“先有鸡还是先有蛋”这一古老的争论谜题，最早是由古希腊哲学家提出的因果困境。在现实世界里也不难发现，一个事件的发生常由另一个事件引起，即事件间存在着因果关系。然而，在量子的世界里，“因”和“果”两个事件却可以同时互为因果，即作为“结果”的事件也可以导致原来作为“原因”的事件的出现。最近，这种不确定因果顺序被物理学家以实验的方式证明，该成果于2018年8月31日发表在《物理评论快报》上。
在量子物理中，因果关系并不总是一个事件引起另一个事件那样简单。量子力学中的不可思议之处在于事件可以在没有固定顺序的情况下发生。来自澳大利亚昆士兰大学工程量子系统卓越中心的博士雅基·罗梅罗说：“比如你每天去上班，需要乘火车和公交车。一般来说，你可能先乘火车再转乘公交车，或是反过来。而在我们的实验中，乘火车和坐公交可以同时发生。这就叫做‘不确定因果顺序’。这种因果关系在我们的平日生活中是无法观测到的。
”
为了观察不确定因果顺序效应，罗梅罗团队设计出了“光量子交换器”来展示这种效应。首先，他们创造了两个操作算符A和B，用光量子交换器来控制对光子执行A和B两种操作的顺序。接着他们使用干涉仪将光子分束再叠加在一起，中断了不确定因果顺序的可能性。最后，研究人员构建了一个“因果目击者”，成功地测量了超出定序界限的18个标准差。这也就从实验上证明了光子的量子行为可以存在不确定因果顺序。
这一结果让科学家们开始重新思考我们对“先后”顺序概念的理解。昆士兰大学的法维奥·科斯塔博士说：“在这个装置中，事件为光束形状的转变，发生的顺序取决于极化。通过测量在光量子交换器输出端的光子极化，我们可以展示出光束形状的转变顺序是没有被提前设定的。”
不过我们现在也只是通过实验证明了这个理论。不确定因果顺序在实际生活中有很多比较重要的应用，比如提高计算机的交流度，让量子计算机变得更高效。量子物理学无疑是当今令人生畏的科学分支之一，它之所以能赢得这一殊荣，是因为它提供的理论框架既复杂又经常违反经典世界的常理。目前，研究人员们所做的大部分工作都是为了更好的理解量子物理学中的一些核心问题。