Еще в 1961 году лауреат Нобелевской премии физик Юджин Вигнер обрисовал мысленный эксперимент, который продемонстрировал один из менее известных парадоксов квантовой механики. Эксперимент показывает, как странная природа Вселенной позволяет двум наблюдателям познавать разные реальности.Однако в прошлом году физики заметили, что последние достижения в области квантовых технологий позволяют воспроизвести тест в реальном эксперименте. Другими словами, должна быть возможность создавать разные реальности и сравнивать их в лаборатории, чтобы выяснить, можно ли их согласовать.
Оригинальный мысленный эксперимент Вигнера в принципе прост. Он начинается с одиночного поляризованного фотона, который при измерении может иметь либо горизонтальную, либо вертикальную поляризацию. Но до измерения, согласно законам квантовой механики, фотон существует в обоих состояниях поляризации одновременно - так называемая суперпозиция.Вигнер представил, как друг в другой лаборатории измеряет состояние этого фотона и сохраняет результат, а Вигнер наблюдает издалека. У Вигнера нет информации об измерении его друга, поэтому он вынужден предположить, что фотон и его измерение находятся в суперпозиции всех возможных результатов эксперимента.Вигнер может даже провести эксперимент, чтобы определить, существует эта суперпозиция или нет. Это своего рода интерференционный эксперимент, показывающий, что фотон и измерение действительно находятся в суперпозиции.С точки зрения Вигнера, это «факт» - суперпозиция существует. А этот факт говорит о том, что измерения не могло быть. Но это резко контрастирует с точкой зрения друга, который действительно измерил поляризацию фотона и записал ее. Друг может даже позвонить Вигнеру и сказать, что измерение было сделано (при условии, что результат не раскрывается). Итак, две реальности расходятся друг с другом.
«В современном 6-фотонном эксперименте мы реализуем этот расширенный сценарий».Они используют эти шесть запутанных фотонов для создания двух альтернативных реальностей: одна представляет Вигнера, а другая - друга Вигнера. Друг Вигнера измеряет поляризацию фотона и сохраняет результат. Затем Вигнер выполняет измерение интерференции, чтобы определить, находятся ли измерение и фотон в суперпозиции.Эксперимент дает однозначный результат. Оказывается, обе реальности могут сосуществовать, даже если они приводят к непримиримым результатам, как и предсказывал Вигнер. Это поднимает интересные вопросы, которые заставляют физиков пересмотреть природу реальности.Идея о том, что наблюдатели могут в конечном итоге согласовать свои измерения какой-то фундаментальной реальности, основана на нескольких предположениях.
Во-первых, универсальные факты действительно существуют, и наблюдатели могут с ними соглашаться.Но есть и другие предположения. Так, наблюдатели могут делать любые наблюдения, какие захотят. Во-вторых, выбор, который делает один наблюдатель, не влияет на выбор других наблюдателей - предположение, которое физики называют локальностью.Если существует объективная реальность, с которой все могут согласиться, тогда все эти предположения верны.
Но результат теста предполагает, что объективной реальности не существует. Другими словами, эксперимент предполагает одно или несколько предположений, что существует реальность, с которой мы можем согласиться. То что у нас есть свобода выбора, или понимание ситуации - тоже ошибочно.
"Я знаю что я ничего не знаю"- изречение, приписываемое древнегреческому философу Сократу.
Квантовая физика доказывает очень многие процессы, на первый взгляд, не связанные с физикой вообще. Парадокс?