量子异常应该让我们重新思考现实吗?-量子客

每一代人都倾向于相信,他们对现实本质的观点要么是真实的,要么是非常接近事实的。我们也不例外:虽然我们知道前几代人的思想每次都被后来的人所取代,但我们仍然相信,这一次我们是正确的。我们的祖先是天真和迷信的,但我们是客观的——或者说我们告诉自己。我们知道物质/能量,外在和独立的思想,是自然界的基本物质,其他一切都是由它衍生出来的,还是我们?

事实上,研究表明,我们所感知的世界与我们所说的语言中所蕴含的概念范畴之间存在着密切的关系。我们并没有意识到一个纯粹客观的世界,而是一种潜意识的预先划分和预先解释的根据文化界限的类别。例如,“颜色词在特定的语言中塑造了人类对颜色的感知。”一项脑成像研究表明,即使是最简单的基本颜色识别,语言处理区域也直接参与其中。此外,这种“分类知觉”是一种现象,它不仅被报道为颜色,而且还被报道为其他的知觉延续,如音素、音乐音调和面部表情。在一个重要的意义上,我们看到了我们未被审视的文化类别教给我们的东西,这可能有助于解释为什么每一代人都对自己的世界观如此自信。请允许我详细说明。

知觉的概念上的成熟并不是一种新的见解。早在1957年,哲学家欧文·巴菲尔德写道:“我对我的感官没有任何知觉。因此,我可以松松地说,我听到画眉在歌唱。“但在严格的真理中,我所听到的一切——我所听到的仅仅是由于拥有耳朵——就是声音。”当我听到一只画眉在歌唱,“我在听……有各种各样的其他事情,像心理习惯、记忆、想象、感觉和……威尔。””(拯救出场)

正如哲学家托马斯·库恩在他的著作《科学革命的结构》中所指出的那样,科学本身也受到了这种固有的主观感知的影响。他将“范式”定义为“相互交织的理论和方法信念的隐含体”,他写道:
“像范式一样的东西是感知本身的先决条件。一个人看到的东西,既取决于他所看到的,也取决于他之前的视觉概念经验告诉他的东西。在没有这种训练的情况下,在威廉·詹姆斯(William James)的说法中,只有“一种混乱”的嗡嗡声。

因此,因为我们对事物和事件的认知和实验部分是由内隐范式定义的,所以这些事情和事件往往通过构建和范例来证实。毫无疑问,我们今天如此自信,自然是由外在的物质/能量的安排和独立的精神所组成。

然而,正如库恩指出的,当足够多的“异常”——经验上不可否认的、不能被主流信仰所容纳的观测——随着时间的推移而累积并达到临界质量时,范式就会发生变化。我们今天可能会接近一个这样的决定性时刻,因为量子力学(QM)越来越多的证据使得当前的模式无法维持。

事实上,根据当前的范式,物体的属性应该存在,即使物体没有被观测到,它也有一定的价值:月球应该存在,并且有任何重量、形状、大小和颜色,即使没有人在看它。此外,仅仅是观察行为不应改变这些性质的价值。在操作上,所有这些都是在“非情境性”的概念中被捕捉的:观察的结果不应该依赖于其他的、独立的但同时进行的观察。毕竟,当我仰望夜空的时候,我所感知到的,不应该是其他人仰望夜空的方式,因为我观察到的夜空的属性不应该依赖于他们的。

问题是,根据QM,观察的结果可以依赖于另一个,独立但同时进行的观察。这种情况发生在所谓的“量子纠缠”中,它与前面讨论的重要意义上的当前范式相矛盾。尽管爱因斯坦在1935年提出,这一矛盾仅仅是因为QM是不完整的,但约翰·贝尔在1964年用数学方法证明,关于量子纠缠的预测不能被爱因斯坦所谓的不完全性所解释。

因此,为了挽救当前的范式,有一种重要的意义,即人们必须拒绝QM关于纠缠的预测。然而,自从Alain Aspect在1981-82年的开创性实验以来,这些预测一再被证实,潜在的实验漏洞一个接一个地被关闭。1998年是硕果累累的一年,在瑞士和奥地利进行了两次出色的实验。在2011年和2015年,新的实验再次挑战了非情境性。对此,物理学家安东·泽林格(Anton Zeilinger)曾说过:“如果我们不衡量(观察)一个系统有(独立的)现实,那就毫无意义。”最后,荷兰的研究人员成功地完成了一项测试,以消除所有可能存在的漏洞,而这正是大自然所认为的“最严峻的考验”。
对于那些坚守当前范式的人来说,剩下的唯一选择就是假定某种形式的非局部性:自然必须拥有——或者说,他们推测独立的隐藏属性,完全被QM所忽略,而QM在时空中被“抹去”。这就是所谓的无所不在的、不可见的、客观的背景,据说是由“幕后”策划的。

然而,事实证明,即使对于一个大而重要的非本地理论,也有一些对QM的预测是不兼容的。2007年和2010年的实验结果证实了这些预测。要将这些结果与当前范式进行调和,就需要对我们所谓的“客观性”进行深刻的违反直觉的重新定义。由于当代文化已经将客观性与现实本身联系起来,科学出版社感到有必要通过宣告“量子物理与现实告别”来对此进行报道。

异常与当前范式之间的张力只能通过忽略异常来得到容忍。到目前为止,这是可能的,因为异常现象只在实验室中观察到。然而我们知道他们在那里,因为他们的存在已经被证实是毫无疑问的。因此,当我们相信我们看到外在的事物和事件,并且独立于心的时候,我们至少在某些基本的意义上是错误的。需要一个新的范式来容纳和理解异常;其中一种思维被认为是认知的,同时也是物理的——当我们观察我们自己周围的世界时我们所感知到的东西。