Ang kabalintunaan ng kaibigan ni Wigner: mayroon bang layunin na katotohanan?

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ano ang realidad? At sino ang makakasagot sa tanong na ito? Noong nakaraang taon, sinubukan ng mga siyentipiko sa Heriot-Watt University sa Scotland ang isang kawili-wiling eksperimento na nagmumungkahi na ang layunin na katotohanan ay maaaring hindi umiiral.

Sa kabila ng katotohanan na minsan ang ideyang ito ay isang teorya lamang, ngayon ay nailipat ito ng mga mananaliksik sa mga dingding ng laboratoryo ng unibersidad, at samakatuwid ay sinubukan ito. Dahil sa quantum world measurements mula sa iba't ibang mga posisyon ay nagbibigay ng iba't ibang mga resulta, ngunit sa parehong oras ay pantay na tama, ang eksperimento na isinagawa ay nagpakita na sa mundo ng quantum physics, dalawang tao ang maaaring obserbahan ang parehong kaganapan at magkaibang mga resulta; gayunpaman, alinman sa dalawang pangyayaring ito ay hindi maaaring ituring na mali.

Sa madaling salita, kung nakikita ng dalawang tao ang dalawang magkaibang realidad, hindi sila magkakasundo kung alin ang tama. Ang kabalintunaan na ito ay kilala bilang "Kabalintunaan ng kaibigan ni Wigner" at ngayon ay napatunayan na ito ng mga siyentipiko.

Ang quantum mechanics ay isang sangay ng teoretikal na pisika na naglalarawan sa mga pangunahing katangian at pag-uugali ng mga atomo, ion, molekula, electron, photon, condensed matter, at iba pang elementarya na particle.

Kabalintunaan ng kaibigan ni Wigner

Noong 1961, seryosong tinanong ni Eugene Wigner ang Nobel Prize laureate sa physics kung ano ang layunin ng realidad. Iminungkahi ng siyentipiko ang isa sa mga kakaibang eksperimento sa quantum mechanics, na kinasasangkutan ng ideya na ang dalawang tao ay maaaring mag-obserba ng dalawang magkaibang katotohanan at alinman sa mga ito ay teknikal na mali. Pero paano?

Sa isang pag-iisip na eksperimento na tinatawag na Wigner's friend paradox, dalawang siyentipiko sa isang laboratoryo ang nag-aaral ng photon, ang pinakamaliit na quantitative unit ng liwanag. Kapansin-pansin na ang polarized photon na ito, kapag sinusukat, ay maaaring magkaroon ng alinman sa horizontal polarization o vertical polarization. Ngunit bago ang pagsukat, ayon sa mga batas ng quantum mechanics, ang isang photon ay umiiral sa parehong mga estado ng polariseysyon nang sabay-sabay - sa tinatawag na superposisyon.

Kaya, naisip ni Wigner kung paano sinusukat ng kanyang kaibigan sa isa pang laboratoryo ang estado ng photon na ito at naaalala ang resulta, habang si Wigner mismo ay nagmamasid mula sa malayo. Kasabay nito, si Wigner ay walang anumang impormasyon tungkol sa pagsukat ng kanyang kaibigan, at samakatuwid ay napilitan siyang ipalagay na ang photon at ang pagsukat nito ay nasa superposisyon ng lahat ng posibleng resulta ng eksperimentong.

Ngunit ito ay lubos na kabaligtaran sa pananaw ng kaibigan ni Wigner, na talagang sumukat sa polariseysyon ng photon at naitala ito! Maaaring tawagan pa ng kaibigan si Wigner at sabihin sa kanya na ang pagsukat ay nakuha na (sa kondisyon na ang resulta ay hindi ipinahayag). Kaya, nakakakuha tayo ng dalawang realidad, na sumasalungat sa isa't isa, na nagdududa sa katayuan ng layunin ng mga katotohanang itinatag ng dalawang tagamasid.

Kapansin-pansin na hanggang 2019 - hanggang sa ginawa ng mga Swedish scientist ang parehong eksperimento sa laboratoryo - ang kabalintunaan ng kaibigan ni Wigner ay puro eksperimento sa pag-iisip. Tulad ng sikat na eksperimento sa mundo na iminungkahi ng Austrian theoretical physicist na si Edwin Schrödinger.

Ang pusa ni Schrödinger ay isang eksperimento sa pag-iisip na naglalarawan sa kahangalan ng quantum mechanics. Isipin na mayroon kang isang pusa at isang kahon. Sa kahon ay naglalagay ka ng isang pusa, isang radioactive substance at isang espesyal na mekanismo na nagbubukas ng isang prasko na may lason. Sa kaganapan ng pagkabulok ng isang radioactive atom sa isang saradong kahon - at ito ay maaaring mangyari sa anumang sandali - ang mekanismo ay magbubukas ng lalagyan na may lason at ang pusa ay mamamatay. Ngunit maaari mo lamang malaman kung ang isang radioactive atom ay nabulok o hindi, maaari mo lamang tingnan ang kahon. Hanggang sa puntong ito, ayon sa mga prinsipyo ng quantum physics, ang pusa ay parehong buhay at patay, iyon ay, ito ay nasa superposisyon.

Wala bang objective na realidad?

Gumamit ang mga mananaliksik ng anim na gusot na mga photon upang lumikha ng dalawang alternatibong katotohanan sa lab. Ang isang katotohanan ay kumakatawan sa katotohanan ni Wigner, ang isa naman ay ang katotohanan ng kanyang kaibigan. Sinukat ng kaibigan ni Wigner ang polarization ng photon at na-save ang resulta, pagkatapos ay nagsagawa si Wigner ng interference measurement upang matukoy kung nasa superposition ang pagsukat at ang photon.

Ang mga resulta na nakuha ng pangkat ng mga siyentipiko ay halo-halong. Ito ay lumabas na ang parehong mga katotohanan ay maaaring magkakasamang mabuhay, kahit na sila ay humantong sa hindi mapagkakasundo na mga resulta - tulad ng hinulaang ni Eugene Wigner. Ngunit maaari ba silang magkasundo?

Ang ideya na ang mga tagamasid sa kalaunan ay maaaring magkasundo sa kanilang mga sukat ng ilang pangunahing katotohanan ay batay sa ilang mga pagpapalagay.

Una, ang mga unibersal na katotohanan ay umiiral at ang mga tagamasid ay maaaring sumang-ayon sa mga ito.

Pangalawa, ang pagpili na ginagawa ng isang tagamasid ay hindi makakaapekto sa pagpili na ginagawa ng iba pang mga tagamasid - ang assumption na pisika na ito ay tinatawag na lokalidad. Kaya kung mayroong isang layunin na katotohanan na maaaring sumang-ayon ang lahat, kung gayon ang lahat ng mga pagpapalagay na ito ay totoo.

Ngunit ang mga resulta ng gawain ng mga siyentipiko mula sa Heriot-Watt University, na inilathala sa journal Science Advances, ay nagpapahiwatig na ang layunin na katotohanan ay hindi umiiral. Sa madaling salita, ang eksperimento ay nagmumungkahi na ang isa o higit pang mga pagpapalagay - ang ideya na mayroong isang katotohanan kung saan maaari tayong sumang-ayon, ang ideya na mayroon tayong malayang pagpili, o ang ideya ng lokalidad - ay dapat na mali.

"Ang pamamaraang pang-agham ay umaasa sa mga katotohanan na napagkasunduan ng lahat na itinatag ng paulit-ulit na mga sukat, hindi alintana kung sino ang gumawa ng mga obserbasyon," isinulat ng mga mananaliksik sa kanilang trabaho.

Hindi ko alam ang tungkol sa iyo, ngunit ang aking ulo ay umiikot, dahil ang mga resulta na nakuha ay nagbibigay ng tunay na katibayan na, pagdating sa larangan ng quantum physics, walang bagay bilang layunin na katotohanan.