)立于其他任何人看到的東西?！?div style="height:15px;">
然后，維格納得出結(jié)論，量子力學(xué)本身就崩潰了。在這些假設(shè)中，通過對(duì)量子力學(xué)進(jìn)行更大范圍探索的實(shí)驗(yàn)，它是最可直接測(cè)試的。格里菲斯的另一位合著者埃里克·卡瓦爾坎蒂（Eric Cavalcanti）說，但是一個(gè)無法在分析中幸存下來的職位是沒有職位。他說：“大多數(shù)物理學(xué)家都認(rèn)為：'那只是哲學(xué)上的龐然大物。' “他們將很難過?！?div style="height:15px;">
