Alternatívne fakty sa šíria ako vírus v celej spoločnosti. Teraz sa zdá, že dokonca infikovali vedu - prinajmenšom kvantovú ríšu. Môže sa to zdať intuitívne. Vedecká metóda je koniec koncov založená na spoľahlivých predstavách o pozorovaní, meraní a opakovateľnosti. Skutočnosť stanovená meraním by mala byť objektívna tak, aby s ňou mohli súhlasiť všetci pozorovatelia.
Ale v novinách, ktoré boli nedávno publikované v Science Advances, ukazujeme, že v mikrosvete atómov a častíc, ktorý sa riadi zvláštnymi pravidlami kvantovej mechaniky, majú dvaja rôzni pozorovatelia právo na svoje vlastné fakty. Inými slovami, podľa našej najlepšej teórie stavebných blokov samotnej prírody môžu byť skutočnosti v skutočnosti subjektívne.
Pozorovatelia sú silnými hráčmi v kvantovom svete. Podľa teórie môžu byť častice na viacerých miestach alebo stavoch naraz - to sa nazýva superpozícia. Je to však zvláštne, iba ak sa nedodržiavajú. Druhý pozorujete kvantový systém, ktorý vyberie konkrétne miesto alebo stav - prelomí superpozíciu. Skutočnosť, že sa príroda správa týmto spôsobom, bola v laboratóriu dokázaná niekoľkokrát - napríklad v slávnom experimente s dvojitými štrbinami.
V roku 1961 navrhol fyzik Eugene Wigner provokatívny myšlienkový experiment. Spochybnil, čo by sa stalo, keby sa aplikovala kvantová mechanika na pozorovateľa, ktorý je sám pozorovaný. Predstavte si, že priateľ Wignera hodí kvantovú mincu - ktorá je v superpozícii hláv aj chvostov - vnútri uzavretého laboratória. Zakaždým, keď priateľ hodí mincu, pozoruje definitívny výsledok. Dá sa povedať, že Wignerov priateľ preukazuje skutočnosť: výsledkom toho, že sa hodí minca, je určite hlava alebo chvost.
Wigner nemá prístup k tejto skutočnosti zvonku a podľa kvantovej mechaniky musí opísať priateľa a mince, aby boli v superpozícii všetkých možných výsledkov experimentu. Je to preto, že sú „zamotané“ - strašidelne spojené, takže ak manipulujete s jedným, tiež manipulujete s druhým. Wigner teraz môže túto superpozíciu v zásade overiť pomocou takzvaného „interferenčného experimentu“ - typu kvantového merania, ktoré vám umožní odhaliť superpozíciu celého systému a potvrdiť, že sú zapletené dva objekty.
Keď Wigner a priateľ neskôr porovnajú poznámky, priateľ bude trvať na tom, aby videli konkrétne výsledky pre každú hodenú mincu. Wigner však bude nesúhlasiť vždy, keď pozoroval priateľa a mince v superpozícii.
To predstavuje hlavolam. Skutočnosť, ktorú vníma priateľ, sa nemôže zmieriť s realitou zvonku. Wigner pôvodne tento paradox nepovažoval, tvrdil, že by bolo absurdné opísať vedomého pozorovateľa ako kvantový objekt. Neskôr sa však od tohto pohľadu odchýlil a podľa formálnych učebníc o kvantovej mechanike je opis úplne platný.
Experiment
Scenár už dlho zostal zaujímavým myšlienkovým experimentom. Odráža to však realitu? Vedecky sa v tejto oblasti až donedávna dosiahol malý pokrok, keď Časlav Brukner na viedenskej univerzite ukázal, že za určitých predpokladov možno Wignerovu myšlienku použiť na formálne preukázanie toho, že merania v kvantovej mechanike sú subjektívne pre pozorovateľov.
Brukner navrhol spôsob, ako otestovať túto predstavu tým, že prevedie scenár Wignerovho priateľa do rámca, ktorý vytvoril fyzik John Bell v roku 1964. Brukner zvažoval dva páry Wigners a priateľov v dvoch samostatných rámčekoch a vykonával merania na spoločnom stave - vo vnútri a mimo ich príslušného poľa. Výsledky je možné zhrnúť a nakoniec použiť na vyhodnotenie tzv. „Bell nerovnosti“. Ak je táto nerovnosť porušená, môžu mať pozorovatelia alternatívne skutočnosti.
Prvýkrát sme tento test experimentálne uskutočnili na Univerzite Heriot-Watt v Edinburghu na malom kvantovom počítači pozostávajúcom z troch párov zapletených fotónov. Prvý pár fotónov predstavuje mince a zvyšné dva sa používajú na vykonanie hádzania mincí - merajú polarizáciu fotónov - vo vnútri ich príslušného boxu. Mimo týchto dvoch boxov zostávajú na každej strane dva fotóny, ktoré sa dajú tiež zmerať.
Napriek používaniu najmodernejšej kvantovej technológie trvalo niekoľko týždňov, kým sa nezískalo dostatočné množstvo údajov iba zo šiestich fotónov, aby sa vygenerovalo dostatok štatistík. Ale nakoniec sa nám podarilo ukázať, že kvantová mechanika môže byť skutočne nezlučiteľná s predpokladom objektívnych faktov - porušili sme nerovnosť.
Teória je však založená na niekoľkých predpokladoch. Tieto zahŕňajú, že výsledky merania nie sú ovplyvňované signálmi, ktoré sa pohybujú nad rýchlosťou svetla a že pozorovatelia si môžu slobodne zvoliť, aké merania majú vykonať. Môže to tak alebo nemusí byť.
Ďalšou dôležitou otázkou je, či jednotlivé fotóny možno považovať za pozorovateľov. Podľa návrhu Bruknerovej teórie si pozorovatelia nemusia byť vedomí, musia len byť schopní dokázať fakty vo forme výsledku merania. Neživý detektor by preto bol platným pozorovateľom. A kvantová mechanika učebnice nám nedáva dôvod veriť, že detektor, ktorý môže byť vyrobený z malého počtu atómov, by nemal byť popisovaný ako kvantový objekt rovnako ako fotón. Je tiež možné, že štandardná kvantová mechanika sa neuplatňuje vo veľkom meradle, ale testovanie je samostatným problémom.
Tento experiment preto ukazuje, že prinajmenšom pre miestne modely kvantovej mechaniky musíme prehodnotiť našu predstavu o objektívnosti. Zdá sa, že fakty, ktoré v našom makroskopickom svete prežívame, zostávajú bezpečné, ale vyvstáva hlavná otázka, ako existujúce interpretácie kvantovej mechaniky dokážu prispôsobiť subjektívne fakty.
Niektorí fyzici vidia tento nový vývoj ako podporu interpretácií, ktoré umožňujú pozorovanie viac ako jedného výsledku, napríklad existenciu paralelných vesmírov, v ktorých sa každý výsledok vyskytuje. Iní to vidia ako presvedčivý dôkaz vnútorne pozorovateľovo závislých teórií, ako je napríklad kvantový bayesianizmus, v ktorom sú činy a skúsenosti agenta ústredným záujmom teórie. Ale iní to berú ako silný ukazovateľ toho, že kvantová mechanika sa možno pokazí nad určité stupnice komplexnosti.
Je zrejmé, že ide o hlboko filozofické otázky o základnej povahe reality. Čokoľvek bude odpoveď, čaká zaujímavá budúcnosť.
