Paradoks Wignerovog prijatelja: postoji li objektivna stvarnost?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Šta je stvarnost? I ko može odgovoriti na ovo pitanje? Prošle godine, naučnici sa Univerziteta Heriot-Watt u Škotskoj testirali su zanimljiv eksperiment koji sugerira da objektivna stvarnost možda ne postoji.

Uprkos činjenici da je nekada ova ideja bila samo teorija, sada su istraživači mogli da je prenesu na zidove univerzitetske laboratorije, i stoga je testiraju. Budući da u kvantnom svijetu mjerenja sa različitih pozicija daju različite rezultate, ali su u isto vrijeme podjednako tačna, sprovedeni eksperiment je pokazao da u svijetu kvantne fizike dvije osobe mogu promatrati isti događaj i različite rezultate; međutim, nijedan od ova dva događaja se ne može smatrati pogrešnim.

Drugim riječima, ako dvoje ljudi vide dvije različite stvarnosti, onda se ne mogu složiti koja je tačna. Ovaj paradoks je poznat kao "paradoks Wignerovog prijatelja" i sada su ga naučnici eksperimentalno dokazali.

Kvantna mehanika je grana teorijske fizike koja opisuje osnovna svojstva i ponašanje atoma, jona, molekula, elektrona, fotona, kondenzirane materije i drugih elementarnih čestica.

Paradoks Wignerovog prijatelja

Godine 1961. dobitnik Nobelove nagrade za fiziku Eugene Wigner ozbiljno je doveo u pitanje šta je objektivna stvarnost. Naučnik je predložio jedan od najčudnijih eksperimenata u kvantnoj mehanici, koji je uključivao ideju da dvije osobe mogu promatrati dvije različite stvarnosti i da nijedan od njih tehnički ne bi bio pogrešan. Ali kako?

U misaonom eksperimentu nazvanom paradoks Wignerovog prijatelja, dva naučnika u laboratoriji proučavaju foton, najmanju kvantitativnu jedinicu svjetlosti. Važno je napomenuti da ovaj polarizirani foton, kada se mjeri, može imati horizontalnu ili vertikalnu polarizaciju. Ali prije mjerenja, prema zakonima kvantne mehanike, foton postoji u oba polarizaciona stanja istovremeno - u takozvanoj superpoziciji.

Dakle, Wigner je zamislio kako njegov prijatelj u drugoj laboratoriji mjeri stanje ovog fotona i pamti rezultat, dok sam Wigner posmatra izdaleka. Istovremeno, Wigner nema nikakve informacije o mjerenju svog prijatelja, te je stoga primoran pretpostaviti da su foton i njegovo mjerenje u superpoziciji svih mogućih eksperimentalnih rezultata.

Ali ovo je u potpunoj suprotnosti sa stanovištem Wignerovog prijatelja, koji je zapravo izmjerio polarizaciju fotona i snimio je! Prijatelj može čak nazvati Wignera i reći mu da je mjerenje obavljeno (pod uslovom da rezultat nije otkriven). Tako dobijamo dve realnosti koje su jedna drugoj u suprotnosti, što dovodi u sumnju objektivni status činjenica koje su utvrdila dva posmatrača.

Važno je napomenuti da je do 2019. godine - dok švedski naučnici nisu uradili isti eksperiment u laboratoriji - paradoks Wignerovog prijatelja bio je čisto misaoni eksperiment. Baš kao i svjetski poznati eksperiment koji je predložio austrijski teorijski fizičar Edwin Schrödinger.

Schrödingerova mačka je misaoni eksperiment koji opisuje apsurdnost kvantne mehanike. Zamislite da imate mačku i kutiju. U kutiju stavljate mačku, radioaktivnu supstancu i poseban mehanizam koji otvara bocu sa otrovom. U slučaju raspada radioaktivnog atoma u zatvorenoj kutiji – a to se može dogoditi svakog trenutka – mehanizam će otvoriti posudu s otrovom i mačka će umrijeti. Ali možete saznati samo da li se radioaktivni atom raspao ili ne, možete samo pogledati u kutiju. Do ove tačke, prema principima kvantne fizike, mačka je i živa i mrtva, odnosno nalazi se u superpoziciji.

Zar ne postoji objektivna realnost?

Istraživači su koristili šest isprepletenih fotona kako bi stvorili dvije alternativne stvarnosti u laboratoriji. Jedna stvarnost predstavljala je Wignerovu stvarnost, druga stvarnost njegovog prijatelja. Wignerov prijatelj je izmjerio polarizaciju fotona i sačuvao rezultat, nakon čega je sam Wigner izvršio mjerenje interferencije kako bi utvrdio da li su mjerenje i foton u superpoziciji.

Rezultati do kojih je došao tim naučnika bili su različiti. Ispostavilo se da obje stvarnosti mogu koegzistirati, čak i ako dovedu do nepomirljivih rezultata - baš kao što je Eugene Wigner predvidio. Ali mogu li se pomiriti?

Ideja da posmatrači na kraju mogu pomiriti svoja mjerenja neke fundamentalne stvarnosti zasniva se na nekoliko pretpostavki.

Prvo, univerzalne činjenice postoje i posmatrači se mogu složiti oko njih.

Drugo, izbor koji napravi jedan posmatrač ne utiče na izbor koji naprave drugi posmatrači - ovu pretpostavku fizika naziva lokalitetom. Dakle, ako postoji objektivna realnost sa kojom se svi mogu složiti, onda su sve ove pretpostavke tačne.

Ali rezultati rada naučnika sa Univerziteta Heriot-Vat, objavljeni u časopisu Science Advances, ukazuju da objektivna realnost ne postoji. Drugim riječima, eksperiment sugerira da jedna ili više pretpostavki - ideja da postoji realnost s kojom se možemo složiti, ideja da imamo slobodan izbor ili ideja o lokalnosti - moraju biti pogrešne.

"Naučna metoda se oslanja na univerzalno prihvaćene činjenice utvrđene ponovljenim mjerenjima, bez obzira na to ko je izvršio zapažanja", pišu istraživači u svom radu.

Ne znam za vas, ali meni se vrti u glavi, jer dobijeni rezultati daju pravi dokaz da, kada je u pitanju oblast kvantne fizike, ne postoji objektivna stvarnost.