「多重現實」並非妄想？量子世界中的奇異現象

1935年,埃德溫.薛定諤(Erwin Schr?dinger)提出了一項名為「薛定諤的貓」的思想實驗,他設想一個密封的盒子中裝了一隻貓咪,盒子里還有一個特殊狀態,於不可知的時間裡,這個特殊裝置會釋放劇毒物質、毒死那隻貓咪。基於此,人們開啟盒子之前,那隻貓咪就處於「又死又活」的疊加狀態。以「薛定諤的貓」為基礎,著名的物理學家尤金.維格納(Eugene Paul Wigner)提出了「維格納的朋友」這一思想實驗。

尤金.維格納虛構了一位朋友,當貓咪在密封的盒子里等待命運的判決時,這個朋友戴著一個防毒面具,也呆在盒子里觀察那隻貓咪,而尤金.維格納距離盒子遠遠的,不去觀察盒子里到底發生了什麼。此時,他對盒子里的情況一無所知,便假定盒子里處於一種「活貓-高興的朋友」和「死貓-悲傷的朋友」的疊加狀態,但是,他詢問那個朋友的時候,朋友一定會否認自己處於疊加狀態。因此,尤金.維格納認為人們的意識包含於整個系統中,那麼疊加狀態就不再適用了,意識可以作用於外部世界、外部世界的變化也可以引起人們意識的改變。「維格納的朋友」這一思想實驗已讓人頗為費解,然而英國赫瑞瓦特大學的研究人員以「維格納的朋友」為藍本,進行了一項實驗,證明「多重現實」存在於量子世界中。

(量子)

光子與盒子里的貓咪「處境」類似,當光子未被觀察之前,它處於一種水平和垂直的疊加狀態,而光子被觀察的時候,它會呈現為水平或垂直的某一狀態。英國赫瑞瓦特大學的馬西米利亞諾.普羅耶蒂(Massimiliano Proietti)教授和同事們展開一項實驗,他們讓一個人在實驗室中觀察光子、且讓光子以垂直或水平的狀態發射出去,與此同時,他們讓另一個人在實驗室的外面進行一項「干涉實驗」,以此確認光子處於怎樣的狀態。

實驗的結果表明,當這些光子被實驗室里的人觀察,它們以一種極化的狀態(即水平或垂直的一種)而存在,但是,實驗室外面的人用「干涉實驗」進行測試的時候,這些光子仍然以疊加狀態而存在。也就是說,這兩種觀察的結果、以及它們所代表的兩種現實,可以同時證明是真實的,即「多重現實」並不是科幻題材作品中的幻想,量子世界中存在著「多重現實」的奇異現象。

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這一研究不僅僅為量子力學中的種種思想實驗提供了新的版本和證據、支持了「多重現實」理論,它還挑戰了科研工作的方法論。馬西米利亞諾.普羅耶蒂教授認為,科研工作依賴於客觀的事實,這些事實是通過反覆的觀察和測量而獲得的,且得到了同行們的普遍認同,然而量子力學中,觀察的客觀性卻不是那麼明確了。若「客觀事實」既不能證明是正確的、也不能證明是錯誤的、或是二者兼而有之,那麼,「科學」本身就需要做出一些改變了。

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小考題:你是否認同「多重現實」或「多元宇宙」理論?歡迎你留言討論。

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