изследване

Квантовият експеримент показа, че обективната реалност не съществува

През 1961 г. физикът и нобеловият лауреат ЮджийнВигнер изложи ментален експеримент, демонстриран от един от най-малко известните парадокси на квантовата механика. Експериментът показва как странната природа на Вселената позволява на двама наблюдатели - да кажем, приятел на Вигнер и Вигър - да изпитат различни реалности. Оттогава физиците използват мисловния експеримент „приятел на Вигнер“, за да изследват естеството на измерванията и дебата за това дали съществуват обективни факти.

Първо, нека ви разкажем за мисълта на Wigner:

Да предположим, че двама души са едновременноотвори кутията с котката Schrodinger. Ако резултатът (на колапса на вълновата функция) е избран от наблюдателя, както предполага идеалистичното решение, тогава, ако двама наблюдатели правят различни избори, възниква проблем. Ако наричаме един от двата резултата, тогава само един от наблюдателите може да направи избора, а поддръжниците на реализма с право считат това решение за незадоволително.

В парадоксът на приятеля на Вигър, формулиранКато физик Юджийн Вигнер се случва следното: да предположим, че вместо да гледаш котката си, Вигнер моли приятеля си да го направи. Неговият приятел отваря кутията, вижда котката и след това докладва резултатите от наблюдението си на Винджър. На този етап можем да кажем, че Вигнер току-що актуализира реалността, която включва неговия приятел и котката. Тук има парадокс: котката беше жива или мъртва, когато приятелят на Вингер я наблюдаваше, но преди да съобщи резултата от наблюдението? За да се каже, че когато приятелят на Вингер е наблюдавал котка, състоянието й не се разпада, това означава да се твърди, че неговият приятел е бил в безсъзнание, докато Вигнер не го е попитал - че съзнанието на неговия приятел не може да реши дали котката е жива или мъртва, без да подкани Вигнер. ,

Парадоксът стана важен, защото учените харчатексперименти за установяване на обективни факти. Но ако те се сблъскват с различни реалности, как могат да се споразумеят за това какви са тези факти? Мисловният експеримент на Вигър никога не беше нещо повече от мисловен експеримент.

Но миналата година физиците забелязаха, че последнотонапредъкът в квантовата технология позволи на приятеля на Wigner да възпроизведе теста в истински експеримент, с други думи, стана възможно да се създадат различни реалности и да се сравнят в лабораторията, за да се установи дали те могат да бъдат съгласувани.

Има ли обективна реалност?

И днес Масимилиано Проети от университетаHeriot-Watt в Единбург и няколко колеги казаха, че са провели този експеримент за първи път: те са създали различни реалности и ги сравняват. И стигнаха до заключението, че Вигнер е прав: тези реалности могат да бъдат възможно най-непримирими, че е невъзможно да се стигне до общо мнение за обективни факти в експеримента.

Оригиналният мисловен експеримент на ВингерТой започва с един поляризиран фотон, който, измерен, може да има хоризонтална или вертикална поляризация. Но преди измерването, според законите на квантовата механика, съществува фотон в двете състояния на поляризация едновременно - така наречената суперпозиция.

Вигнер си представи приятел в другалаборатория, която измерва състоянието на този фотон и съхранява резултата, докато Вигнер наблюдава отдалеч. Вигнер няма информация за измерванията на своя приятел и следователно е принуден да приеме, че фотонът и неговото измерване са в суперпозиция на всички възможни експериментални резултати.

Вигнер може дори да проведе експериментопредели дали тази суперпозиция съществува или не. Един вид интерференционен експеримент, който показва, че фотонът и измерването наистина са в суперпозиция.

От гледна точка на Вигнер, този „факт“ - има суперпозиция. И този факт предполага, че измерването не може да се направи.

Но приятелят му не е съгласен с това, тъй като той измерва поляризацията на фотона и я записва. Един приятел може дори да се обади на Вигнер и да каже, че измерването е направено (при условие, че резултатът не е разкрит).

Две реалности си противоречат. "Това поставя под съмнение обективния статут на фактите, установени от двама наблюдатели", казва Проете.

Това е теорията, но миналата година Каслав Брукнерот виенския университет в Австралия, той изобретява начин да пресъздаде „приятел на вигнер“ в лабораторията, използвайки методи, включващи едновременно заплитане на много частици.

Пробивът на Proyetti беше, че те действително го направиха. Те изпълниха разширения сценарий на „приятеля на Вигнер“ в модерен шест фотонов експеримент.

Шест фотона бяха заплетени, за да създадат двеалтернативни реалности - един представител на Вигнер, а вторият - приятел на Вигнер. Приятелят на Вигър измерва поляризацията на фотона и записва резултата. Тогава Вигнер измерва интерференцията, за да види дали измерването и фотонът са в суперпозиция.

Експериментът даде двусмислен резултат. Оказва се, че и двете реалности могат да съществуват едновременно, дори ако дават непримирими резултати, както предвиждаше Вигнер. Това повдига редица интересни въпроси, които мотивират физиците да преразгледат естеството на реалността.

Идеята, че наблюдателите могат да свършатда съгласуват своите измервания в някои фундаментални реалности, основани на няколко предположения. Първо, съществуват универсални факти и наблюдателите могат да се споразумеят за тях.

Но има и други предположения. Един от тях е, че наблюдателите са свободни да правят всякакви наблюдения, които искат. И още нещо: изборът, който един наблюдател прави, не засяга избора на други наблюдатели. Това предположение за физиката се нарича местност.

Ако има обективна реалност, с която всеки може да се съгласи, всички тези предположения ще бъдат верни.

Но резултатът от Proietti и неговите колеги предполагатази обективна реалност не съществува. С други думи, експериментът предполага, че една или повече предположения са, че съществува реалност, с която се съгласяваме; какво е свободата на избор; или за местността - трябва да е погрешно.

Разбира се, има и друга възможност. Вариант, че има една вратичка, която експериментаторите пропуснаха. В действителност, физиците се опитват да затворят пропуски в такива експерименти в продължение на много години, но признават, че може никога да не успеят да затворят всички тях.

Въпреки това работата има важни последици занаука. Следващата стъпка е да се отиде по-далеч: да се създадат експерименти, които създават все по-странни алтернативни реалности, които не могат да бъдат съгласувани. Където ни отнема, никой не знае.

Съгласни ли сте, че обективната реалност не съществува? Разкажете ни в нашия чат в Telegram.