Mục lục:

Nghịch lý bạn của Wigner: có thực tế khách quan?
Nghịch lý bạn của Wigner: có thực tế khách quan?

Video: Nghịch lý bạn của Wigner: có thực tế khách quan?

Video: Nghịch lý bạn của Wigner: có thực tế khách quan?
Video: Bộ Giáo Dục mà dạy lịch sử theo cách này - chắc ai cũng yêu môn Sử 2024, Tháng Ba
Anonim

Thực tế là gì? Và ai có thể trả lời câu hỏi này? Năm ngoái, các nhà khoa học tại Đại học Heriot-Watt ở Scotland đã thử nghiệm một thí nghiệm thú vị cho thấy thực tế khách quan có thể không tồn tại.

Mặc dù thực tế là trước đây ý tưởng này chỉ là lý thuyết, nhưng giờ đây các nhà nghiên cứu đã có thể chuyển nó đến các bức tường của phòng thí nghiệm trường đại học, và do đó thử nghiệm nó. Vì trong thế giới lượng tử, các phép đo từ các vị trí khác nhau cho kết quả khác nhau, nhưng đồng thời đúng như nhau, thí nghiệm được thực hiện cho thấy trong thế giới vật lý lượng tử, hai người có thể quan sát cùng một sự kiện và kết quả khác nhau; tuy nhiên, cả hai sự kiện này đều không thể được coi là sai.

Nói cách khác, nếu hai người nhìn thấy hai thực tại khác nhau, thì họ không thể đồng ý cái nào là đúng. Nghịch lý này được biết đến với cái tên "Nghịch lý bạn của Wigner" và hiện các nhà khoa học đã thực nghiệm chứng minh điều đó.

Cơ học lượng tử là một nhánh của vật lý lý thuyết mô tả các tính chất và hoạt động cơ bản của nguyên tử, ion, phân tử, electron, photon, vật chất ngưng tụ và các hạt cơ bản khác.

Nghịch lý về người bạn của Wigner

Năm 1961, người đoạt giải Nobel vật lý Eugene Wigner đã nghiêm túc đặt câu hỏi về thực tại khách quan là gì. Nhà khoa học đã đề xuất một trong những thí nghiệm kỳ lạ nhất trong cơ học lượng tử, liên quan đến ý tưởng rằng hai người có thể quan sát hai thực tại khác nhau và cả hai đều không sai về mặt kỹ thuật. Nhưng bằng cách nào?

Trong một thí nghiệm suy nghĩ có tên là nghịch lý bạn của Wigner, hai nhà khoa học trong một phòng thí nghiệm nghiên cứu một photon, đơn vị định lượng nhỏ nhất của ánh sáng. Đáng chú ý là photon phân cực này khi đo có thể có phân cực ngang hoặc phân cực dọc. Nhưng trước khi đo lường, theo định luật cơ học lượng tử, một photon tồn tại đồng thời ở cả hai trạng thái phân cực - trong cái gọi là chồng chất.

Vì vậy, Wigner đã tưởng tượng cách người bạn của mình trong một phòng thí nghiệm khác đo trạng thái của photon này và ghi nhớ kết quả, trong khi bản thân Wigner quan sát từ xa. Đồng thời, Wigner không có bất kỳ thông tin nào về phép đo của bạn mình, và do đó anh ta buộc phải giả định rằng photon và phép đo của nó nằm trong một chồng chất của tất cả các kết quả thí nghiệm có thể có.

Nhưng điều này hoàn toàn trái ngược với quan điểm của một người bạn của Wigner, người đã thực sự đo độ phân cực của photon và ghi lại nó! Người bạn thậm chí có thể gọi cho Wigner và nói với anh ta rằng phép đo đã được thực hiện (miễn là kết quả không được tiết lộ). Do đó, chúng ta nhận được hai thực tế, mâu thuẫn với nhau, gây nghi ngờ về tình trạng khách quan của các sự kiện được thiết lập bởi hai người quan sát.

Đáng chú ý là cho đến năm 2019 - cho đến khi các nhà khoa học Thụy Điển thực hiện thí nghiệm tương tự trong phòng thí nghiệm - thì nghịch lý của người bạn Wigner hoàn toàn chỉ là một thí nghiệm suy nghĩ. Cũng giống như thí nghiệm nổi tiếng thế giới do nhà vật lý lý thuyết người Áo Edwin Schrödinger đề xuất.

Con mèo của Schrödinger là một thí nghiệm tư duy mô tả sự phi lý của cơ học lượng tử. Hãy tưởng tượng bạn có một con mèo và một chiếc hộp. Trong hộp bạn đặt một con mèo, một chất phóng xạ và một cơ chế đặc biệt để mở một bình chứa chất độc. Trong trường hợp phân rã một nguyên tử phóng xạ trong một hộp kín - và điều này có thể xảy ra bất cứ lúc nào - thì cơ chế này sẽ mở hộp chứa chất độc và con mèo sẽ chết. Nhưng bạn chỉ có thể tìm xem một nguyên tử phóng xạ đã bị phân rã hay chưa, bạn chỉ có thể nhìn vào trong hộp. Cho đến thời điểm này, theo nguyên lý vật lý lượng tử, con mèo vừa sống vừa chết, tức là nó ở trạng thái chồng chất.

Không có thực tế khách quan?

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng sáu photon vướng víu để tạo ra hai thực tế thay thế trong phòng thí nghiệm. Một thực tế đại diện cho thực tế của Wigner, một thực tế khác là thực tế của bạn anh ta. Bạn của Wigner đã đo độ phân cực của photon và lưu lại kết quả, sau đó chính Wigner thực hiện phép đo giao thoa để xác định xem phép đo và photon có nằm chồng lên nhau hay không.

Các kết quả thu được của nhóm các nhà khoa học là trái ngược nhau. Hóa ra cả hai thực tế có thể cùng tồn tại, ngay cả khi chúng dẫn đến những kết quả không thể hòa giải - giống như Eugene Wigner đã dự đoán. Nhưng liệu họ có thể hòa giải được không?

Ý tưởng rằng những người quan sát cuối cùng có thể điều chỉnh các phép đo của họ về một số thực tế cơ bản dựa trên một số giả định.

Đầu tiên, sự thật phổ biến thực sự tồn tại và những người quan sát có thể đồng ý về chúng.

Thứ hai, lựa chọn mà một quan sát viên đưa ra không ảnh hưởng đến lựa chọn mà những quan sát viên khác đưa ra - giả định này vật lý gọi là địa phương. Vì vậy, nếu tồn tại một thực tế khách quan mà mọi người đều có thể đồng tình, thì tất cả những giả thiết trên đều đúng.

Nhưng kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học từ Đại học Heriot-Watt, được công bố trên tạp chí Science Advances, chỉ ra rằng thực tế khách quan không tồn tại. Nói cách khác, thử nghiệm gợi ý rằng một hoặc nhiều giả định - ý tưởng rằng có một thực tế mà chúng ta có thể đồng ý, ý tưởng rằng chúng ta có quyền lựa chọn tự do, hoặc ý tưởng về địa phương - phải sai.

Các nhà nghiên cứu viết trong công trình của họ: "Phương pháp khoa học dựa trên các dữ kiện được thống nhất chung được thiết lập bằng các phép đo lặp lại, bất kể ai đã thực hiện các quan sát".

Tôi không biết về bạn, nhưng đầu tôi quay cuồng, bởi vì kết quả thu được cung cấp bằng chứng thực tế rằng, khi nói đến lĩnh vực vật lý lượng tử, không có cái gọi là thực tế khách quan.

Đề xuất: