量子力學(xué)無法統(tǒng)一描述宏觀系統(tǒng)


近日,瑞士研究人員發(fā)表的一項(xiàng)思維實(shí)驗(yàn)指出,當(dāng)多個(gè)能動(dòng)者利用量子力學(xué)預(yù)測(cè)彼此的觀察結(jié)果時(shí),他們得到的結(jié)果總是不一致。該研究結(jié)果表明,當(dāng)前對(duì)于量子理論的解讀無法外推至對(duì)復(fù)雜宏觀(大到肉眼可見)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的描述。
量子力學(xué)可以成功地描述微觀世界,其中的粒子可以同時(shí)處于不同狀態(tài)的“疊加態(tài)”。然而,若要達(dá)到普適性,該理論原則上應(yīng)該能夠模擬包括本身使用量子理論的能動(dòng)者在內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng)。事實(shí)上,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中每次測(cè)量一種疊加態(tài)時(shí),都會(huì)得到一個(gè)不同的值。目前有許多人嘗試從量子力學(xué)角度回答這個(gè)問題。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Renato Renner和Daniela Frauchiger表示,有些情況涉及多個(gè)觀察者,這時(shí)許多量子力學(xué)的解讀總是無法給出對(duì)現(xiàn)實(shí)的一致描述。他們的思維實(shí)驗(yàn)涉及4個(gè)不同的能動(dòng)者,每個(gè)能動(dòng)者都測(cè)量一個(gè)不同的量。研究人員在刊登于《自然—通訊》的論文中提到,如果所有的能動(dòng)者都使用量子理論對(duì)他們觀察到的東西進(jìn)行建模并預(yù)測(cè)彼此的觀察結(jié)果(如果我們假設(shè)每個(gè)觀察者看到一個(gè)單一的測(cè)量結(jié)果),那么每個(gè)觀察者的結(jié)果將與另一個(gè)人預(yù)期的結(jié)果相反。
研究人員表示,這一結(jié)果表明,要擴(kuò)展量子理論以囊括宏觀系統(tǒng)甚至比以前認(rèn)為的更為復(fù)雜,該理論還需要進(jìn)一步的發(fā)展。(魯亦)
來源:《中國科學(xué)報(bào)》 (2018-10-15 第2版 國際)