Dami ng Dami: Ang Aming Pag-aaral sa Pag-aaral Objektuwal na Realidad Ay Hindi Malayo

Dami ng Dami: Ang Aming Pag-aaral sa Pag-aaral Objektuwal na Realidad Ay Hindi Malayo
Gearoid Hayes / Flickr, CC BY-SA

Ang mga alternatibong katotohanan ay kumakalat na tulad ng isang virus sa buong lipunan. Ngayon tila nahawahan pa nila ang agham - hindi bababa sa kaharian ng dami. Ito ay maaaring mukhang counter intuitive. Ang pamamaraan na pang-agham ay matapos ang lahat na naitatag sa maaasahang mga paniwala ng pagmamasid, pagsukat at pag-uulit. Ang isang katotohanan, tulad ng itinatag ng isang pagsukat, ay dapat maging layunin, upang ang lahat ng mga tagamasid ay maaaring sumang-ayon dito.

Ngunit sa isang papel kamakailan na inilathala sa Science Advances, ipinapakita namin na, sa micro-mundo ng mga atoms at mga partikulo na pinamamahalaan ng kakaibang mga patakaran ng mga mekanika ng dami, ang dalawang magkakaibang tagamasid ay may karapatan sa kanilang sariling mga katotohanan. Sa madaling salita, ayon sa aming pinakamahusay na teorya ng mga bloke ng gusali ng kalikasan mismo, ang mga katotohanan ay maaaring maging subjective.

Ang mga tagamasid ay makapangyarihang mga manlalaro sa mundo ng kabuuan. Ayon sa teorya, ang mga particle ay maaaring maging sa ilang mga lugar o estado nang sabay-sabay - ito ay tinatawag na isang superposition. Ngunit ang kakatwa, ito lamang ang kaso kapag hindi sila sinusunod. Ang pangalawa ay naobserbahan mo ang isang sistema ng dami, pumili ito ng isang tukoy na lokasyon o estado - paglabag sa superposisyon. Ang katotohanan na kumikilos ang kalikasan sa ganitong paraan ay napatunayan nang maraming beses sa lab - halimbawa, sa sikat double slit experiment (tingnan ang video sa ibaba).

Sa 1961, pisiko Eugene Wigner iminungkahi ang isang mapaghamong eksperimento sa pag-iisip. Kinuwestiyon niya kung ano ang mangyayari kapag nag-aaplay ng mga mekanika ng quantum sa isang tagamasid na kanilang sarili ay sinusunod.

Isipin na ang isang kaibigan ni Wigner ay naghuhugas ng isang dami ng barya - na kung saan ay sa isang superposition ng parehong mga ulo at mga buntot - sa loob ng isang saradong laboratoryo. Sa tuwing itinatapon ng kaibigan ang barya, sinusunod nila ang isang tiyak na kinalabasan. Masasabi natin na ang kaibigan ni Wigner ay nagtatag ng isang katotohanan: ang resulta ng paghagis ng barya ay tiyak na ulo o buntot.

Ang Wigner ay walang pag-access sa katotohanang ito mula sa labas, at ayon sa mga mekanika ng kabuuan, dapat ilarawan ang kaibigan at barya na maging isang superposisyon ng lahat ng posibleng mga resulta ng eksperimento. Iyon ay dahil sila ay "nakagalit" - spookily connected upang kung manipulahin mo ang isa ay manipulahin mo rin ang isa pa. Maaari nang sa prinsipyo ngayon ng Wigner na patunayan ang superposition na ito gamit ang isang tinatawag na "eksperimento sa panghihimasok"- isang uri ng pagsukat ng kabuuan na nagbibigay-daan sa iyo upang malutas ang superposition ng isang buong sistema, na kinukumpirma na ang dalawang bagay ay nabagabag.


Kunin ang Pinakabagong Mula sa InnerSelf


Kapag ikinumpara ni Wigner at ng kaibigan ang mga tala sa bandang huli, iginiit ng kaibigan na nakita nila ang tiyak na mga kinalabasan para sa bawat barya. Gayunman, si Wigner ay hindi sumasang-ayon sa tuwing napansin niya ang kaibigan at barya sa isang superposisyon.

Nagtatanghal ito ng isang conundrum. Ang katotohanan na nakita ng kaibigan ay hindi maaaring makipagkasundo sa katotohanan sa labas. Orihinal na hindi isinasaalang-alang ni Wigner ito ng isang kabalintunaan, ipinagtalo niya na ito ay walang katotohanan upang ilarawan ang isang malay na tagamasid bilang isang bagay na dami. Gayunpaman, siya mamaya umalis sa view na ito, at ayon sa pormal na mga aklat-aralin sa mga mekanika ng quantum, perpektong may bisa ang paglalarawan.

Ang eksperimento

Ang senaryo ay matagal nang nanatiling isang kawili-wiling eksperimento sa pag-iisip. Ngunit sumasalamin ba ito ng katotohanan? Siyentipiko, nagkaroon ng kaunting pag-unlad hanggang sa kamakailan lamang, kailan Časlav Brukner sa University of Vienna ay nagpakita na, sa ilalim ng ilang mga pagpapalagay, ideya ni Wigner maaaring magamit upang pormal na patunayan na ang mga sukat sa mekanika ng kabuuan ay napapailalim sa mga tagamasid.

Inirerekomenda ni Brukner ang isang paraan ng pagsusuri sa paniwala na ito sa pamamagitan ng pagsalin sa senaryo ng kaibigan ng Wigner sa isang balangkas unang itinatag ng pisiko na si John Bell sa 1964. Itinuring ni Brukner ang dalawang pares ng mga Wigner at kaibigan, sa dalawang magkahiwalay na kahon, na nagsasagawa ng mga sukat sa isang ibinahaging estado - sa loob at labas ng kani-kanilang kahon. Ang mga resulta ay maaaring ibigay hanggang sa huli ay magamit upang suriin ang isang tinatawag "Hindi pagkakapantay-pantay sa kampanilya". Kung ang hindi pagkakapantay-pantay na ito ay nilabag, ang mga tagamasid ay maaaring magkaroon ng mga alternatibong katotohanan.

Mayroon kaming ngayon sa kauna-unahang pagkakataon na isinagawa ang pagsubok na ito sa eksperimento sa Heriot-Watt University sa Edinburgh sa isang maliit na sukat na computer na kabuuan na binubuo ng tatlong pares ng mga gulong na mga photon. Ang unang pares ng foton ay kumakatawan sa mga barya, at ang iba pang dalawa ay ginagamit upang maisagawa ang paghagis ng barya - pagsukat sa polariseyasyon ng mga photon - sa loob ng kani-kanilang kahon. Sa labas ng dalawang kahon, ang dalawang mga photon ay nananatili sa bawat panig na maaari ring masukat.

Dami ng Dami: Ang Aming Pag-aaral sa Pag-aaral Objektuwal na Realidad Ay Hindi Malayo
Ang mga mananaliksik na may eksperimento. Author ibinigay

Sa kabila ng paggamit ng state-of-the-art quantum technology, nagtagal ng mga linggo upang mangolekta ng sapat na data mula sa anim na mga photon upang makabuo ng sapat na istatistika. Ngunit sa kalaunan, nagtagumpay kami sa pagpapakita na ang mga mekanika ng kabuuan ay maaaring talagang hindi kaayon sa pag-aakala ng mga layunin na katotohanan - nilabag namin ang hindi pagkakapantay-pantay!

Ang teorya, gayunpaman, ay batay sa ilang mga pagpapalagay. Kasama dito na ang mga kinita sa pagsukat ay hindi naiimpluwensyahan ng mga signal na naglalakbay sa itaas ng bilis ng ilaw at ang mga tagamasid ay malayang pumili ng kung anong mga sukat na gagawin. Iyon ay maaaring o hindi ang kaso.

Ang isa pang mahalagang katanungan ay kung ang mga solong photon ay maaaring isaalang-alang na mga tagamasid. Sa panukala ng teorya ng Brukner, ang mga tagamasid ay hindi kailangang magkaroon ng kamalayan, dapat lamang silang makapagtatag ng mga katotohanan sa anyo ng isang resulta ng pagsukat. Kung gayon ang isang walang buhay na detektor ay magiging isang wastong tagamasid. At ang mga mekanika ng kabuuan ng libro ay nagbibigay sa amin ng walang dahilan upang maniwala na ang isang detektor, na maaaring gawin bilang maliit na bilang ng ilang mga atomo, ay hindi dapat inilarawan bilang isang bagay na kabuuan tulad ng isang photon. Maaari ring posible na ang karaniwang mga mekanika ng kabuuan ay hindi nalalapat sa malalaking mga kaliskis sa haba, ngunit ang pagsubok na isang hiwalay na problema.

Dami ng Dami: Ang Aming Pag-aaral sa Pag-aaral Objektuwal na Realidad Ay Hindi Malayo
Maaaring mayroong maraming mga mundo sa labas.
Nikk / Flickr, CC BY-SA

Ang eksperimento na ito kung gayon ay ipinapakita na, hindi bababa sa para sa mga lokal na modelo ng mga mekanika ng quantum, kailangan nating isipin muli ang aming paniwala ng pagiging aktibo. Ang mga katotohanang naranasan natin sa aming macroscopic na mundo ay lilitaw na mananatiling ligtas, ngunit ang isang pangunahing katanungan ay lumitaw kung paanong ang mga umiiral na interpretasyon ng mga mekanika ng kabuuan ay maaaring tumanggap ng mga subjective na katotohanan.

Ang ilang mga pisika ay nakikita ang mga bagong pag-unlad na ito bilang pagpapalakas ng mga pagpapakahulugan na nagbibigay-daan sa higit sa isang kinalabasan na mangyari para sa isang obserbasyon, halimbawa ang pagkakaroon ng kahanay na uniberso kung saan nangyayari ang bawat kinalabasan. Ang iba ay nakikita ito bilang nakapanghihimok na ebidensya para sa mga intrinsically na mga teoryang nakasalalay sa tagamasid tulad ng Dami Bayesianism, kung saan ang mga aksyon at karanasan ng ahente ay mga pangunahing pag-aalala ng teorya. Ngunit ang iba pa ay kinuha ito bilang isang malakas na pointer na marahil ay masira ang mga mekanika ng dami sa itaas ng ilang mga kalubhaan.

Malinaw na ito ang lahat ng malalim na mga katanungan sa pilosopiko tungkol sa pangunahing katangian ng katotohanan. Anuman ang sagot, isang kagiliw-giliw na hinaharap ang naghihintay.Ang pag-uusap

Tungkol sa May-akda

Alessandro Fedrizzi, Propesor ng Dami ng Dami, Heriot-Watt University at Massimiliano Proietti, PhD Candidate ng Quantum Physics, Heriot-Watt University

Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}