Алтернативне чињенице се шире попут вируса широм друштва. Чини се да су чак заразили науку - барем квантну област. Ово може изгледати контра интуитивно. Научна метода се на крају заснива на поузданим појмовима посматрања, мерења и поновљивости. Чињеница, утврђена мерењем, треба да буде објективна, тако да се сви посматрачи могу сложити са њом.
Али у раду који је недавно објављен у часопису Сциенце Адванцес показујемо да, у микро свету атома и честица који владају чудним правилима квантне механике, два различита посматрача имају право на сопствене чињенице. Другим речима, према нашој најбољој теорији о грађевним блоковима саме природе, чињенице могу бити субјективне.
Посматрачи су моћни играчи у квантном свету. Према теорији, честице могу бити на више места или стања одједном - то се назива суперпозиција. Али чудно, то је случај само када их се не примети. Други пут када посматрате квантни систем, он одабире одређено место или стање - разбијајући суперпозицију. Чињеница да се природа понаша овако доказано је више пута у лабораторији - на пример, у познатом експерименту са двоструким прорезом.
1961. године, физичар Еугене Вигнер предложио је провокативни мисаони експеримент. Упитао је шта би се догодило када би се применила квантна механика посматрачу који је сам посматра. Замислите да Вигнеров пријатељ баца квантни новчић - који је у суперпозицији и главе и репова - у затвореној лабораторији. Сваки пут када пријатељ баци новчић, посматра тачан исход. Можемо рећи да Вигнеров пријатељ утврђује чињеницу: резултат бацања новчића је дефинитивно глава или реп.
Вигнер нема приступ овој чињеници споља, а према квантној механици мора описати пријатеља и кованицу како би били у суперпозицији свих могућих резултата експеримента. То је зато што су "заплетени" - сабласно повезани, тако да ако манипулишете једним, манипулишете и другим. Вигнер сада у принципу може да верификује ову суперпозицију помоћу такозваног "експеримента интерференције" - врсте квантног мерења која омогућава откривање суперпозиције целог система, потврђујући да су два објекта заплетена.
Кад Вигнер и пријатељ касније упореде белешке, пријатељ ће инсистирати да виде дефинитивне исходе за свако бацање новчића. Вигнер се, међутим, неће сложити кад год посматра пријатеља и новчиће у суперпозицији.
Ово представља загонетку. Реалност коју перципира пријатељ не може се помирити са стварношћу споља. Првобитно Вигнер ово није сматрао парадоксом, тврдио је да би било апсурдно описивати свесног посматрача квантним објектом. Међутим, касније се одступио од тог погледа, а према формалним уџбеницима о квантној механици, опис је савршено валидан.
Експеримент
Сценариј је дуго остао занимљив мисаони експеримент. Али да ли одражава стварност? Научно, у овоме је дошло до малог напретка све до недавно, када је Часлав Брукнер са Бечког универзитета показао да се, под извесним претпоставкама, Вигнерова идеја може користити да се формално докаже да су мерења у квантној механици подложна посматрачима.
Брукнер је предложио начин тестирања овог појма превођењем Вигнеровог сценарија пријатеља у оквир који је први пут успоставио физичар Јохн Белл 1964. Брукнер је размотрио два пара Вигнера и пријатеља, у два одвојена оквира, спроводећи мерења на заједничком стању - унутар и изван њихове одговарајуће кутије. Резултати се могу сажети да би се на крају искористили за процену такозване "Белл неједнакости". Ако се та неједнакост прекрши, посматрачи могу имати алтернативне чињенице.
Овај тест смо први пут експериментално извели на Универзитету Хериот-Ватт у Единбургху на малом квантном рачунару састављеном од три пара испреплетених фотона. Први пар фотона представља новчиће, а остала два се користе за извођење бацања новчића - мерењем поларизације фотона - у њиховој одговарајућој кутији. Изван две кутије остају два фотона са сваке стране који се такође могу мерити.
Упркос кориштењу најсавременије квантне технологије, било је потребно неколико недеља да се прикупи довољно података са само шест фотона да би се створило довољно статистичких података. Али на крају смо успели да покажемо да је квантна механика заиста неспојива са претпоставком објективних чињеница - прекршили смо неједнакост.
Теорија се, међутим, заснива на неколико претпоставки. Они укључују да на резултате мерења не утичу сигнали који путују изнад светлосне брзине и да посматрачи могу слободно бирати која ће мерења извршити. То може или не мора бити случај.
Друго важно питање је да ли се појединачни фотони могу сматрати посматрачима. Према предлогу Брукнерове теорије, посматрачи не морају бити свесни, они морају бити у стању да утврде чињенице у облику резултата мерења. Стога би неживи детектор био валидан посматрач. А квантна механика из уџбеника не даје нам разлога да вјерујемо да детектор, који може бити начињен од неколико атома, не би требао бити описан као квантни објект баш као фотон. Такође је могуће да се стандардна квантна механика не примењује код великих размера, али тестирање је засебан проблем.
Овај експеримент стога показује да, бар за локалне моделе квантне механике, морамо преиспитати свој појам објективности. Чини се да чињенице које доживљавамо у нашем макроскопском свету остају сигурне, али поставља се главно питање око тога како постојеће интерпретације квантне механике могу прихватити субјективне чињенице.
Неки физичари виде та нова догађања као појачане интерпретације које омогућавају да се опажа више од једног исхода, на пример постојање паралелних свемира у којима се дешава сваки исход. Други то виде као убедљив доказ за својствено теорије зависне од посматрача, као што је квантни бајезијанизам, у којима су поступци и искуства агента централна брига теорије. Али, други то сматрају јаким показатељем да ће се можда квантна механика разбити изнад одређених скала сложености.
Јасно је да су то све дубоко филозофска питања о фундаменталној природи стварности. Без обзира на одговор, чека нас занимљива будућност.
