不止一種“現實”存在？現代物理學表明，同一個事件的兩個觀察者可能永遠不會對觀測結果達成一致。這是相對論的一部分，無所謂觀察者的對錯，但現在有新的實驗證明它也適用於量子力學。
愛因斯坦的相對論告訴了我們什麼？
讓我們從最簡單的例子開始，看看我們通常如何解決有衝突的測量。甲站在地面上，測得一列駛來火車的速度為200公里/小時。而對於坐在火車上的乙，他測得的火車速度是0公里小時。對此，可以通過對甲和乙的相對速度做額外的測量來解決這個差異。這樣，甲和乙都知道他們已經正確地測量出他們相對運動的速度。
然而，對於快速移動的物體，情況會變得更加複雜。想象一下，一列火車的長度為200米，那它的頭和尾能否完全開進長度只有50米的隧道呢？
這取決於兩者之間的相對速度和觀察者。如果火車以接近光速的速度接近隧道，地面上的觀測者將會測量到火車的長度可能只有30米（對應速度約為光速的98.8686%），這就是尺縮現象。地面上的觀察者將會看到，在極其短暫的時間內，整列火車會被隧道完全包含。
然而，火車上的觀察者測得的火車長度還是200米，而測得的隧道長度會縮短到7.5米，火車上的觀察者不可能看到整列火車在隧道中的場景。
沒有任何東西能告訴我們火車是否曾經完全在隧道里，一些觀察者認為有，而另一些觀察者認為沒有。處理這種差異的關鍵是接受這樣一個事實——我們可能無法解決不同的測量結果，相反，我們必須找出使特定結論有效的環境。
量子觀察者
量子力學把這一概念提升到了一個全新的水平，因為測量的概念是不同的。以光子偏振為例，這裡不需要知道偏振是什麼，只要知道它在空間中有一個方向，例如垂直、水平。
對於單個光子，其偏振無法測量。相反，我們只能問：光子是垂直偏振還是水平偏振？答案要麼是垂直偏振，要麼是水平偏振。重點是測量者首先從兩個偏振方向中選擇一個，這樣光子只會在一個方向上偏振。
接下來，假設測量者選擇測量45度方向。從測量儀器的角度看，一個垂直偏振光子處於一種混合狀態，這被稱為兩種偏振狀態的疊加態：+45度和-45度。但一旦測量完成，光子必須選擇其中一種狀態。從測量者的角度來看，我們從來不知道光子是否處於疊加態，我們只知道我們測量了+45度。
薛定諤的貓思想實驗的延伸：魏格納的朋友
如果讓我們把事情弄得更復雜一些，假設甲在一個盒子裡（就像薛定諤貓的盒子裡），甲測量的是處於疊加態的一束光子流。結果，甲每次測量都有50%的可能性測得垂直偏振光子，以及50%的可能性測得水平偏振光子。然而，甲在盒子裡，他不能向外界的乙報告測量結果。相反，乙必須測量甲的狀態來知道甲的測量結果。
這意味著即使在測量之後，甲仍然處於測量垂直或水平偏振光子的疊加狀態。乙可以測量甲的狀態，乙會得到兩個合理的結果：甲測量到垂直偏振，乙測量到甲測量到垂直偏振；甲測量到水平偏振，乙測量到甲測量到水平偏振。
但還有另外兩種可能性：甲測量到垂直偏振，乙測量到甲測量到水平偏振；甲測量到水平偏振，乙測量到甲測量到垂直偏振。如果第二次測量是由量子力學決定的，那麼，這兩種測量結果發生的可能性與上述兩個合理結果一樣大。因此，有一半時間，甲得到的測量結果與乙對你甲測量結果相矛盾。
這兩種測量都沒有問題，也沒有可以用來解決矛盾的計算。只能承認光子絕對是水平偏振的，也絕對是垂直偏振的。物理學家魏格納在50多年前首先概述了這個思想實驗，而現在這已經在一個真實的實驗中實現了，只是實現起來有點複雜。
根據預印本文獻庫（arXiv）最近刊載的一項研究[1]，研究人員建造了一臺特別的儀器，它可以對偏振進行測量，如果測量成功，就會留下用第二個光子編碼的測量記錄。因此，在對第二個光子的原始測量和新的測量之間，可以實現一個簡單版本的魏格納思想實驗。
根據理論預測，該裝置記錄了測量值與測量的測量值不一致的情況。事實上，一致/不一致的比率與量子力學的預測幾乎完全一致。
研究人員得出結論，沒有任何事實不依賴於觀察者。或者可以說，在量子尺度上，每個觀察者可以選擇自己的事實，測量結果將取決於誰在進行測量已經有了實驗證明。
參考文獻
[1] Massimiliano Proietti, Alexander Pickston, Francesco Graffitti, et al., Experimental rejection of observer-independence in the quantum world, 2019, arXiv:1902.05080.
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