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欧洲研究人员说,客观现实可能不存在

 竺言小聚 2019-04-19

欧洲研究人员说,客观现实可能不存在

  • 1961年,诺贝尔物理学奖得主尤金·维格纳(Eugene Wigner)提出了一种思想实验,通过测量一个光子,两个观察者的现实可以产生分歧。
  • 研究人员最近测试了维格纳的思维实验,得出结论认为现实是不可调和的。

客观现实是不可知的。最近发表在预印期刊arxiv上的一项研究的研究人员基于据1961年诺贝尔奖获得者、物理学家尤金·维格纳(Eugene Wigner)的一项著名思想实验,他们设计了一种方法,让观察者以不同的方式测量光子的状态,每种测量都是同样有效的。

一只更人性化的薛定谔的猫

维格纳的朋友实验以一种更人性化、最终可测试的方式重新想象了薛定谔的猫的思维实验。

虽然维格纳的朋友实验肯定是一个更加人性化的薛定谔猫,但它同样令人费解。这是简单的版本:维格纳的朋友,一位物理学家,独自在她的实验室里测量光子是水平偏振还是垂直偏振。在她测量它之前,光子处于一种“叠加”状态,也就是说,它的偏振既是水平的,也是垂直的。当她量过后,她得到了一个答案。光子的偏振要么是水平的,要么是垂直的,而不是两者兼而有之。叠加崩溃。

欧洲研究人员说,客观现实可能不存在

就量子力学而言,这很简单。但是维格纳此刻站在实验室外面。他不知道他的朋友是否测量了光子,也不知道结果会是什么。从他的外部观点来看,光子和记录仍处于叠加状态。

对于维格纳来说,叠加状态存在;对于维格纳的朋友来说,它已经崩溃到了一个确定的状态。它们的现实有所不同,但这两种现实仍然同样有效。这使得尤金·维格纳认为,没有一个有意识的观察者,量子测量是不可能存在的。

他在一本书中写道:“不可能在没有意识的情况下,以完全一致的方式表述量子力学的定律。无论我们未来的观念如何发展,对外部世界的研究都会得出这样的结论,即意识的内容是终极现实,这一点仍将是引人注目的。”

打破客观现实

大多数思想实验仍然是个谜,我们只能用头脑来解开。任何道德委员会都不会允许一支队伍去测试薛定谔的猫。但物理学和技术的进步使研究人员有能力测试维格纳的朋友的思维实验。他们在加倍努力的同时也做到了这一点。

研究人员创建了两个实验室,这两个实验室被引入纠缠光子,因此对一个光子的影响必须对另一个光子产生影响。每个实验室里都有一个助手,外面有两个观察者,名叫爱丽丝和鲍勃(不是真实的人,而是实验装置中的仪器)。

欧洲研究人员说,客观现实可能不存在

助手们测量了纠缠对中的一个光子,以确定该光子的偏振态。就像维格纳的朋友一样,这个叠加也崩溃了。然后,研究人员让爱丽丝和鲍勃做了一个非经典的干涉实验。如果光子选择了一个状态,干涉实验将给爱丽丝和鲍勃一个图案。如果他们没有,爱丽丝和鲍勃将得到另一种模式。

结果表明,爱丽丝和鲍勃可以得出不同于他们的助手的结论,但仍然是正确的和可验证的。

因斯布鲁克大学(University Of Innsbruck)博士后研究员、该研究的共同作者之一马丁·林鲍尔(Martin Ringbauer)说:“看来,与经典物理学不同,测量结果不能被认为是绝对真实的,但必须相对于执行测量的观察者来理解。”

正如研究人员指出的那样,他们的实验为科学提出了有趣的问题,特别是在物理学中,但也对一般的科学方法提出了有趣的问题。科学依赖于可以通过观察和测量确定的事实,而这些事实不应受制于观察者。另一位观察者应该能够独立验证它们。但是,如果这类测量是依赖于观察者的,那么这个科学事业的未来可能会有一些自我反省。

研究人员得出结论:“这种选择要求我们接受不同观察者对实验中发生的事情不可调和的不同意见的可能性。”

客观上是主观的

为了缓解任何存在的危机,值得注意的是,arxiv是一种预印期刊。这意味着,根据本文作者的知识,自发表之日起,这项研究还没有经过同行评议。经审查后,该领域的其他人可能会看到遗漏或从数据中得出其他结论。辩论也是科学方法的一部分。

在量子力学中尤其如此。调查表明,对于量子力学告诉我们什么是现实,以及它的基本问题是什么,物理学家之间的观点大相径庭。事实上,测量叠加和测量的想法被证明是非常有争议,以至于阿尔伯特·爱因斯坦拒绝接受它,显然,他被它的含义所困扰。

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