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緣起

在出版了《給孩子講量子力學(xué)》之后，我在簽售過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不論是成人還是孩子，像“量子糾纏”這樣的詞匯會(huì)脫口而出，也有人發(fā)問(wèn)量子世界觀是否與佛教世界觀相似，以及量子力學(xué)是否支持人類(lèi)靈魂存在。

我又發(fā)現(xiàn)他們提出這樣的問(wèn)題和近些年流行的兩篇朱清時(shí)先生的文章有關(guān)。最早的一篇文章是談弦論與佛學(xué)的關(guān)系的，標(biāo)題是《物理學(xué)步入禪境——緣起性空》，已經(jīng)有八年了。前兩年，又有一篇特別標(biāo)注為“朱清時(shí)院士”的文章在朋友圈中流傳，題為《客觀世界很有可能并不存在》，這篇文章對(duì)普通人的影響更大，以至于我妹妹將文章發(fā)給我，我回答說(shuō)不要信。

我寫(xiě)這篇文章的出發(fā)點(diǎn)就是回答這兩個(gè)問(wèn)題：量子世界觀和佛教世界觀是否相似？量子力學(xué)是否支持人類(lèi)靈魂的存在？我這里先說(shuō)出我的結(jié)論，量子力學(xué)是量子力學(xué)，佛學(xué)是佛學(xué)，也許我們可以從哲學(xué)的角度探討兩者之間的相似性，但兩者確實(shí)是獨(dú)立無(wú)關(guān)的。并且，量子力學(xué)并不支持靈魂存在，更不支持靈魂是不朽的。

我這里集中討論《客觀世界很有可能并不存在》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《客觀》）一文中的兩個(gè)主要觀點(diǎn)：一，沒(méi)有意識(shí)就沒(méi)有客觀世界；二，靈魂就是量子信息。

沒(méi)有意識(shí)也會(huì)有量子世界

《客觀》文中先說(shuō)沒(méi)有意識(shí)就沒(méi)有客觀世界，又說(shuō)客觀世界并不存在。

我先引用一下朱清時(shí)先生的主要論點(diǎn)之一，他說(shuō)：

“量子力學(xué)就像說(shuō)你的女兒既在客廳又不在客廳，你要去看這個(gè)女兒在不在，你就實(shí)施了觀察的動(dòng)作。你一觀察，這個(gè)女兒的存在狀態(tài)就坍縮了，她就從原來(lái)的，在客廳又不在客廳的疊加狀態(tài)，一下子變成在客廳或者不在客廳的唯一的狀態(tài)了。所以量子力學(xué)怪就怪在這兒：你不觀察它，它就處于疊加態(tài)，也就是一個(gè)電子既在A點(diǎn)又不在A點(diǎn)。你一觀察，它這種疊加狀態(tài)就崩潰了，它就真的只在A點(diǎn)或者真的只在B點(diǎn)了，只出現(xiàn)一個(gè)?！弊詈螅贸鼋Y(jié)論：“所以波函數(shù)，也就是量子力學(xué)的狀態(tài)，從不確定到確定必須要有意識(shí)的參與，這就是爭(zhēng)論到最后大家的結(jié)論。”他還說(shuō)：“意識(shí)是物質(zhì)世界的基礎(chǔ)，意識(shí)才使物質(zhì)世界從不確定到確定?！?

當(dāng)然，用“你的女兒”作為被觀測(cè)對(duì)象是為了形象以及夸張，事實(shí)上，在量子力學(xué)中，微觀客體才會(huì)處于量子態(tài)中，比如一個(gè)原子。而幾乎所有宏觀客體并不處于量子態(tài)，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)橐粋€(gè)宏觀客體總是不斷地與其他客體接觸，接觸之后不免互相作用，這種作用，其實(shí)就是類(lèi)似朱先生說(shuō)的“觀察”，宏觀客體一旦與別的物體接觸，就不會(huì)處于量子態(tài)中，特別地，不會(huì)處于“既在客廳又不在客廳”這種量子疊加態(tài)中（在客廳是一個(gè)量子態(tài)，不在客廳是另一個(gè)量子態(tài)）。

其實(shí)，要將你女兒置于既在客廳又不在客廳這種狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家現(xiàn)在還做不到，因?yàn)橹灰諝饣蛘咂渌?lèi)似的環(huán)境存在，你的女兒馬上就只能選擇一種狀態(tài)：在客廳，或者不在客廳，不會(huì)在客廳又不在客廳。為什么會(huì)這樣呢？我們稍后解釋。

《客觀》將人的意識(shí)拔高到只有意識(shí)才會(huì)造成量子態(tài)的崩潰，這是第一個(gè)誤導(dǎo)。假如只有意識(shí)才能造成“波函數(shù)塌縮”，那么我們真的會(huì)懷疑沒(méi)有意識(shí)確實(shí)沒(méi)有客觀世界。

接下來(lái)，我們仔細(xì)討論一下意識(shí)與物質(zhì)世界的關(guān)系。

朱文的一個(gè)中心論點(diǎn)是物質(zhì)世界與意識(shí)不可分開(kāi)，也就是說(shuō)，沒(méi)有意識(shí)就沒(méi)有物質(zhì)世界。如果他是對(duì)的，倒是一勞永逸地解決了宇宙學(xué)家的一個(gè)終極問(wèn)題：我們這個(gè)宇宙中為什么存在意識(shí)？因?yàn)樵谒磥?lái)，意識(shí)必須存在，否則就沒(méi)有物質(zhì)世界。是先有意識(shí)才有物質(zhì)世界，所以，如果你問(wèn)我們這個(gè)世界為什么存在意識(shí)，你就沒(méi)有學(xué)會(huì)量子力學(xué)。

事情有這么簡(jiǎn)單嗎？當(dāng)然沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。

在物理學(xué)中，當(dāng)我們談?wù)撘粋€(gè)客體時(shí)（比如一個(gè)電子，一只貓，或“你的女兒”），我們要為這個(gè)客體賦予一些量。我們談電子好了。電子有三個(gè)最重要的量，第一個(gè)是質(zhì)量。不論意識(shí)去不去測(cè)量，電子的質(zhì)量是固定的，大約是10 的負(fù)27次方克； 其次是電荷。怎么去測(cè)量電子的電荷呢？很簡(jiǎn)單，讓一個(gè)運(yùn)動(dòng)的電子穿過(guò)磁場(chǎng)，看電子路徑的彎曲程度就能測(cè)量它的電荷了。同樣，不論我們?nèi)ゲ蝗y(cè)量這個(gè)電荷，這個(gè)電荷永遠(yuǎn)不變。電子的第三個(gè)重要性質(zhì)是自旋，它就像一個(gè)小陀螺。電子的自旋和其質(zhì)量以及電荷一樣，總是不變的。

最后，來(lái)到核心。電子是粒子，所以電子可以有位置和速度?，F(xiàn)在，朱文認(rèn)為量子力學(xué)起作用了。當(dāng)我們不去測(cè)量電子的位置和速度時(shí)，電子位置是不確定的，也就是說(shuō)，電子是這么一個(gè)古怪的粒子，它可以同時(shí)處于不同的位置。這正是量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的不同之處。

電子可以同時(shí)處于不同的位置不等于電子不存在，或者，當(dāng)我們不去測(cè)量它的位置時(shí)，不等于說(shuō)電子不存在。只能說(shuō)，電子的物理狀態(tài)很奇特，它可以處于不同位置狀態(tài)的疊加之中。既然電子的質(zhì)量、電荷以及自旋與測(cè)量無(wú)關(guān)，我們就沒(méi)有理由說(shuō)沒(méi)有意識(shí)它就不存在。我們只能說(shuō)，不測(cè)量一個(gè)電子的位置時(shí)，我們不知道它的位置，或者，電子可以處于不同位置的疊加態(tài)中。我給你一克電子，我清楚地知道這克電子里有一千億億億個(gè)電子，這是永遠(yuǎn)不變的，一千億億億個(gè)電子不會(huì)憑空消失，甚至連一個(gè)電子也不會(huì)憑空消失。

至于朱文的客觀世界的概念，大約還包含每個(gè)電子在一個(gè)給定時(shí)刻的位置，而我們恰恰認(rèn)為，這是古典物理學(xué)給我們帶來(lái)的錯(cuò)誤認(rèn)知，電子，以及任何其它基本粒子，就不是古典物理學(xué)世界中的那種粒子，必須在給定時(shí)刻有一個(gè)固定的位置。

我們?cè)谏厦嬉噪娮訛槔劻肆孔邮澜缗c古典世界的同與不同。我們接著談，測(cè)量和意識(shí)到底是個(gè)什么關(guān)系？為什么測(cè)量會(huì)讓電子的位置顯示出來(lái)？

最近，我去貝志城家吃飯賞櫻花，我就和幾位客人討論櫻花。我說(shuō)，我們觀賞櫻花，櫻花當(dāng)然就被看到了。我們不觀賞櫻花，櫻花還在那里，與你看不看無(wú)關(guān)。這是為什么呢？

看櫻花，就是一種測(cè)量。測(cè)量，在現(xiàn)代物理學(xué)里，是兩個(gè)系統(tǒng)糾纏。比如我去稱(chēng)體重，我的身體就和體重秤糾纏起來(lái)了。體重秤的指針指在70公斤，這是指針的狀態(tài)，而我身體的體重是我身體的狀態(tài)。我的體重和指針的方向糾纏在一起了，這形成了一個(gè)測(cè)量。

再比如說(shuō)，我們將一個(gè)電子打到一個(gè)熒屏上，熒屏的一個(gè)地方亮了，我們就得知電子的位置在那個(gè)地方。這是什么意思呢？電子的位置與熒屏發(fā)光的位置糾纏在一起了。即使沒(méi)有人去看，這個(gè)糾纏也是存在的。有了人去看，不過(guò)是有人確定地看到了這個(gè)糾纏。

現(xiàn)在的情況是，三個(gè)系統(tǒng)糾纏在一起了：電子的位置，熒屏發(fā)光的位置，以及人眼接收到了熒屏發(fā)光位置發(fā)出的光子……我們看到，這三個(gè)系統(tǒng)不過(guò)是糾纏在一起，并沒(méi)有誰(shuí)先誰(shuí)后的問(wèn)題，也沒(méi)有哪個(gè)系統(tǒng)更重要的問(wèn)題。我們還可以類(lèi)似地推論下去：人眼接收到光子，在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入人的大腦……這個(gè)鏈條可以很長(zhǎng)，最后，才是人的意識(shí)。

現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了，當(dāng)我們談?wù)撘庾R(shí)時(shí)我們究竟在談?wù)撌裁?？在人?lèi)揭開(kāi)意識(shí)之謎之前，我們只能模糊地談?wù)撘庾R(shí)。比如說(shuō)，一只猴子有意識(shí)嗎？如果有，那么猴子也可以意識(shí)到電子的存在，只不過(guò)它不知道電子是個(gè)什么概念。如果猴子沒(méi)有意識(shí)，那么，在智人出現(xiàn)之前，電子就不存在？我估計(jì)即使一個(gè)學(xué)佛的人，也不會(huì)接受這個(gè)觀點(diǎn)：在智人出現(xiàn)之前，電子不存在，地球不存在，太陽(yáng)不存在.......

接下來(lái)我再談?wù)劄槭裁串?dāng)我們測(cè)量電子的位置時(shí)，電子的位置就是固定的。其實(shí)，這和我們使用什么儀器有關(guān)，我們用熒光屏，電子打到熒光屏上和上面的熒光物質(zhì)發(fā)生相互作用，使得熒光屏的一個(gè)原子被激發(fā)從而發(fā)光。電子能同時(shí)讓兩個(gè)地方發(fā)光嗎？不能。這是因?yàn)殡娮邮莻€(gè)基本粒子，它與原子發(fā)生作用時(shí)只能是局域的。我們現(xiàn)在明白了，為什么當(dāng)我們用熒屏測(cè)量電子的位置時(shí)，它的位置就會(huì)被固定下來(lái)，只是，量子力學(xué)告訴我們，電子不是經(jīng)典世界中的電子，它的位置可以出現(xiàn)在這里，也可以出現(xiàn)在那里，但一旦出現(xiàn)，只能在一個(gè)地方出現(xiàn)。

量子力學(xué)的世界是個(gè)神奇的世界，這個(gè)世界再神奇，也不會(huì)神奇到?jīng)]有意識(shí)就不存在。它只是告訴我們，一個(gè)粒子可以處于不同位置的疊加態(tài)中，甚至任何物體可以處于不同位置的疊加態(tài)中。另外，電子同時(shí)具備確定位置和確定速度的狀態(tài)不存在，這種狀態(tài)不存在也不等于電子不存在，更不等于沒(méi)有意識(shí)電子就不存在。否則我們會(huì)問(wèn)一個(gè)悖論性的問(wèn)題：在人類(lèi)出現(xiàn)之前，宇宙存在嗎？

量子力學(xué)還有一個(gè)特點(diǎn)，就是當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)很大時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)得像古典物理中的系統(tǒng)。例如，當(dāng)我們談?wù)撗Χㄖ@的貓時(shí)，盡管原則上貓可以同時(shí)處于生和死的狀態(tài)，但由于貓?zhí)罅?，貓通過(guò)呼吸和空氣發(fā)生作用，或者貓的身體和外界接觸，貓就會(huì)肯定地處于生的狀態(tài)，或肯定地處于死的狀態(tài)，幾乎不會(huì)同時(shí)處于生和死的狀態(tài)。在量子力學(xué)中，與這個(gè)現(xiàn)象相關(guān)的術(shù)語(yǔ)叫退相干：一個(gè)系統(tǒng)如果和一個(gè)特別大的系統(tǒng)接觸后，這個(gè)系統(tǒng)會(huì)很快地選擇一個(gè)我們熟悉的古典狀態(tài)，而不再同時(shí)處于兩個(gè)量子態(tài)的疊加之中。薛定諤的貓要么生要么死，同樣，當(dāng)我們測(cè)量電子的位置時(shí)，由于熒屏是個(gè)很大的系統(tǒng)，電子會(huì)很快處于一個(gè)固定位置的狀態(tài)。

以上的道理也解釋了貝志城院子里的櫻花本來(lái)就開(kāi)在那里，因?yàn)橛锌諝?，有?yáng)光，有土地，與我們看不看無(wú)關(guān)。

沒(méi)有人類(lèi)的測(cè)量，量子態(tài)也會(huì)退相干，也就是會(huì)塌縮，所以，朱文的主要結(jié)論之一“所以波函數(shù)，也就是量子力學(xué)的狀態(tài)，從不確定到確定必須要有意識(shí)的參與，這就是爭(zhēng)論到最后大家的結(jié)論?！辈⒉徽_。