科学的方法依赖于事实，这些事实是通过反复的测量建立起来的，并且是普遍同意的，与观察它们的人无关。在量子力学中，观察的客观性不是很清楚，最明显的体现在威格纳的思想实验中，两个观察者可以体验到看似不同的现实。

观察者的叙述是否可以调和的问题，直到最近才被实证研究所解决。最近发表在《科学进展》上的研究中，表明在由量子力学的奇怪规则支配的原子和粒子的微观世界中，两个不同的观察者有权获得自己的事实。换句话说，根据我们对自然本身构成要素的最佳理论，事实实际上可以是主观的。

观察者是量子世界中强有力的参与者。根据理论，粒子可以同时处于多个位置或状态，专业术语称之为为叠加。但是奇怪的是，只有在没有观察到它们的情况下，情况才如此。当您观察到一个量子系统的那一秒，它就会选择了一个特定的位置或状态，于是就打破了叠加。大自然以这种方式表现的事实已经在实验室中得到了多次证实，例如著名的双缝实验。双缝实验是一种“双路径实验”，在这种更广义的实验里，微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径，从初始点抵达最终点。

1961年，物理学家尤金·魏格纳提出了一项颇具挑衅性的思维实验。他质疑将量子力学应用到一个被观察者身上会发生什么。想象一下，魏格纳的一个朋友在一个封闭的实验室里掷出一个量子硬币，硬币的正面和反面是重叠的。每次当朋友扔硬币时，他们都会观察到一个明确的结果。我们可以说，魏格纳的朋友证实了一个事实: 掷硬币的结果肯定是正面或反面。

魏格纳无法从外界得知这个事实，根据量子力学，他必须把朋友和硬币描述成实验所有可能结果的叠加。这是因为它们“纠缠”在一起，它们诡异地相连，所以如果你操纵一个，你也会操纵另一个。现在，魏格纳原则上可以通过所谓的“干涉实验”来验证这种叠加。干涉实验是一种量子测量方法，可以让你解开整个系统的叠加，从而确认两个物体是纠缠在一起的。

后来，当魏格纳和他的朋友交换意见时，他的朋友会坚持认为，他们在每次抛硬币时都看到了明确的结果。然而当魏格纳观察到“朋友”和“硬币”处于叠加状态时，他就不会同意这种观点。 这是一个难题。 朋友所感知的现实无法与外界的现实相一致。 魏格纳原本并不认为这是一个悖论，但他认为将一个有意识的观察者描述为一个量子物体是荒谬的，然而他后来远离了这一观点。根据有关量子力学的正式教科书，该描述是完全正确的。

这个场景长期以来一直是一个有趣的思维实验。但它反映了现实吗? 直到最近, 科学家几乎没有什么进展。维也纳大学的Časlav 布鲁克纳的研究表明,在一定的假设下, 魏格纳的想法可以用来正式证明：量子力学中的测量是取决于观测者主观的。

布鲁克纳提出了一种测试这个概念的方法，研究者通过最近的不可行（no-go）定理，构造了一个扩展的魏格纳实验，其中包含四个观察者及朋友场景。不可行定理是指一些定理认为某个情况在物理上是不可能的。

研究者将魏格纳的朋友场景转换成物理学家约翰•贝尔在1964年首次建立的框架。布鲁克纳考虑了两对魏格纳和朋友，以及两个单独的盒子。他们分别在各自的盒子里和盒子外对共享状态进行测量。这些结果可以进行汇总，最终用来评估所谓的“贝尔不等式”。如果这种不平等被打破，观察者们可能会有其他的事实。

研究人员现在首次在爱丁堡的赫瑞瓦特大学用三对纠缠光子组成的小型量子计算机进行了实验。第一个光子对代表硬币，另外两个用来在各自的盒子里抛硬币，测量光子的偏振。在两个盒子之外，还有两个光子也可以测量。尽管使用了最先进的量子技术，但仅从6个光子中收集足够的数据就需要数周时间，从而生成足够的统计数据。

最终实验上中产生了5个标准差，违反了相关的贝儿型不等式。如果一个人坚持局部性和自由选择的假设，那么这个结果意味着量子理论应该以观察者依赖的方式来解释。研究人员成功地证明了量子力学可能确实与客观事实的假设不相容，我们违反了不平等!

但是该理论基于一些假设。 其中包括测量结果不受光速以上信号的影响，观察者可以自由选择要进行的测量。 事实可能并非如此。另一个重要的问题是，是否可以认为单光子是观察者。在布鲁克纳的理论建议中，观察者不需要有意识，他们必须能够以测量结果的形式建立事实。

因此，一个无生命的探测器将是一个有效的观察者。教科书上的量子力学让我们没有理由相信，一个可以被制造成几个原子那么小的探测器，不应该被描述成一个像光子一样的量子物体。也有可能标准量子力学不适用于大尺度，但测试则是另一个单独的问题。

因此这个实验表明，至少对于量子力学的局部模型，我们需要重新思考客观性的概念。我们在宏观世界中所经历的事实似乎仍然安全，但一个主要的问题是，现有的量子力学解释如何能够容纳主观事实。

一些物理学家认为，这些新进展支持了这样一种解释，即允许在一次观测中出现多种结果，例如，在平行宇宙的存在中，每种结果都会发生。 其他人则将其视为本质上依赖于观察者的理论的有力证据，例如在量子贝叶斯理论中，主体的行为和经验是该理论的核心关注点。但也有人认为，这是一个强有力的指针，或许量子力学将会分解到某种复杂的尺度上。

显然，这些都是关于现实本质的哲学问题。不管答案是什么，一个有趣的未来等待着你。

欢迎关注公众号：茶马星球视野