在世界上最著名的思想实验中，物理学家欧文·施罗丁格（Erwin Schr硬币dinger）描述了盒子里的猫如何处于不确定的困境中。量子理论的特殊规则意味着它可能既死又活，直到打开盒子并测量猫的状态。现在，两位物理学家设计了一种悖论的现代版本，将其替换为进行实验的物理学家，这具有令人震惊的含义。
量子理论具有悠久的思想实验历史，在大多数情况下，这些都是用来指出量子力学各种解释中的弱点。但是涉及多个参与者的最新版本是不寻常的：它表明，如果量子力学的标准解释是正确的，那么不同的实验者就盒子里的物理学家所测量的内容可以得出相反的结论。这意味着量子理论自相矛盾。
概念实验已经在物理学界与趣味性辩论了两年多了，即使在习惯于怪异概念的领域，也使大多数研究人员陷入困境。加州查普曼大学（Chapman University）的理论物理学家马修·莱弗（Matthew Leifer）说：“泪水认为这是一个全新的怪异水平。”
苏黎世瑞士联邦理工学院（ETH）的Daniela Frauchiger和Renato Renner的作者于2016年4月在线发表了他们的第一版论证。最终论文发表在9月18日的《自然通讯》上。（Frauchiger现在离开了学术界。）
怪异的世界
量子力学几乎构成了现代物理学的基础，解释了从原子结构到磁体为何相互粘附的所有方面。但是其概念基础仍然使研究人员难以把握答案。它的方程式不能预测测量的确切结果，例如电子位置的测量结果，只能预测它可以产生特定值的概率。
因此，诸如电子之类的量子物体生活在不确定的云中，数学上用“通函”编码，该“通函”平滑地改变形状，就像海中的普通波一样。但是，在测量诸如电子位置之类的属性时，它始终会产生一个精确值（如果在紧接其后进行测量，则会再次产生相同的值）。
最普遍的理解方法是在1920年代由量子理论的先驱尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）和维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）提出的，被称为哥本哈根的解释，以玻尔所居住的城市为准。它说，观察量子系统的行为使波函数从展开曲线到单个数据点“消失”。
哥本哈根的解释开辟了一个问题，即为什么不同的规则为何应适用于原子的量子世界和实验室测量（以及日常经验）的经典世界。但这也让人放心：尽管量子物体生活在不确定的状态中，但实验观察发生在经典领域，并且给出了明确的结果。
现在，弗劳奇希格（Frauchiger）和雷纳（Renner）正在使物理学家摆脱这一令人欣慰的职位。他们的理论推论说，基本的哥本哈根图画以及其他共享某些基本假设的解释在内部是不一致的。
盒子里有什么？
他们的情况比1935年提出的薛丁格尔猫（其中的猫生活在一个盒子中，该盒子会根据随机发生的现象（例如原子核的衰变）释放毒药）更复杂。 。在那种情况下，直到实验者打开盒子并检查它之前，猫的状态都是不确定的。
1967年，匈牙利物理学家尤金·维格纳提出了一个悖论，他用一个物理学家朋友代替了猫和毒药，后者住在一个装有测量装置的盒子里，该测量装置可以返回两个结果之一，例如一个硬币显示人头或尾巴。当维格纳朋友意识到结果时，波函数会崩溃吗？一种思想流派说确实如此，这表明意识不在量子领域之内。但是，如果量子力学适用于物理学家，那么她应该处于不确定状态，将两种结果结合在一起，直到维格纳打开盒子。
Frauchiger和Renner的版本更为复杂（请参阅“城里的猫”。他们有两个威格纳（Wigner），每个威格纳都放在一个盒子里的一个物理学家朋友身上做实验。这两个朋友中的一个（称她为爱丽丝）可以扔一枚硬币，并“利用她的量子物理学知识”来准备一条量子消息，以发送给另一个朋友（称他为鲍勃）。鲍勃利用他对量子理论的了解，可以检测到爱丽丝的信息并猜测她抛硬币的结果。伦纳说，当两个维格纳打开箱子时，在某些情况下他们可以确定地得出硬币落在哪一边的结论，但有时他们的结论是不一致的。伦纳说，“恩说，'确保肯定会拖尾'，而另一个说，'确保肯定会往尾'。
该实验无法付诸实践，因为这将要求维格纳夫妇测量其朋友的所有量子性质，其中包括阅读他们的思想，理论家苏黎世联邦理工学院Renner的同事勒夫迪亚·德尔里约指出。
然而，让两台量子计算机扮演爱丽丝和鲍勃的角色可能是可行的：论证的逻辑仅要求它们了解物理规则并根据它们做出决策，并且原则上一个可以检测出完整的量子状态。量子计算机。（Renner指出，还没有足够复杂的计算机能够做到这一点。）
决斗的解释
物理学家仍然对结果的含义表示满意。它引起了量子理论基础专家的热烈响应，其中许多人倾向于保护他们的宠物解释。伦纳说：“有些人情绪激动。”而且不同的研究人员倾向于得出不同的结论。“大多数人声称实验表明他们的解释是唯一正确的解释。” / p>
对于Leifer而言，产生不一致的结果不一定会破坏交易。量子力学的某些解释已经允许依赖于透视的现实观点。他说，这可能比承认量子理论不适用于诸如人之类的复杂事物要少。
加拿大滑铁卢周边理论物理研究所的理论物理学家罗伯特·斯佩肯斯说，摆脱悖论的道路可能隐藏在论点的一些微妙假设中，特别是在爱丽丝和鲍勃之间的交流中。
“在我看来，在很多情况下，将某人的知识带入船上涉及到他们的知识的一些翻译。”也许是因为鲍伯没有正确解释爱丽丝的信息而引起的不一致。但他承认自己尚未找到解决方案。
目前，物理学家可能会继续辩论。莱弗说：“不要以为我们已经理解了这一点。”
自然561，446-447（2018）
