薛定諤的貓已令人暈頭轉(zhuǎn)向，1963年諾貝爾物理學(xué)獎得主維格納（Eugene Paul Wigner），更是喪心病狂地把他的朋友也塞進(jìn)那只虛擬的箱子，和貓關(guān)在一起。

這是著名的“維格納朋友”悖論，直指量子力學(xué)最根本的觀測問題。對維格納的朋友而言，貓是生是死一目了然，對箱外的維格納而言，貓和他的朋友在箱子打開前都處于疊加態(tài)中。兩人對世界的認(rèn)知分歧了，那客觀現(xiàn)實(shí)還存在嗎？

絕大多數(shù)物理學(xué)家都把這個腦洞視為哲學(xué)上的胡言亂語。然而，8月17日，學(xué)術(shù)期刊《自然-物理學(xué)》（Nature Physics）刊登了一篇來自澳大利亞格里菲斯大學(xué)和中國臺灣成功大學(xué)的論文，逼迫大家不得不再次直面這個燒腦的問題。

研究人員將“維格納朋友”悖論轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)定理，證明在該場景下確實(shí)存在難以調(diào)和的沖突。他們更設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)，用光學(xué)器件來代替維格納和他的朋友，對數(shù)學(xué)定理進(jìn)行了驗(yàn)證。

換句話說，這個世界的絕對客觀性也許并不存在：對你如是，對我不一定亦如是。

“測量結(jié)果是科學(xué)的根基。如果這都不絕對了，令人難以想象?！闭撐淖髡逳ora Tischler說道。

維格納的朋友

奧地利著名物理學(xué)家薛定諤提出的一個思想實(shí)驗(yàn)已廣為人知：將一只貓關(guān)在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。鐳的衰變存在幾率，如果鐳發(fā)生衰變，會觸發(fā)機(jī)關(guān)打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發(fā)生衰變，貓就存活。在打開容器之前，這只貓?zhí)幵诩人烙只畀B加態(tài)，直到被觀測的一瞬間才瞬間坍縮成“活貓”或者“死貓”。

描述這個場景，本質(zhì)上是為了把微觀世界里的粒子放大成為宏觀世界里的“貓”。按照量子力學(xué)的敘事，粒子可以處于幾種不同狀態(tài)的疊加，只有對其進(jìn)行測量，才會坍縮成其中一個確定的狀態(tài)。

而“維格納朋友”悖論，可以理解為維格納給他的朋友套上防毒面具，和貓關(guān)在一起。

維格納在1961年提出的表述是讓一個朋友（觀測者）在一個密閉的實(shí)驗(yàn)室里對粒子進(jìn)行量子態(tài)測量，而維格納（超級觀測者）則站在實(shí)驗(yàn)室外。

對維格納的朋友來說，在他測量的那一刻，粒子的狀態(tài)已經(jīng)確定了。而對維格納來說，粒子和朋友都還處于疊加態(tài)上，直到他本人對整個實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀測。在同樣一段時(shí)空內(nèi)，兩人對世界的經(jīng)歷和認(rèn)知是分歧的。

當(dāng)然，你可以把維格納也關(guān)在他的實(shí)驗(yàn)室里，自己站在外面觀測，形成套娃效果。

維格納認(rèn)為，要想解決這個悖論，量子力學(xué)就不能適用于像人類這樣的大尺度物體。疊加態(tài)在抵達(dá)“觀測者”之前依然崩塌。

從腦洞到實(shí)驗(yàn)

雖然聽起來荒誕，但近年來這個悖論重新有了討論熱度。2015年，奧地利維也納大學(xué)的?aslav Brukner想到了用糾纏光子來設(shè)計(jì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。所謂糾纏光子，就是一對互相關(guān)聯(lián)的光子，不論相隔多遠(yuǎn)，如果你對其中一個進(jìn)行測量，使其坍縮到某個量子態(tài)上，那另一個光子也會瞬間坍縮成相對應(yīng)的那個量子態(tài)，

這次，澳大利亞和中國臺灣的研究人員同樣用糾纏光子來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。他們制備出一對糾纏光子，每個光子都會通過一個光學(xué)器件（扮演朋友的角色），根據(jù)其偏振方向（一種量子態(tài)）進(jìn)入相應(yīng)的光路，隨后再次進(jìn)入一套探測器（扮演維格納的角色）。

結(jié)果顯示，“朋友們”和“維格納們”的探測結(jié)果之間存在不可調(diào)和的矛盾，分歧程度與光子的糾纏程度相符?！斑@里面確實(shí)有點(diǎn)新東西?！?Tischler說道。

在該實(shí)驗(yàn)結(jié)果下，以下三個假設(shè)不能同時(shí)成立。1、被觀測事件的絕對性。2、無超級決定論，即自由選擇論，沒有什么“上帝”提前決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3、局域性，即物理量的影響范圍是有限的。

另一名論文作者Howard Wiseman認(rèn)為，我們可能不得不放棄第一條假設(shè)?！皩σ粋€觀測者來說有這些事實(shí)，對其他人來說有其他事實(shí)，不一定要融合?！?/p>

論文在結(jié)尾部分也提到，如果未來能用人工智能和通用量子計(jì)算機(jī)來模擬維格納朋友悖論，可能會帶來新的挑戰(zhàn)。

法國洛桑大學(xué)物理學(xué)家、哲學(xué)家Dustin Lazarovici則認(rèn)為，這篇論文最大的價(jià)值在于說明了維格納朋友悖論并非鉆牛角尖，而會出現(xiàn)在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)中，逼迫一部分物理學(xué)家直面這件事。