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量子物理学——意识决定存在

 Henrytvv19qznk 2019-12-05

大多数物理学家在面对让人心力交瘁的量子力学矛盾时都会耸肩膀表示绝望。对大多数科学家来说,量子力学是一套烹饪规则,产生有着惊人精度的正确概率。约翰·波尔金奎恩先前是一名物理学家后来成为一名牧师,他说:“普通的量子技工和普通的电机技工一样都不是哲学家。”

量子物理学——意识决定存在

然而,一些物理学领域最深刻的思想家却奋力解决这些问题。例如,有几种方式解薛定谔的猫问题。首先,诺贝尔奖获得者尤金·维格纳和其他人提倡“意识决定存在”。维格纳曾经写道:“不考虑观察者的意识就不可能以完全一致的方式建立量子力学的定律……正是外部世界的研究得出人的意识是最高实在这个结论。”或者像诗人约翰·济慈写的“任何事情在经历之前都不能成为真实的。”

但是如果我在进行观察,又是什么确定我在什么状态呢?这意味着必须有别的人观察我,使我的波函数消失(坍塌)。有时把这种状况叫做“维格纳的朋友”。但是这也意味着必须有人观察维格纳的朋友,以及维格纳的朋友的朋友等等。是不是有一个宇宙的意识在观察整个宇宙以确定整个朋友系列呢?

安德烈·林德是一位固执地相信意思起到中心作用的物理学家,他还是宇宙膨胀学说的奠基人之一。

量子物理学——意识决定存在

他说:

“对我这样一个人类的成员之一,在没有任何观察者的情况下,我不知道说字宙是存在的有什么意义,字宙和我们是一起的。当你说没有任何观察者的宇宙是存在的,我从中得不出任何意义。我不能想象一个不考虑意识的万物的一致理论。一个记录设备不能因为有人读记录设备上记录的东西而起到一个观察者的作用。为了让我们看到某事发生、彼此谈论某事发生,你需要一个宇宙,你需要有一个记录设备,你还需要有我们……没有观察者,我们的宇宙是死的。”

根据林德的哲学,恐龙化石在你们看到他们之前并不实际存在。但是当你看到他们时,恐龙化石一跃而出,好像他们几十亿年前就存在了。(持这种观点的物理学家小心翼翼地指出,这个描述在实验上是和几百万年前恐龙化石所在的世界一致的。)

量子物理学——意识决定存在

有些人不喜欢将意识引进物理学,他们说照相机可以观察一个电子,因此不需借助意识存在波函数就能坍塌。但是谁来说照相机是不是存在呢?需要另一个照相机来观察第一个照相机,使它的波函数坍塌。这样就需要第二个照相机来观察第一个照相机,第三个照相机来观察第二个照相机,如此等等。因此,引进照相机不能回答波函数怎样坍塌的问题。

一个部分解决这些棘手哲学问题的方法叫做“退相干”法,现在已在物理学家中间流行,它是德国物理学家迪特尔·策在1970年首先提出的。他注意到在真实世界中不可能把猫与环境分开。猫不断地接触空气分子盒子,甚至通过实验的宇宙射线。

这些相互作用,不管它多么小都迅速影响到波函数:如果波函数受到极其微小的扰动,那么波函数就会突然分成不再相互作用的死猫或活猫的两个截然不同的波函数。他指出:只要和一个空气分子碰撞就足以使它坍塌,迫使死猫和活猫的波函数永久分开,彼此不再沟通。换句话说甚至在你打开盒子之前猫就与空气分子接触了,因此猫就已经是死的或是活的了。

量子物理学——意识决定存在

策进行了关键的以前被忽略了的观察:要想让猫既是死的又是活的,死猫的波函数必须与活猫的波函数完全同步地振动,叫做”相干性”。但是这在实验上是几乎不可能的。在实验室产生一致的相干物体振动是极其困难的(实际上,由于外部世界的干扰要想让几个原子相干振动都十分困难。)在真实世界里物体和环境相互作用,与外部世界的微小相互作用都能干扰这两个波函数使它们“退相干”,即不再同步并分离。一且这两个波函数不再彼此同相振动,策指出这两个波函数就不再相互作用。


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