最新量子物理实验表明：客观存在不存在

照片:尼克/弗利克/CC BY 2.0

替代事实(即没有真相，充满选择性的谎言)像病毒一样在整个社会传播。现在看来，它甚至已经感染了科学——至少是量子领域。

这似乎违反直觉。毕竟，科学是建立在观察、测量和再现的基础上的。由测量实验确定的事实应该是客观的，因此它们可以被所有观察者一致同意。

然而，最近发表在《科学进步》杂志上的一篇论文表明，在一个由原子和粒子组成并受量子力学规则支配的微观世界中，两个不同的观察者有权从各自的角度接受事实。

换句话说，根据我们对自然元素本身的理论，事实实际上是主观的。

观察者是量子世界的有力参与者。据此，粒子可以同时处于多个位置或状态——即量子叠加。

然而，奇怪的是只有在没有被观察到的时候才会有叠加。当你观察一个量子系统时，它会选择一个特定的位置或者打破叠加态。事实上，这种行为在自然界中已经被实验室多次证明——例如，著名的双缝实验。

1961年，物理学家尤金·维格纳提出了一个实验——当量子力学应用于被观察的观察者时会发生什么。

维格纳的一个朋友在一个封闭的实验室里扔了一枚硬币。硬币是由正面和背面叠加而成的。每次你扔硬币，你都会看到一个明确的结果。因此，我们可以肯定地说，维格纳的朋友证明了这样一个事实，即抛硬币的结果要么是正面的，要么是负面的。

然而，由于实验室封闭，魏格纳无法从外部世界了解这一事实。根据量子力学，这个朋友和硬币必须组合成实验的所有可能结果的叠加，因为它们是“纠缠的”。控制一个意味着你在控制另一个。

魏格纳原则上可以用所谓的“干涉实验”来验证这种叠加。这种测量方法允许研究人员解开整个叠加系统，以确认这两个物体是否交织在一起。

当维格纳和他的朋友比较实验笔记时，朋友会坚持说他清楚地看到了每次抛硬币的结果，但是当维格纳观察到朋友和硬币处于叠加状态时，他会不同意这个结论。

他的朋友感知到的现实与外部现实不一致。

实验

这个场景一直是一个有趣的思考实验，但是它反映了现实吗？

最近，维也纳大学的aslav Brukner证明了在某些假设下，量子力学的测量对观察者来说是主观的。

布鲁克纳提出了一种测试方法，将维格纳的硬币实验转化为物理学家约翰·贝尔在1964年建立的框架。最后的结论可以用来估计贝尔不等式。如果这个不等式被打破，观察者可能会得到一个替代的事实。

在具体操作中，研究人员在爱丁堡的霍洛维茨大学用一台由三对纠缠光子组成的小型量子计算机进行了实验测试。

第一个光子对代表硬币，而另外两个光子对相当于在它们各自的盒子里扔硬币(测量光子偏振)。在两个盒子的外面，两边各有两个光子，它们也可以被测量。

尽管使用了最先进的量子技术，研究人员花了几个星期才从六个光子中收集到足够的统计数据。但最终，他们成功地证明了量子力学可能确实与客观事实的假设不相容——打破了不平等。

然而，这一理论是基于假设的，包括测量结果不受光速以上信号的影响，观察者可以*选择要进行的测量。

另一个重要的问题是单个光子是否可以被认为是观察者。在布鲁克纳的理论中，观察者不需要有意识，只需要能够以测量结果的形式确定事实。

因此，这个实验表明，至少对于量子力学的局部模型来说，我们需要重新思考什么是客观性。宏观世界的事实应该是安全的。主要问题是现有的量子力学解释如何适应主观事实。

一些物理学家认为这些新的发展为不止一个观察提供了理论支持。例如，在平行宇宙中，每个结果都是可能的。

显然，这些都是关于现实基本性质的哲学问题。不管答案是什么，一个有趣的未来就在我们面前。

蝌蚪工作人员从sciencealert编译，翻译狗Gege，转载必须授权。