物理學家已經證明，客觀現實并不存在。據說，這是一種源自量子力學的見解。不僅如此，它還被實驗證實了。這是真的嗎？如何用量子力學實驗證明現實不存在？

故事始于1961年匈牙利物理學家尤金·維格納。維格納是第二代量子物理學家的一員，在那個時代，量子力學的數學基礎已經確定并被實驗證實。當時，物理學家們開始轉向研究量子場論，最終產生了標準模型。但他們仍然無法理解在量子力學中進行測量意味著什么。

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量子力學的工作方式是，一切都用波函數來描述，通常用希臘字母ψ來表示。波函數隨時間的變化由薛定諤方程給出，但是波函數本身是不可測量的。相反，從波函數可以計算出測量結果的概率。例如，量子力學可能會預測一個粒子擊中屏幕左側或右側的概率為50%。在粒子撞擊屏幕之前，它處于這兩種狀態的“疊加”狀態，這意味著它既不在這里也不在那里。但是一旦你測量了粒子，你就有100%的概率知道它在哪里。這意味著在測量之后，你必須更新波函數，這種更新也被稱為波函數的“坍縮”。什么是測量？量子力學不會告訴你，這就是問題所在。

思想實驗：維格納的朋友

維格納用一個思想實驗來說明這個問題，這個實驗現在被稱為“維格納的朋友”。假設維格納的朋友Alice在實驗室里做粒子撞擊屏幕實驗，而維格納在實驗室外等候。在實驗室內，粒子以50%的概率擊中屏幕的左或右。當Alice測量粒子時，波函數會坍縮，它要么向左要么向右。然后她打開實驗室門，告訴維格納她測量到了什么。

但維格納會如何描述這個實驗呢？只有當他的朋友告訴他時，他才知道粒子是向左還是向右。因此，根據量子力學，維格納必須假設在他知道發生了什么之前，Alice處于兩種狀態的疊加狀態。但Alice明確知道粒子撞向哪邊，對她來說她的測量結果從來都不是疊加的，而對于維格納來說卻是疊加的。所以他們對發生的事意見不一致，現實似乎是主觀的。

現在，我們需要明確什么物理過程構成測量，否則預測當然是模棱兩可的。一旦指定了測量的含義，Alice要么在她的實驗室里進行測量，要么不進行測量，但不會兩者同時發生。在一個真實的實驗中，而不是一個思想實驗中，測量發生在粒子撞擊屏幕的時候。因此，Alice當然永遠不會處于疊加狀態，她和維格納就客觀真實的事物達成了一致。

但是，維格納還是有所擔心，因為在量子力學的標準解釋中，波函數的更新不是一個物理過程。這只是一種知識的數學更新，它沒有任何物理變化。根據維格納的說法，如果Alice在物理上沒有改變任何東西，那么她自己一定處于疊加狀態。

這就是1960年代提出的“維格納的朋友”。我們無法通過實驗驗證這一點，但在2016年，Daniela Frauchinger和Renato Renner提出了另一個思想實驗，使物理學家更接近實驗測試，這被稱為“擴展維格納的朋友”。

擴展維格納的朋友

在這個思想實驗中，我們有兩個維格納，每個維格納都有一個朋友Alice，每個Alice測量一對糾纏粒子中的一個。然后是兩個維格納，每個人都去問他們的朋友關于他們的測量。形式上，這種“詢問”只是意味著他們進行了另一種測量。Frauchinger和Renner隨后表明，在某些測量結果的組合中，兩個Alice無法就測量結果和兩個維格納達成一致。

再一次，對所發生的事情的明顯答案是，Alice要么測量了粒子并坍縮了波函數，要么沒有，而維格納在詢問之前認為她們處于糾纏態。如果她們做了前者，那么她們就不會糾纏在一起，與維格納的認識相反。如果他們的測量沒有使波函數坍縮，那么兩個Alice就糾纏在一起了，這正是維格納所認為的結果。因此，他們的論文中總結說，量子力學“不能始終如一地描述其自身的用途”，因為如果你是維格納學派的一員，試圖應用量子力學來理解愛麗絲學派如何使用量子力學，你就會遇到麻煩。

Frauchinger-Renner 的論文有點哲學，但在2018年，Caslav brookner從一個有點不同的角度看待這個問題，并得出了“觀察者獨立事實的禁止定理”。他的公式允許人們使用測量結果中某些相關性的測量來證明，在擴展維格納的朋友場景中，觀察者實際上有彼此不一致的測量結果。如果是這樣，在某些情況下就不會有“獨立于觀察者的事實”，這是所有關于客觀現實不存在的說法的起源。

最終，在2019年，來自愛丁堡的一個小組測量了brookner計算出的這些相關性。在這個實驗中，兩個Alice是光子，兩個維格納是光電探測器。