研究证明:在量子世界中,两个现实可以同时存在

2019-03-21 13:29 环球网

  【环球网科技综合报道】据英国《每日邮报》3月20日报道,研究人员在一篇新论文中提出,目前已证明两个现实可以同时存在,至少存在于量子世界。经测试证明,同一时间或存在多个现实,这一研究结果挑战了科学的基本性质。

  奥地利的因斯布鲁克大学实验物理系的研究人员为了探讨他们的假设,研究了世界上棘手的思想实验之一,即“魏格纳的朋友”实验(Wigner’s Friend)。该实验以诺贝尔奖获得者物理学家尤金•维格纳(Eugene Wigner)命名,于1961年提出。

  在魏格纳的实验中,实验室中的观察者测量光子时,发现粒子的偏振要么是水平的,要么是垂直的,而光子在测量前,同时显示两种偏振,这是由量子力学定律决定的,它存在于两种可能状态的“叠加”中,即它同时处于水平和垂直两种状态。实验室外的魏格纳通过“干涉实验”的简单测试来证明光子是仍然处于叠加状态。在思想实验中,观察同一个光子的两个人可能对光子状态得出不同结论,且两个观察结果都是正确的。

  “魏格纳的朋友”长期以来一直一个有趣的思想实验,而量子力学和物理学领域的不断进步使研究人员能够对该理论进行测试。马西米利亚诺•普里埃蒂(Massimiliano Proietti)及同事利用光子纠缠(光子纠缠理论认为,若将两粒来自同一光束的光子分开,发生在其中一粒光子上的事情, 在另一粒光子上都能反映出来。)第一次复制了思维实验中描述的条件,研究结果发表在《arXiv》上,证实了即使观察者在同一个光子中描述了不同状态,这两个相互矛盾的事实也可能是真实的。在观察时,光子以极化状态存在,但是当使用干涉实验测试时,结论是光子仍然以叠加状态存在。

  该研究不仅证实了长期讨论的思想实验,而且挑战了进行观测的方式基础。普里埃蒂在论文中指出,“科学方法依赖于事实,这些事实则基于反复测量,并且需要得到普遍认同,与观察者无关。”此外,他表示在量子力学中,观察的客观性并不明确。

  然而,如果这些事实无法证明是正确还是错误的,或者如普里埃蒂论文中所说的即正确又错误,那么必须改变科学本身了。(实习编译:王娜 审稿:李宗泽)

责编:樊俊卿
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