替代性事實像病毒一樣在整個社會中傳播?，F(xiàn)在，看來他們甚至感染了科學(xué)，至少在量子領(lǐng)域。這似乎與直覺相反。畢竟，科學(xué)方法是建立在觀察，測量和可重復(fù)性的可靠概念上的。通過度量確定的事實應(yīng)該是客觀的，以便所有觀察者都可以同意。
但是，在最近發(fā)表在《科學(xué)進展》上的一篇論文表明，在由量子力學(xué)的奇怪規(guī)則支配的原子和粒子的微觀世界中，兩個不同的觀察者有權(quán)獲得自己的事實。換句話說，根據(jù)我們對自然本身構(gòu)成部分的最佳理論，事實實際上可以是主觀的。
觀察者是量子世界中強大的參與者。粒子可以同時處于多個位置或狀態(tài)，這稱為疊加。但是奇怪的是，只有在沒有觀察到它們的情況下，情況才如此。第二秒鐘，你觀察到一個量子系統(tǒng)，它選擇了一個特定的位置或狀態(tài)，打破了疊加。大自然以這種方式表現(xiàn)的事實已經(jīng)在實驗室中得到了多次證實，例如著名的雙縫實驗。
1961年，物理學(xué)家尤金·維格納（Eugene Wigner）提出了一個具有啟發(fā)性的思想實驗。他質(zhì)疑當將量子力學(xué)應(yīng)用于觀察者時會發(fā)生什么。想象一下，威格納的一位朋友在一個封閉的實驗室里扔出了一枚量子硬幣，它的正面和反面都是重疊的。每當朋友扔硬幣時，他們都會觀察到一定的結(jié)果。我們可以說維格納的朋友證實了一個事實：拋硬幣的結(jié)果不是正面就是反面。
威格納無法從外部獲得這一事實，根據(jù)量子力學(xué)，他必須描述朋友和硬幣，使其與所有可能的實驗結(jié)果重疊。那是因為它們是“糾纏的” — 怪異地相連，所以如果你操縱其中一個，同時你也會操縱另一個。威格納現(xiàn)在可以使用所謂的“ 干擾實驗 ” 原理來驗證這種疊加，這是一種量子測量，可以使你解開整個系統(tǒng)的疊加，從而確認兩個物體被糾纏了。
當威格納和朋友比較硬幣時，朋友會堅持認為每次拋硬幣都可以看到明確的結(jié)果。然而，每當他觀察朋友和硬幣時，維格納都會不同意。
這是一個難題。朋友所感知的現(xiàn)實無法與外界的現(xiàn)實相協(xié)調(diào)。維格納原本并不認為這是一個悖論，但他認為將一個有意識的觀察者描述為一個量子物體是荒謬的。但是，他后來偏離了這一觀點，并且根據(jù)有關(guān)量子力學(xué)的正式教科書，證實該描述是完全正確的。
該方案長期以來一直是一個有趣的思想實驗。但這反映了現(xiàn)實嗎？從科學(xué)上講，直到最近，維也納大學(xué)的?aslavBrukner證明，在一定的假設(shè)下，維格納的思想可以用來正式證明量子力學(xué)中的測量受觀察者主觀影響。
布魯克納提出了一種通過將維格納的朋友場景轉(zhuǎn)換成物理學(xué)家約翰·貝爾（John Bell）于1964年建立的框架來檢驗這一概念的方法。布魯克納在兩個單獨的盒子中考慮了兩對維格納和朋友，在共享狀態(tài)下（內(nèi)部和內(nèi)部）進行測量。在各自的盒子外面。可以對結(jié)果進行總結(jié)，最終將其用于評估所謂的“貝爾不平等”。如果違反了這種不平等，觀察者可能會有其它事實。
第一張量子糾纏照片
現(xiàn)在，首次進行了由三對糾纏光子組成的小型量子計算機上的實驗測試。第一個光子對代表硬幣，其它兩個光子用于在各自盒子內(nèi)進行拋硬幣（測量光子的極化）。在這兩個盒子外面，每邊都留有兩個光子，它們也可以被測量。
盡管使用了最先進的量子技術(shù)，但花了數(shù)周時間才從六個光子收集足夠的數(shù)據(jù)以生成足夠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。但是最終，證明了量子力學(xué)可能確實與客觀事實的假設(shè)不相容-我們違反了不等式。
但是，該理論基于一些假設(shè)。其中包括測量結(jié)果不受光速以上信號的影響，觀察者可以自由選擇要進行的測量。事實可能并非如此。
另一個重要的問題是，是否可以將單個光子視為觀察者。在布魯克納的理論建議中，觀察者不需要保持意識，他們僅能夠以測量結(jié)果的形式建立事實。因此，無生命的檢測器將是有效的觀察者。教科書上的量子力學(xué)沒有給我們?nèi)魏卫碛上嘈趴梢员恢圃斐芍挥袔讉€原子的探測器，不應(yīng)像光子一樣被描述為量子物體。標準量子力學(xué)也可能不適用于較大的尺度，但是測試是一個單獨的問題。
因此，該實驗表明，至少對于量子力學(xué)的局部模型，我們需要重新考慮客觀性的概念。我們在宏觀世界中經(jīng)歷的事實似乎仍然安全，但是關(guān)于量子力學(xué)的現(xiàn)有解釋如何能夠容納主觀事實的問題引起了一個主要問題。
一些物理學(xué)家將這些新發(fā)現(xiàn)視為支持各種問題的解釋，這些解釋允許一個觀察結(jié)果發(fā)生多個結(jié)果，例如，每個結(jié)果發(fā)生的平行宇宙的存在。其他人則將其視為本質(zhì)上依賴于觀察者的理論的有力證據(jù)，例如量子貝葉斯主義，其中代理的行為和經(jīng)驗是該理論的核心關(guān)注點。但是，還有其他人將其作為有力的指針，即量子力學(xué)可能會分解到某些高維度中。
顯然，這些都是關(guān)于現(xiàn)實的基本本質(zhì)的深刻的哲學(xué)問題。無論答案如何，一個有趣的未來都在等待著我們。
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