意識怎么會是量子?量子這個東西大家可能都覺得很神秘,實際上一點兒也不神秘。二十世紀被最精密地證實的自然科學理論就是量子理論。
二、單體的迭加態(tài):薛定諤的貓——證明測量的核心是人的意識
上面說到的是量子力學第一個詭異之點,現(xiàn)在我們來看看這個詭異之點往下推論,能夠推出什么結果。最后結果會使大家認識到,意識是量子力學的基礎,物質世界和意識不可分開的。
這個實驗是量子力學的創(chuàng)始人薛定諤提出的,被稱為“薛定諤的貓”。薛定諤的本意是想批駁量子力學和量子力學的態(tài)迭加,他認為一個東西既存在這個狀態(tài),又存在那個狀態(tài),像女兒即在客廳,又不在客廳一樣,那是荒謬的。
他就想了個辦法來批駁量子力學,結果沒有批駁好,最后反而證明了量子力學最詭異的地方,也就是意識和物質不可分開。
現(xiàn)在我來說薛定諤的實驗是什么:把一只貓放進一個封閉的盒子里,然后把這個盒子接到一個裝置上,這個裝置包含一個原子核和一個毒氣設施。原子核有百分之五十的可能性發(fā)生衰變,衰變的時候就會發(fā)射出一個粒子來,這個粒子一發(fā)出來就會觸發(fā)毒氣設施,毒氣一觸發(fā)就會殺死這只貓,這是他想象中的一個實驗。
根據(jù)剛才說的量子力學的態(tài)迭加原理,沒有觀察的時候,原子核是處于已經(jīng)衰變和沒有衰變的迭加狀態(tài),就是它既可能衰變了又沒有衰變,它是兩種狀態(tài)的迭加,就像電子既在A點又不在A點一樣,這個原子核既衰變又沒有衰變,50%幾率衰變,50%幾率不衰變。這個時候貓的狀態(tài)是可能活著,也可能死了,就是說貓也處于這種既死又活的迭加狀態(tài)。
貓可能處于這種狀態(tài)嗎?聰明人可能會說:那你打開盒子一看不就行了嗎?但是打開盒子一看,就是作了觀測,貓就只能是死或者活了。
這個問題一提出來,物理學家一個個都驚呆了,原來以為只有微觀世界才有這種態(tài)迭加,就是狀態(tài)不確定,既處于這個狀態(tài),又不處于這個狀態(tài)。
現(xiàn)在宏觀世界也一樣了,貓不就是這樣嗎?有一只既死又活的貓。大家都不承認有這種狀態(tài)。但是量子力學的詭異之點,量子力學的態(tài)迭加原理就是說:你在觀察之前,貓就是處于既死又活的狀態(tài)。這個問題爭論了很長時間。怎么辦?
量子理論很確定,這是毫無疑問的,如果沒有揭開蓋子沒有觀察,那薛定諤的貓的狀態(tài)是死與活的迭加,這只貓永遠處于同時是死又是活的迭加態(tài)。這與我們的經(jīng)驗嚴重違背。
這個實驗實際上就是“女兒在客廳里,女兒不在客廳里”變了個樣子說出來。
這個貓是死了還是活著?既死又活是同時存在的,量子力學就認為兩者同時存在。那么怎么可能既死又活同時存在呢?人不能想象這種狀態(tài),于是大家就把這個實驗進一步討論下去。
1963年獲得諾貝爾物理學獎的維格納想了一個新的辦法,他說:我讓個朋友戴著防毒面具也和貓一起呆在那個盒子里面去,我躲在門外,對我來說,這貓是死是活我不知道,貓是既死又活。
事后我問在毒氣室里戴防毒面具的朋友,貓是死是活?朋友肯定會回答,貓要么是死要么是活,不會說是半死不活的。
他這個說法一出來大家就發(fā)現(xiàn),問題在哪兒呢?
一個人和貓一起呆在盒子里,人有意識,意識一旦包含到量子力學的系統(tǒng)中去,它的波函數(shù)就坍縮了,貓就變成要么是死,要么是活了。也就是說貓是死是活,只要一有人的意識參與,就變成要么是死,要么是活了,就不再是模糊狀態(tài)了。
維格納總結道,當朋友的意識被包含在整個系統(tǒng)中的時候,迭加態(tài)就不適用了。即使他本人在門外,箱子里的波函數(shù)還是因為朋友的觀測而不斷地被觸動,因此只有活貓或者死貓兩個純態(tài)的可能。
維格納認為,意識可以作用于外部世界,使波函數(shù)坍縮是不足為奇的。維格納這個認識已經(jīng)是量子力學界的共識了,確實只能這樣認為。因為外部世界的變化可以引起我們意識的改變。大家想過沒有,牛頓第三定律說作用力與反作用力是相等的。我們的意識能夠受外部世界的影響而改變,大家都覺得沒有問題,對吧?人的意識就是受外界客觀世界的影響改變了,隨時都在變化。那為什么客觀世界就能改變意識,意識就不能改變客觀世界呢?他就說意識是能夠改變客觀世界的,意識改變客觀世界就是通過波函數(shù)坍縮,就是使不確定狀態(tài)變成確定的狀態(tài),這樣來影響的。
所以波函數(shù),也就是量子力學的狀態(tài),從不確定到確定必須要有意識的參與,這就是爭論到最后大家的結論。自然科學總是自詡為最客觀、最不能容忍主觀意識的,現(xiàn)在量子力學發(fā)展到這個地步,居然發(fā)現(xiàn)人類的主觀意識是客觀物質世界的基礎了。
因為量子力學是我們客觀物質世界最基礎的理論。剛才說過了,二十世紀人類技術進展都跟量子力學有關,而且量子力學經(jīng)過了最精確的實驗驗證。量子力學的基礎就是:從不確定的狀態(tài)變成確定的狀態(tài),一定要有意識參與。這是物理學的一個重大成就。到此為止我講的全都是物理學。
大家有興趣的可以去買關于薛定諤的貓等量子力學詭異現(xiàn)象的通俗讀物,現(xiàn)在出的這種書已經(jīng)很多很多了,我講的這些都是上面的說法。
到這一步,我們對量子力學的詭異已經(jīng)有所了解了,詭異的基礎實際上是:意識和物質世界不可分開,意識促成了物質世界從不確定到確定的轉移。
這點很像在佛學中,一個念頭一下子使物質世界產(chǎn)生出來了,這樣的概念。物質世界產(chǎn)生出來實際上是從不確定一下子變成確定的,這兩者很類似。
剛才講了量子力學兩個詭異之點,詭異之點到最后就達到了物質世界離不開意識,意識是物質世界的基礎,意識才使物質世界從不確定到確定,發(fā)生這樣的坍縮,也就是變化。
(未完待續(xù))