东说念主类有开脱相识吗?开脱相识是幻觉吗?量子物理学是否放弃了东说念主类开脱相识的规模?这个始终争论的问题源于不同物理学家对量子表面数学的解释步地。如今,一项由西班牙塞维利亚大学团队和香港大学团队开展的量子实验但愿能够找出上述问题的谜底,这也意味着量子实验可能无法责罚对于开脱相识的争论,然则它正在开动改革咱们对于开脱相识的久了。
接头中,他们通过设想量子实验来测试东说念主类所作出的采用是否果然孤独于外力,借此挑战了量子纠缠中测量孤独性的假定。其所开展的量子实验旨在测试所谓的“测量孤独性假定”,该假定建议隐变量不会影响实验者采用的诞生,从而能够讲解或反驳开脱相识的存在。
需要讲明的是,隐变量——是量子力学中一类瞎想的、未被径直不雅测到的物理量,其中枢念念想是量子系统的“飞速性”可动力于东说念主类尚未领略的深层细则性机制。
据了解,本次接头基于由北爱尔兰物理学家约翰·贝尔(John Bell)于 1964 年建议的贝尔定理,该定理用于讲解纠缠粒子是否推崇出经典物理学无法解释的干系性。本次接头中,接头东说念主员基于贝尔定理开发了新的实验,并通过探索假象实验者可能仅领有部分开脱相识的场景来膨胀贝尔定理,这意味着假象实验者的采用并非所有孤独,而是仍包含一定进度的自主性。
量子物理学最奇怪的特点之一是“非局域性”。如果量子粒子纠缠在一说念,它们不错在极远距离内出乎料想地保捏合作步履。对于这种合作背后的机制东说念主们尚不澄莹,但对于它们的争论不错追猜想几十年前,其中波及到了毁掉开脱相识等办法。
如前所述,北爱尔兰物理学家约翰·贝尔(John Bell)于 1964 年建议了贝尔定理,这是接头非局域性的一个要道时辰。贝尔为两位瞎想实验者 Alice 和 Bob 开发了一种按序,从而不错接头纠缠粒子并细则他们的干系进度,况兼即使在很长距离之内仍能开展这一接头。而将两位瞎想实验者的数据代入贝尔不等式方程之后,就能揭示这些粒子是否以一种仅存在于量子物理中的非局域步地产生关联。
数十年来学界开展的一系列实验,包括曾让干系学者取得 2022 年诺贝尔物理学奖的实验齐一致标明:贝尔不等式会被回击,而粒子如实保捏着非定域性的量子特点。为了追问背后的原因,本次接头团队开展了实验。
接头中,他们聚焦于贝尔定理框架中隐含的三个假定:测量孤独性(MI,measurement independence)、参数孤独性(PI,parameter independence)和成果孤独性(OI,outcome independence)。它们齐能确保 Alice 的实验和 Bob 的实验之间莫得任何未知的干系性或合作尝试。举例:要是他们的测量开拓被神秘畅达或以某种步地相互通讯,这将违背参数孤独性假定;要是扫数测量成果齐以某种步地事先细则,这将违背成果孤独性假定。
关联词,测量孤独性假定尤为紧要,因为它与“每位实验者在扫数这个词实验经由中领有开脱相识”这一看法干系联。如果存在某种荫藏定律,使得每当 Bob 以某种步地活动时,Alice 也会以特定步地活动,那么数据中的关联性可能归因于这一定律,而非局域关联。这么一来,非局域性的奇异性就得以躲闪,但代价是 Alice 和 Bob 在实验中无法信得过开脱地采用何如使用他们的测量开拓。
此前,一些实验仍是聚焦于东说念主类采用在贝尔测试中的作用。举例,在此前一项实验中,Alice 与 Bob 的测量诞生并非由某一个东说念主决定,而是由 10 万名玩在线视频游戏的东说念主类集体步履所细则。
而在本次接头之中,接头东说念主员决定更进一步,他们斟酌是否不错放宽一些孤独性假定。举例,Alice 和 Bob 是否唯有“部分”开脱相识?换句话说,在某些情况下,Alice 和 Bob 的步履是否不错被事先细则?这种情况一样于在掀开阔日子里你不错开脱采用早餐吃什么,然则偶尔物理定律会打扰并免强你吃麦片。这听起来很奇怪,但本次接头东说念主员仍是建议了几个一样于贝尔不等式的新方程。
这可能会对量子表面的一些极点解释产生影响,其中就包括“超决定论”,该表面宣称尽管名义气候相背,但仍有荫藏的物理定律诓骗着所发生的一切,包括贝尔不等式的违背。在超决定论不雅点中,贝尔的实验有设想并未会诊出非局域性,而是反馈了这么一个事实,即物理寰宇的很多方面齐是事先决定的。这一不雅点当然会激发这么一种可能性,即物理定律可能与无尽开脱厚交趣矛盾。
这意味着东说念主类要么必须靠近寰宇是不细则的,要么必须靠近寰宇是细则的况兼必须解释贝尔定理。刻下来看,本次接头必须在细则性寰宇中解释贝尔定理。
接头东说念主员在论文中写说念:在量子表面发展的早期,对于是否存在更深档次的表面能够动作量子表面基础的这一问题,被视为是“一个仅凭物表面证无法得出定论的玄知识题”。贝尔定理使得通过实验捣毁一些更深档次的表面成为可能,这些表面即是前文的隐变量表面。
然则,通过贝尔测试接头团队以为,一些隐变量表面无法解释他们所不雅察到的气候,而现存实验刻下无法也明确究竟是哪些前提假定不诞生。
因此,可能的解释包括具有不同进度测量依赖性的隐变量表面、不同强度的瞬时“超距作用”以及这些身分的组合。其中,测量依赖性可动力于开脱采用的局限性或逆向因果关系。
业内不雅点开阔以为,要责罚这一问题“无法仅基于结净的物理依据,而是需要借助玄学的判断步履”。本次接头之中,接头团队对这一不雅点暗示质疑,并建议以下两个成果。
第一个成果是:存在某些量子关联无法使用任何征服成果孤独性,但具有部分测量依赖性或部分参数依赖性(PD,parameter dependence)的隐变量表面来模拟。
第二个成果是:当隐变量表面吹法螺测量孤独性和参数孤独性,但仅具有部分红果依赖性(OD,outcome dependence)时,仍然无法模拟某些特定的量子关联气候。
接头东说念主员在论文中暗示,这次所呈现的成果对量子信息处理、通讯和计较的基础和应用齐有一定影响。脚下,他们当今正在开发新的实验,旨在将他们的新方程从表面带入开脱相识的信得过测试。
好意思国加州大学圣地亚哥分校助理西宾 Eddy Chen 告诉媒体,任何将量子力学与开脱相识接洽起来的尝试齐在很猛进度上取决于开脱相识的界说,即使是玄学家和物理学家也世俗对此意见不一。即使是那些接头了多年的东说念主也很难界说它,而看似澄莹的界说仍然存在争议。一个东说念主粗略能给与,但其他东说念主可能不会。因此,量子力学能否讲解或反驳开脱相识取决于东说念主们对于开脱相识的界说。诚然科学不错为玄知识题提供信息,但在波及价值不雅、终极原因或推行本人的问题上,科学时时是保捏中立的。对于开脱相识等玄学看法的争论,依赖于推理而不是实证检修。科学不错用明确的界说来责罚问题,然则更暗昧的看法也更难通过实验来责罚。本次接头并不是说东说念主类缺少开脱相识,而是再一次地侧面讲明,要想界说开脱相识并非易事。
参考府上:
Vieira, C., Ramanathan, R. & Cabello, A. Test of the physical significance of Bell non-locality.Nat Commun16, 4390 (2025).https://doi.org/10.1038/s41467-025-59247-7
https://decrypt.co/322556/free-will-illusion-quantum-experiments
排版:刘雅坤