量子理論哲學(xué)上的思維 引自－有關(guān)電腦、人腦及物理定律
【英】羅杰·彭羅斯
首先，在實現(xiàn)諸如將態(tài)│ψ＞與任何和│ψ＞正交的態(tài)區(qū)分開來的實驗中存在著明顯的困難。毫無疑問地，在實際上，這種實驗對于外面的觀察者而言是不可能的。特別是，甚至在他計算│ψ＞將來實際上應(yīng)是什么樣子之前，他需要知道（包括內(nèi)部觀察者的）整個內(nèi)容的態(tài)矢量！然而，我們要求這個實驗不僅在實際上、而且在原則上不可能實現(xiàn)，由于否則我們就沒有權(quán)利從物理實在中移走態(tài)│活＞或態(tài)│死＞中的一個。麻煩在于，量子理論的現(xiàn)狀并沒有在“可能的”測量和“不可能的”測量之間劃上一道清楚界限的法規(guī)。也許應(yīng)該存在這樣清楚的區(qū)別。但是，理論的現(xiàn)狀不允許這種東西。引進這種區(qū)別就會使量子理論改觀。
其次，一種相當普遍的觀點認為，如果我們充分地考慮環(huán)境的影響，則困難就會被消除。的確，要使系統(tǒng)完全和外界隔離在實際上是不可能的。只要外界的環(huán)境牽涉到容器內(nèi)的態(tài)，則外部觀察者就不能認為系統(tǒng)是由一個單獨的態(tài)矢量來描述。甚至他自己的態(tài)和這系統(tǒng)以一種復(fù)雜的方式相關(guān)聯(lián)。況且，還有大量的不同粒子糾纏，以及一直彌散到宇宙中越來越遠的、包括極大量自由度的不同可能的線性組合的效應(yīng)。不存在一種可行的方式（譬如靠觀察適當?shù)母缮嫘?yīng)）把這些復(fù)線性組合從僅僅為概率加權(quán)的選擇中區(qū)別出來。這甚至不必是把系統(tǒng)和外界隔離開來的問題。貓本身牽涉到巨大數(shù)量的粒子。這樣死貓和活貓的復(fù)線性組合可以像似乎它簡單地是一概率混合那樣處理。然而，我本人認為這根本不是令人滿意的。正如對付前面的觀點一樣，我們可以問在哪一階段可以正式認為“不可能”得到干涉效應(yīng)--使得可以宣布說復(fù)線性疊加的幅度平方模提供了衡量“死”和“活”的概率？甚至如果世界的“實在”在某種意義上“在實際上”變成一個實數(shù)概率權(quán)重，如何將它只分解成這種或那種選擇？在僅僅依賴演化U的基礎(chǔ)上，我看不到實在如何將兩種選擇的一個復(fù)（或?qū)崳┚€性疊加變換成其中的這樣一種選擇。我們似乎被逼回到世界的主觀觀點上去！
有時人們采取這樣的觀點，復(fù)雜的系統(tǒng)實際上不應(yīng)該由“態(tài)”而應(yīng)由所謂的密度矩陣的推廣來描述（馮·諾依曼1955）。這些同時牽涉到經(jīng)典概率和量子幅度。事實上，許多不同的量子態(tài)被一起用來代表實在。密度矩陣是有用的，但是它們自身不能解決量子測量深刻而可疑的癥結(jié)。
人們也許同意，實際的演化是決定性的U，但在了解該組合系統(tǒng)的量子態(tài)究竟是什么時牽涉到的不確定性引起了概率。這可認為是關(guān)于概率起源的非常“經(jīng)典的”觀點--它們?nèi)渴菑某跏紤B(tài)的不確定性引起的。人們可以想象，微小的初始態(tài)的差別會產(chǎn)生演化中的巨大差別。正如經(jīng)典系統(tǒng)會產(chǎn)生“混沌”一樣（譬如，天氣預(yù)報；參閱第五章199頁）。然而，單由U本身不會產(chǎn)生這種“混沌”，因為它是線性的：在U的作用下，人們不想要的線性疊加被一直維持著。要把這種疊加歸結(jié)成這種或那種選擇，U本身做不到，需要某種非線性的東西。
作為另一種觀點，我們也許注意這個事實，在薛定諤貓的實驗中唯一和觀察結(jié)果完全明確的偏差似乎是由于有意識的觀察者引起的，一個（或兩個）在容器里面和另一個在外面。也許復(fù)量子疊加定律不能應(yīng)用于意識！歐根·P·維格納（1961）為此觀點提出了一個粗糙的數(shù)學(xué)模型。他提議，薛定諤方程的線性也許對于有意識的（或僅僅是“活”的）本體無效，它由某種非線性的步驟所取代，由此被歸結(jié)成兩種選擇中的一個。讀者或許會認為，由于我在尋求某種量子現(xiàn)象在我們意識思維中的作用--我們的確如此，我應(yīng)最為同情這種可能性。然而，我一點也不喜歡它。它似乎會導(dǎo)致世界實在的非常不均衡的使人煩惱的觀點。宇宙中意識棲息存在的角落可以說是非常稀少并相隔得非常遠。依此觀點，復(fù)線性疊加只在那些角落歸結(jié)成實際的選擇。情況也許是這樣，對我們來說，其他這樣的角落和宇宙的其余部分顯得相同，因為不管我們自身看到（或觀察到）什么，由于我們意識的行為使它“歸結(jié)成選擇”，而不管是否之前已經(jīng)歸結(jié)成這個樣子。若果真如此，這種巨大的失衡會給世界的實在性提供一個非常使人煩憂的圖像，而要我作為其中一員只能非常猶豫地去接受它！
還有一種相關(guān)的稱作參與宇宙的觀點（由約翰·A·惠勒在1983年提出），將意識的作用推向一個（不同的）極端。例如，我們注意到，這一個行星上的意識生命的演化是由于不同時期的適當?shù)臏嫔＞拮?。這些被設(shè)想為量子事件，所以它們只在線性疊加的形式中存在，直到它們最后導(dǎo)致意識生命的演化--其存在完全依賴于正確的巨變“在實際上”發(fā)生！依此觀點，正是我們自身的存在把我們的過去變戲法為存在。此圖像中的邏輯循環(huán)的矛盾引起人們的一些注意，但我自己感到這種觀點困難重重，并且?guī)缀跏遣豢尚诺摹?div style="height:15px;">
另外一種本身是邏輯性的，但是提供出同等奇怪圖像的稱為多世界的觀點。這是休斯·埃維勒特三世首次公開提出的（1957）。按照多世界解釋，R根本從未發(fā)生過。實在的態(tài)矢量的全部演化被認為總是由決定性的過程U所制約的。這意味著可憐的薛定諤貓和容器中的受防護的觀察者的確應(yīng)該存在于一種復(fù)線性組合之中，貓?zhí)幱谀撤N活和死的疊加態(tài)中。然而，死的狀態(tài)是和內(nèi)部觀察者意識的一種態(tài)相關(guān)，而活的與另一狀態(tài)相關(guān)（并且假定，部分地和貓的意識相關(guān)--并且當這些內(nèi)容呈現(xiàn)給外界觀察者時，最終也和他相關(guān)）。每一觀察者的意識被看作“分裂”，這樣現(xiàn)在他存在兩次，每一次他的情形都有不同的經(jīng)驗（也就是，一次看到死貓，另一次看到活貓）。的確不僅是一個觀察者，他所居住的整個宇宙都在他對宇宙所進行的每一“觀察”中分裂成兩個（或更多個）。這種分裂不斷地發(fā)生--不僅僅是由于觀察者進行的“觀察”，而且還一般地由于量子事件的宏觀的放大--這樣使得這些宇宙“分枝”瘋狂地蔓延。的確，每一種不同的可能性都會在某種巨大的疊加中共存。這肯定不是最經(jīng)濟的觀點，但是我本人反對它的原因并不是這種不經(jīng)濟。特別是，我看不出為何意識只能知曉線性疊加的“一”個選擇。是有關(guān)于意識的什么東西使人們無法“知曉”令人焦慮的死貓和活貓的線性疊加呢？我似乎覺得在多世界觀點和人們實際觀察到的之間相符合之前必須先有關(guān)于意識的理論。在宇宙的“真正”（客觀）態(tài)矢量和我們要實際“觀察”到的之間我看不到什么關(guān)系。有人斷言，R的“幻像”在某種意義上能在這圖像中被等效地導(dǎo)出，但我認為這一斷言不成立。要使這種方案可行，人們至少需要進一步的要素。依我看來，多世界觀點并沒有在實際上觸動量子測量的真正的困惑，而自身卻引進了許多問題。
