一项量子实验表明，没有客观现实这回事

早在1961年，诺贝尔奖获得者物理学家尤金·维格纳(Eugene Wigner)概述了一个思维实验，该实验展示了量子力学中一个鲜为人知的悖论。这个实验展示了宇宙的奇特性质如何让两个观察者--比方说，维格纳和维格纳的朋友--体验不同的现实。

从那时起，物理学家们就利用“维格纳之友”的思想实验来探索测量的本质，并争论客观事实是否存在。这一点很重要，因为科学家们通过实验来确定客观事实。但如果他们经历了不同的现实，争论说，他们怎么能就这些事实可能是什么达成一致呢？

这为餐后谈话提供了一些有趣的素材，但维格纳的思维实验从来没有超过这一点-只是一个思维实验。

然而，去年，物理学家们注意到，最近量子技术的进步使得在真实的实验中重现维格纳的朋友测试成为可能。换句话说，应该有可能创造出不同的现实，并在实验室里将它们进行比较，看看它们是否可以调和。

今天，爱丁堡赫里奥特-瓦特大学的Massimiliano Proietti和几位同事说，他们第一次进行了这个实验：他们创造了不同的现实，并对它们进行了比较。他们的结论是，维格纳是正确的-这些现实可以变得不可调和，因此不可能就实验的客观事实达成一致。

维格纳最初的思维实验原则上是直截了当的。它从单个偏振光子开始，当测量时，它可以是水平偏振也可以是垂直偏振。但在测量之前，根据量子力学定律，光子同时存在于两个偏振态中--即所谓的叠加。

维格纳想象着一位朋友在不同的实验室测量这种光子的状态并将结果存储起来，而维格纳则从远处观察。维格纳没有他朋友的测量信息，因此被迫假设光子和它的测量是所有可能的实验结果的叠加。

维格纳甚至可以进行实验来确定这种叠加是否存在。这是一种干涉实验，表明光子和测量确实处于叠加状态。

在维格纳看来，这是一个“事实”--叠加存在。这一事实表明，测量不可能发生。

但这与这位朋友的观点形成了鲜明对比，他确实测量了光子的偏振并记录了它。这位朋友甚至可以打电话给Wigner，说已经完成了测量(前提是结果不会透露)。

所以这两个现实是不一致的。“这使两位观察家确立的事实的客观地位受到质疑，”Proietti和他的同事说。

这就是理论，但去年奥地利维也纳大学的卡斯拉夫·布鲁克纳(Caslav Brukner)想出了一种方法，通过涉及多个粒子同时纠缠的技术，在实验室重现维格纳的朋友实验。

Proietti和他的同事取得的突破性进展是实现了这一点。他们说：“在一个最先进的6光子实验中，我们意识到了维格纳朋友的这一扩展情景。”

他们利用这六个纠缠的光子创造了两个交替的现实--一个代表维格纳，另一个代表维格纳的朋友。维格纳的朋友测量光子的偏振并存储结果。然后，维格纳进行干涉测量，以确定测量结果和光子是否处于叠加状态。

这个实验产生了一个明确的结果。事实证明，这两种现实可以共存，即使它们产生了不可调和的结果，就像维格纳预测的那样。

这引发了一些令人着迷的问题，迫使物理学家重新考虑现实的本质。

认为观察者最终可以协调他们对某种基本现实的测量的想法是基于几个假设。首先，普遍事实确实存在，观察家可以就此达成一致。

但也有其他假设。其一是观察者有自由进行他们想要的任何观察。另一种观点是，一个观察者所做的选择不会影响其他观察者所做的选择--物理学家称之为局域性的假设。

如果有一个每个人都能同意的客观现实，那么这些假设都是成立的。

但是Proietti和他的同事的结果表明客观现实并不存在。换句话说，实验表明，其中一个或多个假设肯定是错误的--我们可以达成一致的现实的想法，我们有选择自由的想法，或者地方性的想法。

当然，对于那些坚持传统的现实观点的人来说，还有另一条出路。这是因为实验人员忽略了其他一些漏洞。事实上，物理学家多年来一直试图堵住类似实验中的漏洞，尽管他们承认可能永远不可能全部堵住。

然而，这项工作对科学家的工作有着重要的影响。Proietti和他的同事说：“科学方法依赖于事实，这些事实是通过反复测量建立起来的，并得到普遍认可，与谁观察到了这些事实无关。”然而，在同一篇论文中，他们削弱了这一观点，或许是致命的。

下一步是走得更远：建造实验，创造越来越离奇的无法调和的交替现实。这会把我们带到哪里，谁也说不准。但维格纳和他的朋友肯定不会感到惊讶。