V roce 1960 fyzik a laureát Nobelovy ceny za fyziku Eugene Paul Wigner navrhl, dodnes málo známý, myšlenkový experiment, kde se ptá, zda dva různí pozorovatelé mohou zažít různé skutečnosti.
Představme si, že pan Wigner pošle svou přítelkyni provést do laboratoře nějaké kvantové měření na fyzickém systému. Může se jít podívat třeba do krabice, kde probíhá experiment typu Schrödingerova kočka, o kterém jsem už zde psal. Wignerova přítelkyně nahlédne do krabice a zjistí, zda je kočka uvnitř živá či mrtvá. Své zjištění může hned zavolat panu Wignerovi. Pak sdílejí stejnou skutečnost. Pokud to však neučiní, z jejího pohledu výsledek experimentu je jasný. Z Wignerova pohledu však zůstává stále nejednoznačný a navíc se stav jeho přítelkyně proplete se stavem kočky. V jedné historii jeho přítelkyně je smutná, protože ví, že kočka je mrtvá. V druhé historii je jeho přítelkyně veselá, protože ví, že kočka je živá.
Jak může být stejná realita pro Wignerovu přítelkyni jednoznačná a pro něho samotného nejednoznačná. Prožívá snad každý pozorovatel svou vlastní realitu? Existuje vůbec něco jako objektivní realita? Došlo pozorováním přítelkyně ke kolapsu vlnové funkce nebo nedošlo? Kdo má privilegovanější postavení pan Wigner nebo jeho přítelkyně? Stalo se pozorování přítelkyně skutečností teprve, až se o jeho výsledku dozvěděl pan Wigner?
Možná si řeknete, že je to jen jeden z mnoha podivných závěrů vyplývajících z kvantové teorie, které nemají na náš život žádný vliv, protože se nedají ověřit. Skupina fyziků, vedená Massimilianem Proiettim z University Heriot-Watt v Edinburghu, se přesto o to před nedávnem pokusila (zde). Vymyslela experiment se dvěma stejnými „laboratořemi“ (A a B), kde se nacházejí vždy dva „pozorovatelé“ – jeden uvnitř a druhý vně, kteří mohou zaznamenat jeden ze dvou možných polarizačních stavů fotonu (horizontální nebo vertikální). Mají jeden základní zdroj fotonů, který vytváří dvojice vzájemně propletených fotonů. Jeden z nich posílá do laboratoře A a druhý do laboratoře B. V laboratoři jsou pomocné zdroje fotonů, které také vytváří dvojice vzájemně propletených fotonů, které se mohou s fotony, které přicházejí do laboratoře skládat.
Pozorovatelé – detektory uvnitř a vně náhodně provádějí měření stavu fotonů. Výsledkem jejich měření je čtveřice pravděpodobností kombinace možných stavů. Součet těchto pravděpodobností by měl být menší než 2. Experimentátoři ovšem zjistili, že výsledný součet byl 2,416 s přesností na pět směrodatných odchylek. To znamená, že předpoklad existence objektivní na pozorovateli nezávislé reality byl popřen. Pozorování prováděné různými pozorovateli nemůže být „sladěno“ do jedné skutečnosti existující kdesi na pozadí.
Pro tento experiment byla použita definice pozorovatele, jako jakéhokoliv fyzického systému, který může extrahovat informace z jiného systému pomocí nějaké interakce a ukládat tyto informace do fyzické paměti. Za předpokladu platnosti této definice tedy vyplývá, že nic takového jako objektivní realita neexistuje a každý pozorovatel zažívá svou vlastní skutečnost. Filosoficky abstrahováno tedy každý z nás existuje ve svém vlastním světě – sníme svůj vlastní sen. Vytváříme si svou vlastní realitu.
Druhou možností je, že pozorovatelem nemůže být jakýkoliv fyzický systém schopný nějakým způsobem zaznamenávat informace, ale fyzikální systém schopný například vytvářet obrazy okolní reality, které jsou s ní schopny zpětně reagovat a omezovat možné historie. To znamená systém, který má mysl a vědomí. Pak by objektivní realita byla cosi jako konsensus pozorování prováděného vědomými a myslícími subjekty. Bez nich by neexistovala.
Obě dvě varianty zcela mění náš pohled na svět, v němž lze provádět opakovatelné fyzikální experimenty nezávislé na pozorovateli a jeho mysli.
S použitím:
Experimental test of local observer independence
Podle knihy: SCHRÖDINGER’S CAT AND A NEW VIEW OF THE WORLD (2022, karikatury Petr Vyoral)