客观现实不存在，量子实验表明
替代事实像病毒一样在社会上传播。现在，它们似乎已经感染了科学——至少是量子领域。这似乎有悖常理。科学方法毕竟是建立在观察、测量和重复性的可靠概念之上的。一个由测量所确定的事实应该是客观的，这样所有的观察者都能同意它。
，但是在最近发表在《科学进展》杂志上的一篇论文中，我们表明，在原子和粒子的微观世界中，受量子力学奇怪规则的支配，两个不同的观察者有权拥有他们自己的事实。换言之，根据我们对自然构造块本身的最佳理论，事实实际上是主观的。
观测者是量子世界中强有力的参与者。根据这个理论，粒子可以同时处于多个位置或状态，这叫做叠加。但奇怪的是，只有在没有被观察到的情况下才会出现这种情况。当你观察到一个量子系统时，它会选择一个特定的位置或破坏叠加态的状态。自然界的这种行为在实验室里已经被多次证明了——例如，在著名的双缝实验中，
相关：1961年物理学中18个最大的未解之谜
，物理学家尤金·维格纳提出了一个激发性的思维实验。他质疑当把量子力学应用到一个自己正在被观察的观察者身上时会发生什么。想象一下，维格纳的一个朋友在一个封闭的实验室里投掷了一枚量子硬币，它是由正面和反面叠加而成的。每次朋友掷硬币，他们都会看到一个明确的结果。我们可以说，维格纳的朋友建立了一个事实：掷硬币的结果肯定是头或尾。
维格纳无法从外部获得这个事实，根据量子力学，必须描述朋友和硬币处于实验所有可能结果的叠加状态。这是因为它们是“纠缠”在一起的——诡异地连接在一起，所以如果你操控一个，你也操控另一个。维格纳现在原则上可以用所谓的“干涉实验”来验证这种叠加，这种量子测量可以让你解开整个系统的叠加，确认两个物体是纠缠的。
当维格纳和他的朋友稍后比较笔记时，这位朋友会坚持说他们每次掷硬币都看到了明确的结果。然而，每当维格纳观察到朋友和硬币处于叠加状态时，他都会有不同意见。
这是一个难题。朋友所感知的现实与外在的现实是不可调和的。维格纳最初并不认为这是一个悖论，他认为把一个有意识的观察者描述为量子物体是荒谬的。然而，他后来偏离了这一观点，根据量子力学的正式教科书，这种描述是完全正确的。
实验情景长期以来一直是一个有趣的思想实验。但它是否反映了现实？在科学上，这方面几乎没有进展，直到最近，维也纳大学的乔阿斯拉夫·布鲁克纳证明，在某些假设下，Wigner的想法可以用来正式证明量子力学中的测量对观测者来说是主观的。
Brukner提出了一种测试这一概念的方法，将Wigner的朋友场景转换为物理学家John Bell于1964年首先建立的框架。布鲁克纳把两对维格纳和朋友放在两个独立的盒子里，在各自盒子的内部和外部对一个共享的状态进行测量。这些结果可以总结出来，最终用于评价所谓的“贝尔不等式”。如果这个不平等被打破，观测者可以有其他的事实。
我们现在第一次在爱丁堡的Heriot Watt大学的一个小规模的量子计算机上进行了这个实验子宫由三对纠缠光子组成。第一个光子对代表硬币，另外两个用于在它们各自的盒子里进行硬币投掷-测量光子的偏振度。在这两个盒子外，每边还保留着两个同样可以测量的光子。
尽管使用了最先进的量子技术，但仅从六个光子收集足够的数据就花了数周时间来生成足够的统计数据。但最终，我们成功地证明量子力学可能确实与客观事实的假设不相容——我们违反了不等式。
然而，这个理论是基于一些假设。这包括测量结果不受超过光速的信号影响，并且观察者可以自由选择进行什么测量。可能是这样，也可能不是这样。
另一个重要的问题是单光子是否可以被视为观察者。在布鲁克纳的理论建议中，观察者不需要有意识，他们只需要能够以测量结果的形式确定事实。因此，一个无生命的探测器将是一个有效的观察者。教科书中的量子力学让我们没有理由相信一个探测器，可以被制造成几个原子那么小，不应该被描述成像光子一样的量子物体。也有可能标准量子力学不适用于大尺度，但测试是一个单独的问题。
因此，这个实验表明，至少对于量子力学的局部模型，我们需要重新思考客观性的概念。我们在宏观世界中所经历的事实似乎仍然是安全的，但是一个主要的问题出现在量子力学的现有解释如何能容纳主观事实上。“KDSPE”“KDSPs”一些物理学家将这些新的发展视为支持解释，允许对观察结果产生不止一种结果，例如。每个结果都发生的平行宇宙的存在。另一些人则认为，这是量子贝叶斯等本质上依赖于观察者的理论的有力证据，在这种理论中，主体的行为和经验是该理论的核心关注点。但另一些人认为这是一个强有力的指针，也许量子力学会在一定的复杂性尺度之上崩溃。不管答案是什么，一个有趣的未来正在等待。
这篇文章最初是在对话中发表的。这篇文章为Live Science的专家之声贡献了一篇文章：评论和见解。
LUM
2024-12-25 广告
