Forskning

Kvantforsøg viste, at objektiv virkelighed ikke eksisterer

Tilbage i 1961, fysiker og nobel laureate EugeneWigner præsenterede et mentalt eksperiment, der blev demonstreret af et af de mindst kendte paradoxer af kvantemekanik. Eksperimentet viser, hvordan universets mærkelige natur tillader to observatører - siger Wigner og Wigner's ven - at opleve forskellige virkeligheder. Siden da har fysikere brugt tankeeksperimentet "Wigner's Friend" til at undersøge karakteren af ​​målinger og debatter om, hvorvidt objektive fakta eksisterer.

Lad os først fortælle om Wigners tankeeksperiment:

Antag at to personer er samtidigtÅbn kassen med katten Schrodinger. Hvis resultatet (af bølgefunktionens sammenbrud) vælges af observatøren, betyder det som en idealistisk løsning, at hvis to observatører foretager forskellige valg, opstår der et problem. Hvis vi kalder et af de to resultater, kan kun en af ​​observatørerne vælge, og realismens tilhængere mener med rette, at denne beslutning er utilfredsstillende.

"I paradoksen af ​​Wigners ven, formuleretSom fysiker Eugene Wigner sker følgende: Antag, at i stedet for at se en kat selv, spørger Wigner sin ven om at gøre det. Hans ven åbner kassen, ser katten og rapporterer derefter resultaterne af hans observation til Vigner. På dette stadium kan vi sige, at Wigner lige har actualiseret virkeligheden, som inkluderer sin ven og katten. Der er et paradoks her: Var katten levende eller død, da Wigner's ven så på hende, men før han rapporterede resultatet af observationen? At sige, at når Wigner's ven observerede en kat, faldt hendes tilstand ikke sammen, det betyder at hævde, at hans ven var ubevidst, indtil Wigner spurgte ham - at hans vens sind ikke kunne afgøre, om katten var levende eller død uden at anmode om Wigner .

Paradokset blev vigtigt, fordi forskere brugereksperimenter til at etablere objektive fakta. Men hvis de står over for forskellige virkeligheder, hvordan kan de være enige om, hvad disse fakta kan være? Wigners mentale eksperiment var aldrig mere end blot et tankeeksperiment.

Men i sidste år konstaterede fysikere, at det sidsteFremskridt inden for kvanteteknologi gjorde det muligt for Wigners ven at reproducere testen i et rigtigt eksperiment. Det blev med andre ord muligt at skabe forskellige virkeligheder og sammenligne dem i laboratoriet for at finde ud af om de kunne forenes.

Er der en objektiv virkelighed?

Og i dag Massimiliano Proietti fra universitetetHeriot-Watt i Edinburgh og flere kolleger sagde, at de gennemførte dette eksperiment for første gang: de skabte forskellige virkeligheder og sammenlignede dem. Og de kom til den konklusion, at Wigner havde ret: Disse realiteter kan være så uforenlige som muligt, at det er umuligt at komme til en fælles mening om objektive fakta i eksperimentet.

Wigners oprindelige tankeeksperimentDet begyndte med en enkelt polariseret foton, som, når den måles, kan have vandret eller lodret polarisering. Men før måling, ifølge kvantemekanikernes lovgivning eksisterer der samtidig en foton i begge polarisationslande - den såkaldte superposition.

Wigner forestillede sig en ven i en andenlaboratorium, som måler tilstanden af ​​denne foton og lagrer resultatet, mens Wigner observerer langt fra. Wigner har ikke oplysninger om målingerne af sin ven og må derfor antage, at fotonet og dets måling er i superposition af alle mulige eksperimentelle resultater.

Wigner kan endda gennemføre et eksperimentafgøre, om denne overlejring eksisterer eller ej. En slags interferenseksperiment, som viser, at foton og måling er i en superposition.

Fra Wigners synspunkt er denne "kendsgerning" - der er en superposition. Og denne kendsgerning tyder på, at måling ikke kunne tages.

Men hans ven er ikke enig i dette, da han målte polariseringen af ​​fotonet og skrev den ned. En ven kan endda ringe til Wigner og sige, at måling er foretaget (forudsat at resultatet ikke afsløres).

To virkeligheder modsiger hinanden. "Dette tvivler på den objektive status af de faktiske forhold, der er konstateret af to observatører," siger Proietti.

Det er teorien, men sidste år Kaslav BrucknerFra universitetet i Wien i Australien opfandt han en måde at genskabe en "Wigner-ven" på laboratoriet ved hjælp af metoder, der involverer sammenblanding af mange partikler samtidigt.

Gennembrud Proyetti var, at de faktisk gjorde det. De implementerede det udvidede scenarie af "Wigners veninde" i et moderne seks-foton eksperiment.

Seks fotoner blev indviklet for at skabe toalternative virkeligheder - en repræsenterer Wigner, og den anden - Wigner-ven. Wigners ven måler fotonets polarisering og sparer resultatet. Wigner måler forstyrrelsen for at se, om måling og foton er i superposition.

Forsøget gav et tvetydigt resultat. Renders, begge realiteter kan eksistere sammen, selvom de giver uforenelige resultater, som Wigner forudsagde. Dette rejser en række interessante spørgsmål, som motiverer fysikere til at genoverveje virkeligheden.

Tanken om, at observatører kan endeat forene deres målinger i en vis grundlæggende virkelighed baseret på flere antagelser. For det første eksisterer universelle fakta, og observatører kan blive enige om dem.

Men der er andre antagelser. En af dem er, at observatører er fri til at fremsætte de observationer, de ønsker. Og en ting mere: Det valg, som en observatør gør, påvirker ikke valget af andre observatører. Denne antagelse om fysik kaldes lokalitet.

Hvis der er en objektiv virkelighed, som alle kan være enige om, vil alle disse antagelser være sande.

Men resultatet af Proietti og hans kolleger antyderden objektive virkelighed eksisterer ikke. Med andre ord tyder eksperimentet på, at en eller flere antagelser er, at der er en realitet, som vi er enige om; hvad er valgfrihed; eller om lokalitet - skal være forkert.

Selvfølgelig er der en anden mulighed. Mulighed for at der er et smuthul, som eksperimenter savnede. Faktisk har fysikere forsøgt at lukke smuthuller i sådanne forsøg i mange år, men de indrømmer, at de måske aldrig kan lukke dem alle.

Arbejdet har imidlertid vigtige konsekvenser forvidenskab. Det næste skridt er at gå videre: At skabe eksperimenter, der skaber stadig mere bizarre alternative virkeligheder, der ikke kan forenes. Hvor det tager os, ved ingen.

Er du enig i, at objektiv virkelighed ikke eksisterer? Fortæl os i vores chat i Telegram.