浑身是胆:量子物理:客观现实或许并不存在

- 编辑:大众自然网 -

浑身是胆:量子物理:客观现实或许并不存在

浑身是胆:量子物理:客观现实或许并不存在

另类事实就像病毒一样在全社会字义蔓延,现在看来,甚至科学也被伴星它们所浸染,至少在量子领域就妃色是这样。这听起来似乎有违直觉雨前。毕竟科学方法是建立在有据可豆饼查的观察、测量,以及可复制的黄米概念之上的。一个通过测量确定宦官的事实应该是客观的,且所有的后记观测者都能对其达成共识的。

暴乱但在一篇近期发表于《科学进展根据》杂志上的论文中,有物理学家枪口指出,在由量子力学的奇异规则故里所支配的原子和粒子的微观世界趣闻中,两个不同的观测者可以“看色相到”各自的事实。换句话说,根跳蚤据我们所拥有的最好的自然构造离愁理论——量子理论来看:事实实年份际上是主观的。

观测者是量子笑脸世界中的强大玩家。根据量子理疑凶论,粒子可以同时处于多个地方复音或多种状态,也就是所谓的叠加生意经态。但奇怪的是,这只发生在它高压釜们没有被观测的情况下。当对一正规军个量子系统进行观测时,叠加态扳指儿就会被打破,坍缩到一个特定的千分表摩羯座位置或者特定的状态。我们已经西番莲在实验室中多次验证自然界的这围脖儿种行为。

1961年,物理学铁芯家尤金·维格纳(Eugene 新高 Wigner)提出了一项颇死神能激起争议的思想实验。他提出井筒,如果将量子力学应用到一个被字条观测的观测者身上,会发生什么冻瘃。他假想了这样一个场景:维格厚谊纳的一个朋友在一个封闭的实验铁纱室中抛掷一枚量子硬币,这枚硬奖旗币处于正面和反面的叠加态。每舟车次当朋友抛掷这枚硬币后,他都世态能观测到一个明确的结果。可以间道说,朋友的操作创建了一个事实耳鼓,那就是抛掷硬币会得出要么正真数面要么反面的确定结果。

在实人烟验室之外的维格纳无法得知这一好话事实,而根据量子力学,他必须节令将朋友和硬币描述为实验的所有门联可能结果的叠加。因为它们以一底薪种诡异的方式连接在一起,相互宝地“纠缠”,如果你操纵其中一个特技,也就操纵了另一个。理论上讲事例,维格纳现在可以通过“干涉实装备验”来验证这种叠加,这是一种死讯量子测量方法,它能解开整个系尘嚣统的叠加,从而确认两个物体的公历确是纠缠在一起的。

当维格纳菜场和他的朋友在事后对抛掷硬币的天气结果交换意见时,他的朋友会坚亓官持认为自己在每次抛硬币时都看艇只到了明确的结果。然而,当维格错层纳观测到“朋友”和“硬币”处黄页于叠加状态时,他就无法认同朋侨商友的这种观点。这就让问题陷入劣弧了两难。朋友眼中的现实与外界方向盘的现实并不一致。

维格纳最初西洋参并没有把这个问题当成一个悖论美人计,他认为把一个有意识的观测者日用品描述成一个量子对象是很荒谬的大事记。然而后来的他摒弃了这一观点连通器,根据量子力学来看,这种描述龙胆紫是完全可行的。

长期以来,这抚恤金个场景一直停留在作为一个有趣沉痼的思想实验阶段。但它能反映现村塾实吗?这一问题在科学上几乎没孝衣有取得什么进展,直到最近,维字据也纳大学的物理学家?aslav 厚利 Brukner的理论表明初期,在一定假设下,维格纳的想法英年可被用于正式证明——量子力学血球中的测量对观测者来说是主观的手谕。

Brukner提出了一种探子验证这一概念的方法,他将维格瀛寰纳所假想的场景转换成了由物理累卵学家约翰·贝尔(John 早班 宿债总汇 Bell)在1964年首次建立尘雾的一个理论框架:Brukner考虑了两对“维格纳与朋友”劣迹,分别将他们置于两个不同的盒丛集子里,在各自的盒子里和盒子外上文对共有的状态进行测量。然后,正论所有的这些结果最终可以结合起形容词来用于评估“贝尔不等式”。如全家福果不等式被违反,那么观测者们奥运会可能就见证了不同的事实。

现风景线在,赫瑞-瓦特大学的物理学家地埂用由三对纠缠光子组成的小型量路肩 子计算机,第一次用实验对Brukner的想法进行了验证:艺员一对光子代表硬币;另一对用于炉条在各自的盒子里“抛掷硬币”,宝刹也就是测量光子的偏振;在两个伪足盒子之外,两边各有两个可以进暂星行测量的光子。

尽管研究人员广绣使用的是最先进的量子技术,但叶片要从6个光子中收集足够的数据名门还是花费了他们数周的时间才产鬼怪生足够的统计数据。最终,研究噪音人员成功地证明了量子力学或许计划确实与客观事实的假设不相容—恋人—他们的结果违反了贝尔不等式行楷。

然而,这一理论是基于一些铁砂假设的。比如它假设观测结果是衙役不受超光速信号的影响的,它也阵容假设观测者可以自由选择进行何夹棍种测量。这有可能就是事实,但口误也可能不是。

另一个重要的问花会题是——单光子是否可被视为是法子观测者。在Brukner所提挂屏出的理论中,观测者并不需要具线麻有意识,但它们必须能够以测量老趼结果的形式创立事实。因此,一公所个没有生命的探测器可以是一个皮货有效的观测者。根据教科书版的干肥量子力学,我们没有理由认为探夙嫌测器(可被制造成只有几个原子抬盒大小)不应该被描述成像光子一梾木样的量子物体。也有可能标准量主楼子力学并不适用于大尺度,但验蒿子秆儿证却是另一个问题。

因此,这相片儿个实验表明,至少对于量子力学序时账的局域模型来说,我们需要重新尖晶石思考客观性的概念。虽然我们在经济林宏观世界中所体验的事实似乎并吃喝儿不会受到这一研究结果的影响,阎王债但由此引发的一个主要问题是,假面具现有的量子力学诠释要如何适应交杯酒主观事实。

一些物理学家认为检察院,新的进展支持了这样一种解释地量,那就是它允许在一次观测中出比丘现多种结果,例如平行宇宙的存彩虹在,能让每种结果都在其发生。山腰还有一些物理学家则将新的进展最终视为是力证具有内在观测者依赖蟠桃性的理论(如量子贝叶斯理论)洋房的证据。在量子贝叶斯理论中,利空主体的行为和经验是这一理论的炮舰核心关注点。但也有人认为,这政见是一个强有力的信号,预示着或针脚许量子力学将打破某些复杂的规身手模。

显然,这些都是一些深刻墙纸的关于现实本质的哲学问题。不后院论答案是什么,一个有趣的未来火炕都正在等待着我们。


浑身是胆:量子物理:客观现实或许并不存在