Obsah:

Paradox Wignerova přítele: existuje objektivní realita?
Paradox Wignerova přítele: existuje objektivní realita?

Video: Paradox Wignerova přítele: existuje objektivní realita?

Video: Paradox Wignerova přítele: existuje objektivní realita?
Video: Discovering A Hidden Epidemic of Severe Black Lung Disease | "Coal's Deadly Dust" | FRONTLINE 2024, Březen
Anonim

co je realita? A kdo může odpovědět na tuto otázku? Loni vědci z Heriot-Watt University ve Skotsku otestovali zajímavý experiment, který naznačuje, že objektivní realita nemusí existovat.

Navzdory tomu, že kdysi byla tato myšlenka pouhou teorií, nyní ji vědci dokázali přenést na stěny univerzitní laboratoře, a tedy otestovat. Protože v kvantovém světě měření z různých pozic dávají různé výsledky, ale zároveň jsou stejně správné, provedený experiment ukázal, že ve světě kvantové fyziky mohou dva lidé pozorovat stejnou událost a různé výsledky; ani jednu z těchto dvou událostí však nelze vnímat jako chybnou.

Jinými slovy, pokud dva lidé vidí dvě různé reality, pak se nemohou shodnout, která z nich je správná. Tento paradox je známý jako „paradox Wignerova přítele“a vědci to nyní experimentálně dokázali.

Kvantová mechanika je obor teoretické fyziky, který popisuje základní vlastnosti a chování atomů, iontů, molekul, elektronů, fotonů, kondenzované hmoty a dalších elementárních částic.

Paradox Wignerova přítele

V roce 1961 laureát Nobelovy ceny za fyziku Eugene Wigner vážně zpochybnil, co je objektivní realita. Vědec navrhl jeden z nejpodivnějších experimentů v kvantové mechanice, který zahrnoval myšlenku, že dva lidé mohou pozorovat dvě různé reality a žádný z nich by se technicky nemýlil. Ale jak?

V myšlenkovém experimentu zvaném Wignerův přítel paradox studují dva vědci v laboratoři foton, nejmenší kvantitativní jednotku světla. Je pozoruhodné, že tento polarizovaný foton může mít při měření buď horizontální polarizaci nebo vertikální polarizaci. Před měřením ale podle zákonů kvantové mechaniky existuje foton v obou polarizačních stavech současně – v tzv. superpozici.

Wigner si tedy představoval, jak jeho přítel v jiné laboratoři měří stav tohoto fotonu a pamatuje si výsledek, zatímco Wigner sám zpovzdálí pozoruje. Wigner přitom o měření svého přítele nemá žádné informace, a proto je nucen předpokládat, že foton a jeho měření jsou v superpozici všech možných experimentálních výsledků.

To je ale v příkrém rozporu s pohledem Wignerova přítele, který polarizaci fotonu skutečně změřil a zaznamenal! Přítel může dokonce Wignerovi zavolat a sdělit mu, že měření bylo provedeno (za předpokladu, že nebude odhalen výsledek). Dostáváme tak dvě reality, které si odporují, což zpochybňuje objektivní stav faktů zjištěných dvěma pozorovateli.

Je pozoruhodné, že až do roku 2019 – dokud švédští vědci neprovedli stejný experiment v laboratoři – byl paradox Wignerova přítele čistě myšlenkovým experimentem. Stejně jako světově proslulý experiment navržený rakouským teoretickým fyzikem Edwinem Schrödingerem.

Schrödingerova kočka je myšlenkový experiment popisující absurditu kvantové mechaniky. Představte si, že máte kočku a krabici. Do krabice vložíte kočku, radioaktivní látku a speciální mechanismus, který otevře baňku s jedem. V případě rozpadu radioaktivního atomu v uzavřené schránce – a to se může stát každou chvíli – mechanismus otevře nádobku s jedem a kočka zemře. Zda se ale radioaktivní atom rozpadl nebo ne, zjistíte pouze, pouze se můžete podívat do krabice. Až do tohoto bodu je podle principů kvantové fyziky kočka živá i mrtvá, to znamená, že je v superpozici.

Neexistuje objektivní realita?

Výzkumníci použili šest propletených fotonů k vytvoření dvou alternativních realit v laboratoři. Jedna realita představovala Wignerovu realitu, druhá realitu jeho přítele. Wignerův přítel změřil polarizaci fotonu a výsledek uložil, načež Wigner sám provedl měření interference, aby zjistil, zda jsou měření a foton v superpozici.

Výsledky získané týmem vědců byly smíšené. Ukázalo se, že obě reality mohou koexistovat, i když vedou k nesmiřitelným výsledkům – přesně jak Eugene Wigner předpověděl. Lze je ale sladit?

Myšlenka, že pozorovatelé mohou nakonec sladit svá měření nějaké základní reality, je založena na několika předpokladech.

Za prvé, univerzální fakta existují a pozorovatelé se na nich mohou shodnout.

Za druhé, volba, kterou učiní jeden pozorovatel, neovlivní volbu, kterou učiní ostatní pozorovatelé – tento předpoklad fyzika nazývá lokalitou. Pokud tedy existuje objektivní realita, se kterou může každý souhlasit, pak jsou všechny tyto předpoklady pravdivé.

Výsledky práce vědců z Heriot-Watt University publikované v časopise Science Advances ale naznačují, že objektivní realita neexistuje. Jinými slovy, experiment naznačuje, že jeden nebo více předpokladů – myšlenka, že existuje realita, se kterou můžeme souhlasit, myšlenka, že máme svobodnou volbu, nebo myšlenka lokality – musí být chybné.

"Vědecká metoda se opírá o všeobecně uznávaná fakta zjištěná opakovanými měřeními bez ohledu na to, kdo pozorování provedl," píší vědci ve své práci.

Nevím jak vám, ale mně se točí hlava, protože získané výsledky poskytují skutečný důkaz, že v oblasti kvantové fyziky nic takového jako objektivní realita neexistuje.

Doporučuje: