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量子力学|新的量子悖论：量子力学的恐怖，皆来源于人对“真实”的认知( 二 )


但是 ， 在1964年 ， 物理学家贝尔发现 ， 如果对这两个粒子进行不同测量的更复杂的组合 ， 爱因斯坦的论点就不成立了 。 贝尔表明 ， 如果两个观察者随机且独立地在测量其粒子的一种或另一种性质（例如位置或速度）之间进行选择 ， 则平均结果无法用任何理论将位置和速度都预先存在的局部性质加以解释 。
这看起来令人难以置信 ， 但是实验现在已经证明了贝尔的相关性确实存在 。 对于许多物理学家来说 ， 这是玻尔正确的证据：物理性质只有在进行测量后才存在 。
这提出了一个关键的问题：“测量”到底有什么特别之处？“观察者”、“观察到”等 ， 到底意味着什么？
1961年 ， 理论物理学家维格纳设计了一项思想实验 ， 以说明认知测量概念的棘手之处 。 他考虑了一种情况 ， 即他的朋友进入一个密闭的实验室 ， 并对量子粒子（例如其位置）进行测量 。
但是 ， 维格纳注意到 ， 如果他用量子力学方程式从外部描述这种情况 ， 结果将大不相同 。 从维格纳的角度来看 ， 朋友所测量的粒子的位置不再是真实的 ， 而是与粒子纠缠在一起并被周围的不确定性所影响 。 这类似于薛定谔著名的猫的思想实验 ， 其中盒子中猫的命运与随机量子事件纠缠在一起 。
对于维格纳来说 ， 这是荒谬的结论 。 取而代之的是 ， 他相信观察者的意识一旦介入 ， 纠缠就会“坍缩” ， 使朋友的观察变得确定 。
在这篇重要论文研究中 ， 提出了基于维格纳友人悖论的扩展版本 。 在这种情况下 ， 有两个物理学家 ， 分别称为张三和李四 ， 在两个遥远的实验室中与自己的朋友 ， 分别称为王五和赵六在一起 。
王五和赵六现在正在测量一对纠缠的粒子 ， 就像在贝尔实验中那样 。 正如维格纳的观点一样 ， 量子力学方程告诉我们王五和赵六应该与他们观察到的粒子纠缠在一起 。 但是由于这些粒子已经相互纠缠了 ， 理论上 ， 王五和赵六本人也应该纠缠在一起 。
这在实验上意味着什么？论文所提出的实验是这样的：张三、李四、王五、赵六进入他们的实验室并测量他们的粒子 。 一段时间后 ， 张三和李四各自投掷一枚硬币 。 如果硬币是正面 ， 他们打开门 ， 问他们的朋友看到了什么 。
按照维格纳的计算方式 ， 如果王五与他所观察到的粒子纠缠在一起 ， 那么这种不同的测量方法总是会给张三带来积极的结果 。 对于李四和赵六也是如此 。
但是 ， 无论怎么测量 ， 他们的朋友在实验室内观察到的任何记录都与外界隔离 。 王五和赵六不会记得在实验室里看到过任何东西 。 如果他们不记得 ， 是否事情真的发生了吗？
如果人的直觉认知是正确的 ， 那么每个朋友都会在实验室中看到一个真实而独特的测量结果 ， 而与张三或李四后来决定打开自己的门无关 。 同样 ， 张三和王五所看到的东西不应取决于李四的远处硬币落地的方式 ， 反之亦然 。
研究表明 ， 如果是这种情况 ， 则张三和李四可能期望看到的结果之间的相关性将受到限制 。 研究还表明 ， 量子力学预测张三和李四将看到超出这些极限的相关性 。
接下来 ， 研究团队进行了一项实验 ， 通过使用纠缠光子对以确认量子力学预测 。 每个朋友的测量值的作用由每个光子在设置中可能采用的两条路径之一决定的 ， 具体取决于光子的一种称为“极化”的属性 。 即 ， 路径“测量”的极化 。
该研究论文的实验仅是原则上的证明 ， 因为“朋友”非常小而简单 。 但是 ， 这提出了一个问题 ， 即对于更复杂的观察者来说 ， 是否也会得到相同的结果 。
我们可能永远无法对真正的人类进行这项实验 。 但是研究人员认为 ， 如果“朋友”是在大型量子计算机中运行的人类级的人工智能 ， 有一天可能会做出结论性的演示 。
所有这一切意味着什么？
尽管结论性的测试可能还需要数十年的时间 ， 但是如果量子力学的预测继续保持下去 ， 这对我们对“真实”的理解将产生深远的影响 ， 甚至比贝尔相关性更重要 。 一方面 ， 所发现的相关性不能仅通过说物理特性在被测量之前就不存在来解释 。


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