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量子力学:自然科学和哲学山顶上的汇合
点击:  作者:南夷    来源:福建国学  发布时间:2017-10-11 10:48:15

 

        看了量子力学的相关演讲,真正地被擂倒了,先前建立在“物质是意识基础”之上的世界观瞬间崩塌。

量子力学的诡异现象

诡异现象一:态叠加与坍缩

根据日常经验一般人认为,客观物体一定要有一个确定的空间位置,这种存在是不以人的意志为转移的、是客观的。如,一个女孩现在客厅里,或者说现在不在客厅里面,两者必居其一。

但在量子力学里,这个女孩既在客厅又不在客厅。你要去看这个女孩在不在,通过实施了观察这一动作,这个女孩的存在状态就坍缩了,即她就从原来的,在客厅又不在客厅的“叠加状态”,一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了。

那有人会说了:这是诡辩!你怎么知道女孩不观察它的时候,它既在客厅又不在客厅呢?量子力学诡异就在这里,但是这些诡异现象却是被很多实验确证的,其中一个最著名最重要的实验,就是干涉实验。

结论:这个女孩在没有观察的时候,处于不确定的状态,一旦有人观察她,她就变成确定状态。

诡异现象二:单体的叠加态(薛定谔的猫)

这个实验是量子力学的创始人薛定谔提出的,被称为“薛定谔的猫”。

“既死又活的叠加态猫。”薛定谔的实验是:把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子接到一个装置上,这个装置包含一个原子核和一个毒气设施。原子核有50%的可能性发生衰变,衰变的时候就会发射出一个粒子来,这个粒子一发出来就会触发毒气设施,毒气一触发就会杀死这只猫,就是说猫也处于这种既死又活的迭加状态。这是薛定谔想象中的一个实验。

这个问题一提出来,物理学家一个个都惊呆了,原来以为只有微观世界才有这种态叠加,就是状态不确定,既处于这个状态,又不处于这个状态。现在宏观世界也一样了,猫不就是这样吗?

一只既死又活的猫!这怎么可能?我们无法想象,这与我们的经验严重违背,但是量子力学认为既死又活的猫是同时存在。那么怎么可能既死又活的猫同时存在呢?

1963年获得诺贝尔物理学奖的维格纳想了一个新的办法:我让个朋友戴着防毒面具也和猫一起呆在那个盒子里面去,我躲在门外,对我来说,这猫是死是活我不知道,猫是既死又活。事后我问在毒气室里戴防毒面具的朋友,猫是死是活?朋友肯定会回答,猫要么是死要么是活,不会说是半死不活的。

也就是说一只既死又活的猫,只要一有人的意识参与,就变成要么是死,要么是活了,不再是模糊状态了。用量子力学的语言来说,一个人和猫一起呆在盒子里,人的意识参与到量子力学的系统中去,它的波函数就坍缩了,猫就变成要么是死,要么是活了。

结论:意识是能够改变客观世界的,意识改变客观世界就是通过波函数坍缩,就是使不确定状态变成确定的状态。

到这里,我们对量子力学的诡异已经有所了解了,诡异的基础实际上是:意识和物质世界不可分开,意识促成了物质世界从不确定到确定的转移。

诡异现象三:多体的叠加态(量子纠缠)

量子纠缠与“薛定谔的猫”是类似的,只不过“薛定谔的猫”讲的是同一个东西处于不同的状态的叠加,量子纠缠讲的是如果有两个以上的东西,它们都处于不同的状态的叠加,它们彼此之间一定有明确的关系。这就是量子纠缠。

还得举个通俗的例子——纠缠态的手套。

比方,我们从北京买了一双手套,把手套中的一只寄到香港,另一只寄到华盛顿,那么寄到香港的是左手戴的还是右手戴的?

谁都不知道,如果香港的人收到了打开一看,是左手的,那华盛顿的人不用看就知道收到的是右手的,因为手套是左右配对的,这是个规则。一旦寄出去了,寄的过程中不确定,但是一个人只要观测了他收到的手套是左手的还是右手的,另一个人不用观测就知道了。这就是纠缠的一个例子。

这里又出现问题了,我们日常的经验是,究竟是左手还是右手套,与打开看了没有是无关的,因为左手、右手套早就是确定的了。但量子力学大量实验证明,如果把同一个量子体系分开成几个部分,在未检测之前,你永远不知道这些部分的准确状态;如果你检测出其中之一的状态,在这瞬间其他部分立即调整自己的状态与之相应。这样的量子体系的状态叫做“纠缠态”。

就好比这个手套在寄出以后,在还没被观测之前,它是不是确定呢?肯定不确定。只有在你确定了其中某一个的状态,另一个的状态立刻就变化了,也变得确定起来了。这种关联就叫作量子纠缠。

也许很难理解这个纠缠,已经超出了我们人类的理解能力的范围,跟我们日常生活中的客观经验已经不符了,你只能去试图想他、接受他。

量子力学与哲学

(一)意识与物质世界

佛学中讲的,一个念头一下子使物质世界产生出来了;量子力学讲的是,由于意识的参与发生坍缩,物质世界从不确定一下子变成确定的,这两者很类似,讲的都是意识能够改变客观世界的,意识是物质世界的基础,物质和意识是不可分的。

这对于习惯了唯物和唯心泾渭分明划分的哲学思辨,无疑有相当的冲击力。当你想起明代心学王阳明一句话时——“你未看此花时,此花与汝心同归于寂,你来看此花时,则此花颜色一时明白起来。”我们也能一时明白,心外无物、心外无理,这世界并非唯物的或唯心的,而是有第三种状态,也叫心物一体,或万物一体。

(二)量子隐形传输与神话世界的“分身术”

拿传输一本书来说,经典物理传输后所复制出来的,只是纸上图像的信息,没有复制任何“实体”本身。而量子隐形传输却从“实体”得到完整的信息,从而复制出了“实体”本身。说白了,总有一天能实现把一个人的全部信息传递到火星上去,然后在那个地方用原子组装出来,不就变成传输了一个人了吗?这实际上讲的就佛教世界里的“分身术”。

(三)量子意识与灵魂永生

量子纠缠告诉我们,人的意识不光存在于大脑之中,也通过纠缠而存在于宇宙某处,那么在人死亡的时候,意识就可能离开你的身体,完全进入到宇宙中。世界上可能存在着类似灵魂的东西,它在人生结束之后不死,只是回到宇宙中的某个地方去了。这种观念跟唯识的根本——阿赖耶识学说是相一致的。

佛学和自然科学最终会在山顶汇合吗?或许佛学和自然科学的研究就像爬喜马拉山一样,一个从北坡往上爬,一个从南坡往上爬,总有一天两者要会合的。

福建国学堂 南夷

责任编辑:向太阳
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