什么?量子实验表明:客观现实可能并不存在
2019-12-08 06:55
一些物理学家将这些新发展视为支撑一次观测中能够呈现多种成果的理论依据,例如存在平行国际,每一种成果都或许发作

一些物理学家将这些新发展视为支撑一次观测中能够呈现多种成果的理论依据,例如存在平行国际,每一种成果都或许发作

北京时刻11月22日音讯, 特殊实际 像病毒相同在全社会延伸,现在好像也感染了科学界 至少在量子范畴。这听起来有点违背直觉。科学办法毕竟是树立在牢靠的调查、丈量和重复性的概念之上。经过丈量承认的实际应该是客观的,这样一切的调查者才干达到一致。

可是,最近宣布在《科学发展》杂志的一篇论文中,研讨人员指出,在由量子力学分配的微观粒子国际中,两个不同的调查者都有权获取自己的实际。换句话说,依据现在的量子理论,实际实际上是片面的。

调查者在量子国际中扮演着重要的人物。依据量子理论,粒子能够一起处于多个当地或多种状况,这便是所谓的 叠加态 。但奇怪的是,这只是在它们没有被调查到的情况下。当咱们调查一个量子体系时,粒子会挑选一个特定的方位,即打破叠加态。实际上,自然界的这种行为已经在试验室中被屡次证明,比方闻名的双缝试验。

1961年,物理学家尤金 维格纳提出了一项颇具寻衅意味的思维试验。他问道,假如将量子力学应用到一个调查者身上,而这个调查者一起也遭到调查,将会发作什么?幻想一下,维格纳的一个朋友在关闭的试验室里掷出一枚量子硬币 处于正面和不和的叠加态。每次朋友扔硬币时,他们都调查到一个清晰的成果。咱们能够说,维格纳的朋友树立了一个实际:掷硬币的成果肯定是正面或不和。

维格纳无法在外面得知这个实际,依据量子力学,他有必要把朋友和硬币描绘成试验中一切或许成果的叠加。由于二者是 羁绊 的,互相诡异地联络在一起。所以假如你操作其间一个,一起也会操作另一个。在原则上,维格纳能够经过所谓的 干与试验 来验证这种叠加。干与试验是一种量子丈量办法,能够让你解开整个体系的叠加,然后承认两个物体之间的羁绊。

在调查完毕之后,当维格纳和他的朋友交换意见时,朋友会坚持以为,他们在每次抛硬币时都看到了清晰的成果。可是,维格纳不会赞同这种观念,由于他调查到的是 朋友 和 硬币 处于叠加态。

这就成了一个难题。朋友眼中的实际与外界看到的实际是不一致的。维格纳开始并不以为这是一个悖论,他以为把一个有认识的调查者描绘成一个量子对象是荒唐的。可是,他后来背离了这种观念,依据量子力学的正规教科书,这样的描绘是完全正确的。

新的试验

维格纳幻想的场景长期以来一向是一个风趣的思维试验,但真的能反映实际吗?在科学上,这一问题简直一向没有什么发展。直到最近,维也纳大学的Časlav Brukner研讨标明,在某些假定下,维格纳的思维试验能够用来证明,量子力学中的丈量对调查家而言是片面的。

Brukner提出了一种测验办法,他将维格纳的朋友场景转换成物理学家约翰 贝尔在1964年初次树立的结构。终究的成果总结起来,能够用于预算所谓的 贝尔不等式 。假如这个不等式被打破,调查者或许就会得到代替性的实际。

研讨人员初次在爱丁堡赫瑞瓦特大学进行了试验性测验。他们使用了一台由三对羁绊光子组成的小型量子计算机。榜首对光子代表硬币,别的两对光子则代表着在各自的盒子里抛掷硬币。在两个盒子之外,两头各有两个光子,也能够进行丈量。

虽然使用了最先进的量子技能,但仅从6个光子中搜集满足的统计数据就需求数周时刻。终究,研讨人员成功证明了量子力学或许的确会与客观实际的假定不相容 不等式被打破了。不过,这个理论树立在一些假定的基础上,包含丈量成果不受光速以上信号的影响,以及调查者能够自由挑选丈量内容等。因而,这并不是终究承认的定论。

另一个重要的问题是,是否能够将单光子视为调查者。在Brukner的理论中,调查者不需求具有认识,只需求能够以丈量成果的方式树立实际。因而,一个无生命的探测器也可所以有用的调查者。依据教科书上的量子理论,咱们有理由信任,一个探测器假如能做得像原子那么小,那应该也能够描绘成像光子相同的量子物体。也有或许规范的量子力学不适用于大标准,但想要进行测验的话,又是另一个问题了。

因而,这个试验标明,至少就量子力学的部分模型而言,咱们需求从头考虑客观性的概念。在宏观国际中,咱们所体会到的实际好像仍是安全的,但首要问题在于,现有的量子力学解说如何能包容片面实际。

一些物理学家将这些新发展视为支撑一次观测中能够呈现多种成果的理论依据,例如存在平行国际,每一种成果都或许发作。另一些人则以为,这些研讨成果是实质上依靠调查者的理论的有力依据。在量子贝叶斯理论中,主体的行为和体会是该理论的中心关注点。还有人以为,这是一个强有力的暗示,或许意味着量子力学将在某些杂乱的标准上崩解。

很显然,这些都是关于实际实质的哲学问题。不管答案是什么,一个风趣的未来正等待着咱们。