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量子力學:自然科學和哲學山頂上的匯合
點擊:  作者:南夷    來源:福建國學  發布時間:2017-10-11 10:48:15

 

        看了量子力學的相關演講,真正地被擂倒了,先前建立在“物質是意識基礎”之上的世界觀瞬間崩塌。

量子力學的詭異現象

詭異現象一:態疊加與坍縮

根據日常經驗一般人認為,客觀物體一定要有一個確定的空間位置,這種存在是不以人的意志為轉移的、是客觀的。如,一個女孩現在客廳里,或者說現在不在客廳里面,兩者必居其一。

但在量子力學里,這個女孩既在客廳又不在客廳。你要去看這個女孩在不在,通過實施了觀察這一動作,這個女孩的存在狀態就坍縮了,即她就從原來的,在客廳又不在客廳的“疊加狀態”,一下子變成在客廳或者不在客廳的唯一的狀態了。

那有人會說了:這是詭辯!你怎么知道女孩不觀察它的時候,它既在客廳又不在客廳呢?量子力學詭異就在這里,但是這些詭異現象卻是被很多實驗確證的,其中一個最著名最重要的實驗,就是干涉實驗。

結論:這個女孩在沒有觀察的時候,處于不確定的狀態,一旦有人觀察她,她就變成確定狀態。

詭異現象二:單體的疊加態(薛定諤的貓)

這個實驗是量子力學的創始人薛定諤提出的,被稱為“薛定諤的貓”。

“既死又活的疊加態貓。”薛定諤的實驗是: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50%的可能性發生衰變,衰變的時候就會發射出一個粒子來,這個粒子一發出來就會觸發毒氣設施,毒氣一觸發就會殺死這只貓,就是說貓也處于這種既死又活的迭加狀態。這是薛定諤想象中的一個實驗。

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疊加,就是狀態不確定,既處于這個狀態,又不處于這個狀態。現在宏觀世界也一樣了,貓不就是這樣嗎?

一只既死又活的貓!這怎么可能?我們無法想象,這與我們的經驗嚴重違背,但是量子力學認為既死又活的貓是同時存在。那么怎么可能既死又活的貓同時存在呢?

1963年獲得諾貝爾物理學獎的維格納想了一個新的辦法: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。

也就是說一只既死又活的貓,只要一有人的意識參與,就變成要么是死,要么是活了,不再是模糊狀態了。用量子力學的語言來說,一個人和貓一起呆在盒子里,人的意識參與到量子力學的系統中去,它的波函數就坍縮了,貓就變成要么是死,要么是活了。

結論: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坍縮,就是使不確定狀態變成確定的狀態。

到這里,我們對量子力學的詭異已經有所了解了,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。

詭異現象三:多體的疊加態(量子糾纏)

量子糾纏與“薛定諤的貓”是類似的,只不過“薛定諤的貓”講的是同一個東西處于不同的狀態的疊加,量子糾纏講的是如果有兩個以上的東西,它們都處于不同的狀態的疊加,它們彼此之間一定有明確的關系。這就是量子糾纏。

還得舉個通俗的例子——糾纏態的手套。

比方,我們從北京買了一雙手套,把手套中的一只寄到香港,另一只寄到華盛頓,那么寄到香港的是左手戴的還是右手戴的?

誰都不知道,如果香港的人收到了打開一看,是左手的,那華盛頓的人不用看就知道收到的是右手的,因為手套是左右配對的,這是個規則。一旦寄出去了,寄的過程中不確定,但是一個人只要觀測了他收到的手套是左手的還是右手的,另一個人不用觀測就知道了。這就是糾纏的一個例子。

這里又出現問題了,我們日常的經驗是,究竟是左手還是右手套,與打開看了沒有是無關的,因為左手、右手套早就是確定的了。但量子力學大量實驗證明,如果把同一個量子體系分開成幾個部分,在未檢測之前,你永遠不知道這些部分的準確狀態;如果你檢測出其中之一的狀態,在這瞬間其他部分立即調整自己的狀態與之相應。這樣的量子體系的狀態叫做“糾纏態”。

就好比這個手套在寄出以后,在還沒被觀測之前,它是不是確定呢?肯定不確定。只有在你確定了其中某一個的狀態,另一個的狀態立刻就變化了,也變得確定起來了。這種關聯就叫作量子糾纏。

也許很難理解這個糾纏,已經超出了我們人類的理解能力的范圍,跟我們日常生活中的客觀經驗已經不符了,你只能去試圖想他、接受他。

量子力學與哲學

(一)意識與物質世界

佛學中講的,一個念頭一下子使物質世界產生出來了;量子力學講的是,由于意識的參與發生坍縮,物質世界從不確定一下子變成確定的,這兩者很類似,講的都是意識能夠改變客觀世界的,意識是物質世界的基礎,物質和意識是不可分的。

這對于習慣了唯物和唯心涇渭分明劃分的哲學思辨,無疑有相當的沖擊力。當你想起明代心學王陽明一句話時——“你未看此花時,此花與汝心同歸于寂,你來看此花時,則此花顏色一時明白起來。”我們也能一時明白,心外無物、心外無理,這世界并非唯物的或唯心的,而是有第三種狀態,也叫心物一體,或萬物一體。

(二)量子隱形傳輸與神話世界的“分身術”

拿傳輸一本書來說,經典物理傳輸后所復制出來的,只是紙上圖像的信息,沒有復制任何“實體”本身。而量子隱形傳輸卻從“實體”得到完整的信息,從而復制出了“實體”本身。說白了,總有一天能實現把一個人的全部信息傳遞到火星上去,然后在那個地方用原子組裝出來,不就變成傳輸了一個人了嗎?這實際上講的就佛教世界里的“分身術”。

(三)量子意識與靈魂永生

量子糾纏告訴我們,人的意識不光存在于大腦之中,也通過糾纏而存在于宇宙某處,那么在人死亡的時候,意識就可能離開你的身體,完全進入到宇宙中。世界上可能存在著類似靈魂的東西,它在人生結束之后不死,只是回到宇宙中的某個地方去了。這種觀念跟唯識的根本——阿賴耶識學說是相一致的。

佛學和自然科學最終會在山頂匯合嗎?或許佛學和自然科學的研究就像爬喜馬拉山一樣,一個從北坡往上爬,一個從南坡往上爬,總有一天兩者要會合的。

福建國學堂 南夷

責任編輯:向太陽
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