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科学家提出一个新的悖论,为量子理论基础的进步提供了希望!

科学家提出一个新的悖论,为量子理论基础的进步提供了希望!

**文件**丹麦原子科学家Niels Bohr于1950年3月21日在新泽西州普林斯顿大学讨论了一个方程式。丹麦科学家Niels Bohr于1922年获得诺贝尔物理学奖,他的儿子Aage Bohr分享物理学奖与美国人本·莫特尔森于1974年合作。

开拓性的量子物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)就是一种引用机器,对量子物理学的哲学基础进行了大量精辟的评论,无论何时理论出现,都会引用它们。可悲的是,当你试图挖掘它们并将它们附加到任何具体的含义时,很多这些引用都变得空洞。然而,为数不多的好事之一就是“我们遇到了一个多么奇妙的悖论。现在我们有了进步的希望。”

我之所以这么说,主要是因为,正如我在这里经常说的那样,我是一个实验主义者,在我看来,悖论的出现是一个好兆头,因为根据定义,悖论是两个看似同等有效的线条。推理导致相互矛盾的结果。而且据我们所知,只有一个实际的物理现实,这表明进行实验的可能性可以确定哪些实际上是正确的,然后进步是可能的。(波尔有可能通过其他方式表达其他内容,因为如上所述,他是着名的晦涩难懂。这是我的解释,这是我的博客,所以我们将继续这样做。)本周有很多关于一篇新论文的嗡嗡声,这篇论文以“打破量子力学”为主题,在“ 自然与科学美国人 ”的头条作家的气喘吁吁的条件下。对此的描述给出了上述意义上的有用悖论的印象,因此这可能表明该领域的一些进展。

所有这些兴奋的触发因素是瑞士联邦理工学院(ETH)在苏黎世(爱因斯坦的母校)的Daniela Frauchiger和Renato Renner撰写的论文,其题目是“量子理论不能始终如一地描述其自身的用途”。关于这一点的大多数新闻报道几乎达到了Bohr-ian关于正在发生的事情的模糊程度,所以我去了源头(你可以从ETH获得pdf预印本),这......并没有完全清楚整体影响,但至少我对实验中发生的事情有了更好的了解。

核心情景是Schrödinger猫思想实验的着名“Wigner的朋友”变体的延伸。Wigner想象一个科学家在一个密封的实验室里做了一个盒子里的东西,然后在听到实验结果之前询问那个科学家的朋友应该把它作为实验室的量子状态。这主要是为了服务于意识在量子物理学中发挥作用的略微循环的观念,但是实验中的代理人所感知的问题仍然有些有趣,尽管大多数物理学家已经过去为人类(或猫科动物)观察者赋予了特殊的角色。 。

目前的论文想象了一个现代化的实验扭曲,有两个密封的实验室,两个科学家做实验,而朋友在外面等。然而,两者不是完全分开,而是通过从一个到另一个发送量子粒子来连接。

这篇文章是一个令人困惑的符号的暴风雪,但我会试着把它带到像量子纠缠实验中常见的传统的爱丽丝和鲍勃的措辞。爱丽丝在她的实验室准备了一个量子粒子,它有三分之二的机会杀死猫,有三分之一的机会让它保持活力(这篇论文令人困惑地使用了“头”和“尾巴”,但我是一个狗人,所以我会回到薛定谔的根源)。如果猫活着,她会在另一个实验室中向鲍勃发送一个处于明确旋转状态的粒子;如果猫死了,她会给Bob发送一个有50%旋转机会的粒子。鲍勃在粒子上进行旋转与减速测量,这会产生鲍勃心理状态,爱丽丝精神状态和猫状态的复杂纠缠状态。

与此同时,在爱丽丝的实验室外,她的朋友特德做了一个复杂的测量,如果爱丽丝已经检测到死猫,他有50%的机会返回“OK”。在Bob的实验室外,他的朋友Carol对Bob测量的Alice给他的粒子进行了同样的测量,如果Bob测量了粒子处于旋转状态,他再次有50%的机会返回“OK”。如果Carol和Ted都得到“OK”测量值,则实验停止,门打开,每个人都会比较结果。

这里可能矛盾的一点涉及到各方所涉及的关于猫的状态的结论。不平衡的猫杀概率,爱丽丝发出的模糊自旋状态以及泰德和卡罗尔所做的模糊测量的精确组合创造了一种情况,在这种情况下,每个人都可以合理地得出结论,基于量子力学的规则,双重确定结果表明猫死了,但实际上猫有十分之一的可能性。

除了为猫爱好者提供一丝微弱的希望之外,这又取得了什么成就?那么,作者认为这个结果表明在该方案中工作的三个哲学假设之间不相容:量子力学是正确的假设,任何测量导致单一结果的假设,以及使用量子力学推理的假设其他人将基于量子力学得出的结论将给出一致的结果。就上述方案而言,最后一个假设是Carol和Ted在这些实验室外部可以正确预测Alice和Bob根据测量结果得出的结论。他们争辩说,对量子力学的任何解释都不可能成功地将所有这三者都纳入其中。

观察者在多世界解释中陷入纠缠叠加的插图。

那么,这个悖论是否能够在可行的实验中区分解释。可悲的是,这并不是很清楚。正如他们在文中指出的那样,那里的大多数主要解释已经打破了其中的一个或多个 - 例如,许多世界,臭名昭着允许测量具有多种结果,而新的热解释“QBism”(以前称为“QBism”)量子贝叶斯主义“)说现实是观察者依赖的。用它们中的一些来解释结果可能比其他人更容易,但我不清楚用几十只猫来完成它并发现少量生存实际上会排除任何东西。

不过,有很多事情我并没有真正遵循这一点。首先,考虑到我可以通过数学计算来证明这只猫在十二岁时生活一次,我不确定为什么这对我们任何一位勇敢的实验者来说都是一个惊喜。似乎关于量子力学结果的推理应该导致他们得出相同的结论 - 猫的生存不太可能,但并非不可能。我也不清楚为什么每个人都在谈论这个实验是不可行的,因为它需要Alice和Bob成为人类或复杂的计算机。他们在这个方案中的角色看起来很机械,所以我不确定复杂性来自哪里。

也就是说,关于这一点的故事包括一些比我更聪明的人的引用,他们比我更多地花时间思考量子基础。他们似乎都认为这是非常重要的,所以我可能会看到一些我没有看到的角度。这意味着,尽管我个人试图用一个Betteridge的法则“No”来回答这个引用的标题,但真正的答案恰恰是,Bohr-ian“也许?”

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