歐洲研究人員說,客觀現實可能不存在

歐洲研究人員說,客觀現實可能不存在

  • 1961年,諾貝爾物理學獎得主尤金·維格納(Eugene Wigner)提出了一種思想實驗,通過測量一個光子,兩個觀察者的現實可以產生分歧。
  • 研究人員最近測試了維格納的思維實驗,得出結論認為現實是不可調和的。

客觀現實是不可知的。最近發表在預印期刊arxiv上的一項研究的研究人員基於據1961年諾貝爾獎獲得者、物理學家尤金·維格納(Eugene Wigner)的一項著名思想實驗,他們設計了一種方法,讓觀察者以不同的方式測量光子的狀態,每種測量都是同樣有效的。

一隻更人性化的薛定諤的貓

維格納的朋友實驗以一種更人性化、最終可測試的方式重新想象了薛定諤的貓的思維實驗。

雖然維格納的朋友實驗肯定是一個更加人性化的薛定諤貓,但它同樣令人費解。這是簡單的版本:維格納的朋友,一位物理學家,獨自在她的實驗室裡測量光子是水平偏振還是垂直偏振。在她測量它之前,光子處於一種“疊加”狀態,也就是說,它的偏振既是水平的,也是垂直的。當她量過後,她得到了一個答案。光子的偏振要麼是水平的,要麼是垂直的,而不是兩者兼而有之。疊加崩潰。

歐洲研究人員說,客觀現實可能不存在

就量子力學而言,這很簡單。但是維格納此刻站在實驗室外面。他不知道他的朋友是否測量了光子,也不知道結果會是什麼。從他的外部觀點來看,光子和記錄仍處於疊加狀態。

對於維格納來說,疊加狀態存在;對於維格納的朋友來說,它已經崩潰到了一個確定的狀態。它們的現實有所不同,但這兩種現實仍然同樣有效。這使得尤金·維格納認為,沒有一個有意識的觀察者,量子測量是不可能存在的。

他在一本書中寫道:“不可能在沒有意識的情況下,以完全一致的方式表述量子力學的定律。無論我們未來的觀念如何發展,對外部世界的研究都會得出這樣的結論,即意識的內容是終極現實,這一點仍將是引人注目的。”

打破客觀現實

大多數思想實驗仍然是個謎,我們只能用頭腦來解開。任何道德委員會都不會允許一支隊伍去測試薛定諤的貓。但物理學和技術的進步使研究人員有能力測試維格納的朋友的思維實驗。他們在加倍努力的同時也做到了這一點。

研究人員創建了兩個實驗室,這兩個實驗室被引入糾纏光子,因此對一個光子的影響必須對另一個光子產生影響。每個實驗室裡都有一個助手,外面有兩個觀察者,名叫愛麗絲和鮑勃(不是真實的人,而是實驗裝置中的儀器)。

歐洲研究人員說,客觀現實可能不存在

助手們測量了糾纏對中的一個光子,以確定該光子的偏振態。就像維格納的朋友一樣,這個疊加也崩潰了。然後,研究人員讓愛麗絲和鮑勃做了一個非經典的干涉實驗。如果光子選擇了一個狀態,干涉實驗將給愛麗絲和鮑勃一個圖案。如果他們沒有,愛麗絲和鮑勃將得到另一種模式。

結果表明,愛麗絲和鮑勃可以得出不同於他們的助手的結論,但仍然是正確的和可驗證的。

因斯布魯克大學(University Of Innsbruck)博士後研究員、該研究的共同作者之一馬丁·林鮑爾(Martin Ringbauer)說:“看來,與經典物理學不同,測量結果不能被認為是絕對真實的,但必須相對於執行測量的觀察者來理解。”

正如研究人員指出的那樣,他們的實驗為科學提出了有趣的問題,特別是在物理學中,但也對一般的科學方法提出了有趣的問題。科學依賴於可以通過觀察和測量確定的事實,而這些事實不應受制於觀察者。另一位觀察者應該能夠獨立驗證它們。但是,如果這類測量是依賴於觀察者的,那麼這個科學事業的未來可能會有一些自我反省。

研究人員得出結論:“這種選擇要求我們接受不同觀察者對實驗中發生的事情不可調和的不同意見的可能性。”

客觀上是主觀的

為了緩解任何存在的危機,值得注意的是,arxiv是一種預印期刊。這意味著,根據本文作者的知識,自發表之日起,這項研究還沒有經過同行評議。經審查後,該領域的其他人可能會看到遺漏或從數據中得出其他結論。辯論也是科學方法的一部分。

在量子力學中尤其如此。調查表明,對於量子力學告訴我們什麼是現實,以及它的基本問題是什麼,物理學家之間的觀點大相徑庭。事實上,測量疊加和測量的想法被證明是非常有爭議,以至於阿爾伯特·愛因斯坦拒絕接受它,顯然,他被它的含義所困擾。


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