量子世界是主觀的?

“百聞不如一見”、“眼見為實”都告訴我們事實要通過觀察獲取,但是你所見的一定是客觀真實的嗎?這可能僅僅適用於巨觀世界。對此,研究人員提出了一個反直覺的觀點:至少在量子水平上,客觀現實本身可能是完全主觀的!

量子世界是主觀的?

這並非無稽之談,這是發表在《科學進展》雜誌上的新觀點。一個由物理學家組成的專業團隊認為,由於在微觀層面上,量子具有一定的古怪性,所以發生的過程取決於誰在觀察它們。換句話說就是,現實可能被觀察扭曲,“眼見不一定為實”!

量子世界是主觀的?

​早在1935年,奧地利物理學家薛丁格就提出了有關貓生死疊加的著名實驗—“薛丁格的貓”。實驗的基礎建立在微觀物質的多樣性上。一般地,微觀物質以波的疊加混沌態存在,但一旦這些微觀物質被觀測後,情況就會發生變化,打破所謂的“疊加”原理,以粒子形式存在。

量子世界是主觀的?

最近愛丁堡赫瑞瓦特大學的一次實驗測試中,研究人員建造了一台小型量子計算機。他們的目的是科學地證明量子力學中的測量對特定的觀察者來說實際上是主觀的。他們測量了三對光子的偏振。一對充當兩個硬幣,這意味著每個硬幣可以是正面,也可以是反面,這取決於它的偏振度。然後他們用剩下的兩對光子來測量盒子中第一對電子的偏振,本質上是作為觀察者。每個盒子外面有兩個獨立的光子作為控制。

量子世界是主觀的?

​經過數周的計算,研究人員發現了一些奇怪的現象:極化狀態不匹配。內部和外部的光子觀察者不能就盒子內每個光子的輸出或偏振狀態達成一致。用量子物理學家Alessandro Fedrizzi和Massimiliano Proietti的話來說就是:量子觀察者可能有權獲取他們“自己的事實”!

量子世界是主觀的?

​普朗克發現量子世界的能量並不是連續的,而是階躍的;最新的實驗則推測量子世界與我們的主觀性有關。這就提出了一個問題:量子力學的規則適用於更大的巨觀物體嗎?或是單個原子/光子的物理規則截然不同?這是一個令人著迷的實驗,更是一個關於現實本質的深刻哲學問題。倘若量子世界是主觀的,是否有一天人類可以根據自己的主觀臆想來研究量子世界呢?

作者/邱濤

責編/朱張航宇

參考文獻:Experimental test of local observer independence, Science Advances, 20 Sep 2019: Vol. 5, no. 9, eaaw9832, DOI: 10.1126/sciadv.aaw9832。

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