Paradoxul prietenului lui Wigner: există o realitate obiectivă?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Ce este realitatea? Și cine poate răspunde la această întrebare? Anul trecut, oamenii de știință de la Universitatea Heriot-Watt din Scoția au testat un experiment interesant care sugerează că realitatea obiectivă ar putea să nu existe.

În ciuda faptului că odată această idee era doar o teorie, acum cercetătorii au putut să o transfere pe pereții laboratorului universitar și, prin urmare, să o testeze. Întrucât în lumea cuantică măsurătorile din poziții diferite dau rezultate diferite, dar în același timp sunt la fel de corecte, experimentul efectuat a arătat că în lumea fizicii cuantice, doi oameni pot observa același eveniment și rezultate diferite; cu toate acestea, niciunul dintre aceste două evenimente nu poate fi perceput ca fiind greșit.

Cu alte cuvinte, dacă doi oameni văd două realități diferite, atunci nu pot fi de acord care dintre ele este corectă. Acest paradox este cunoscut sub numele de „paradoxul prietenului lui Wigner” și acum oamenii de știință l-au dovedit experimental.

Mecanica cuantică este o ramură a fizicii teoretice care descrie proprietățile de bază și comportamentul atomilor, ionilor, moleculelor, electronilor, fotonilor, materiei condensate și altor particule elementare.

Paradoxul prietenului lui Wigner

În 1961, laureatul Premiului Nobel pentru fizică Eugene Wigner a pus serios la îndoială ce este realitatea obiectivă. Omul de știință a propus unul dintre cele mai ciudate experimente din mecanica cuantică, care presupunea ideea că doi oameni ar putea observa două realități diferite și niciunul dintre ele nu ar fi greșit din punct de vedere tehnic. Dar cum?

Într-un experiment de gândire numit paradoxul prietenului lui Wigner, doi oameni de știință într-un laborator studiază un foton, cea mai mică unitate cantitativă de lumină. Este de remarcat faptul că acest foton polarizat, atunci când este măsurat, poate avea fie polarizare orizontală, fie polarizare verticală. Dar înainte de măsurare, conform legilor mecanicii cuantice, un foton există în ambele stări de polarizare simultan - în așa-numita suprapunere.

Așadar, Wigner și-a imaginat cum prietenul său dintr-un alt laborator măsoară starea acestui foton și își amintește rezultatul, în timp ce Wigner însuși observă de departe. În același timp, Wigner nu are nicio informație despre măsurarea prietenului său și, prin urmare, este forțat să presupună că fotonul și măsurarea acestuia se află într-o suprapunere a tuturor rezultatelor experimentale posibile.

Dar acest lucru este în contrast puternic cu punctul de vedere al prietenului lui Wigner, care de fapt a măsurat polarizarea fotonului și a înregistrat-o! Prietenul poate chiar să-l sune pe Wigner și să-i spună că măsurarea a fost făcută (cu condiția ca rezultatul să nu fie dezvăluit). Astfel, obținem două realități, care se contrazic, ceea ce pune la îndoială statutul obiectiv al faptelor stabilite de doi observatori.

Este de remarcat faptul că până în 2019 - până când oamenii de știință suedezi au făcut același experiment în laborator - paradoxul prietenului lui Wigner a fost doar un experiment de gândire. La fel ca experimentul celebru mondial propus de fizicianul teoretician austriac Edwin Schrödinger.

Pisica lui Schrödinger este un experiment de gândire care descrie absurditatea mecanicii cuantice. Imaginează-ți că ai o pisică și o cutie. În cutie pui o pisică, o substanță radioactivă și un mecanism special care deschide un balon cu otravă. În cazul dezintegrarii unui atom radioactiv într-o cutie închisă - și acest lucru se poate întâmpla în orice moment - mecanismul va deschide recipientul cu otrava și pisica va muri. Dar poți afla doar dacă un atom radioactiv s-a degradat sau nu, poți doar să te uiți în cutie. Până în acest punct, conform principiilor fizicii cuantice, pisica este atât vie, cât și moartă, adică se află în suprapunere.

Nu există o realitate obiectivă?

Cercetătorii au folosit șase fotoni încâlciți pentru a crea două realități alternative în laborator. O realitate reprezenta realitatea lui Wigner, cealaltă realitatea prietenului său. Prietenul lui Wigner a măsurat polarizarea fotonului și a salvat rezultatul, după care Wigner însuși a efectuat o măsurătoare de interferență pentru a determina dacă măsurarea și fotonul erau în suprapunere.

Rezultatele obţinute de echipa de oameni de ştiinţă au fost amestecate. S-a dovedit că ambele realități pot coexista, chiar dacă duc la rezultate ireconciliabile - așa cum a prezis Eugene Wigner. Dar se pot împăca?

Ideea că observatorii își pot reconcilia în cele din urmă măsurătorile unei realități fundamentale se bazează pe mai multe ipoteze.

În primul rând, faptele universale există și observatorii pot fi de acord asupra lor.

În al doilea rând, alegerea pe care o face un observator nu afectează alegerea pe care o fac ceilalți observatori - această presupunere fizică o numește localitate. Deci, dacă există o realitate obiectivă cu care toată lumea poate fi de acord, atunci toate aceste presupuneri sunt adevărate.

Dar rezultatele muncii oamenilor de știință de la Universitatea Heriot-Watt, publicate în revista Science Advances, indică faptul că realitatea obiectivă nu există. Cu alte cuvinte, experimentul sugerează că una sau mai multe presupuneri - ideea că există o realitate cu care putem fi de acord, ideea că avem libertatea de alegere sau ideea de localitate - trebuie să fie greșite.

„Metoda științifică se bazează pe fapte universal agreate stabilite prin măsurători repetate, indiferent de cine a făcut observațiile”, scriu cercetătorii în lucrarea lor.

Nu știu despre tine, dar mi se învârte capul, pentru că rezultatele obținute oferă dovezi reale că, când vine vorba de domeniul fizicii cuantice, nu există realitatea obiectivă.