我們?nèi)粘Kf的“觀察”或者“看見”,其實是光照射物體被反射或者漫反射到我們眼睛的視網(wǎng)膜上,如果光的波長在380nm到760nm之間的可見光范圍,我們就能夠“看見”這個物體。而反射進(jìn)我們眼睛的光,正是由一個個“光子”組成的。對于攝像機(jī)也是一樣,光照射在物體上反射進(jìn)鏡頭并到達(dá)底片形成圖像。沒有光,無論是眼睛還是攝像機(jī)都不能“看見”(夜視儀也是通過捕捉人眼看不到的紅外光,而非完全沒有光)。做個形象的比喻,當(dāng)我們看見一個蘋果的時候,是無數(shù)光子撞到蘋果表面并被彈飛,其中彈進(jìn)我們眼睛的部分并且屬于可見光范圍的光子,刺激我們的視網(wǎng)膜,最終讓我們“看見”。當(dāng)我們把同樣的情況放回到電子實驗室的時候,情況會有什么不同呢?高速攝像機(jī)能夠捕捉到電子從哪個縫隙穿過,同樣是因為有光子或其他物質(zhì)(比如其他可以被鏡頭感知的電磁波)“撞擊”到電子被反射進(jìn)鏡頭從而被“看見”。然而與宏觀世界不同的是,電子是如此如此的小,只有10^-18次方米,光子對它的撞擊不會像撞擊蘋果一樣微不足道,而是深刻改變了電子的狀態(tài)。如果人眼本身就像高速攝像機(jī)一般具備高速錄影的能力,結(jié)果也是一樣,觀察者的觀察行為仍然會深刻地影響被觀察對象。因此,盡管我們希望“客觀”地對電子進(jìn)行觀察和測量,卻只能得到一個不確定的被嚴(yán)重改變的測量結(jié)果。這個原理,就是著名的“不確定性原理”,也叫測不準(zhǔn)原理。這就是為什么觀察這一貌似主觀的意識在量子實驗中具有決定性作用。事實上,我們也可以在宏觀世界理解不確定性原理。當(dāng)我們說一件連衣裙是藍(lán)色的,它真的是藍(lán)色嗎?在日光下的人類視覺中是藍(lán)色,但是在一間掛滿大紅燈籠的屋子里,這條裙子就是紫色的。而對于一只狗或一只貓來說這條裙子是灰色的,而一只蜻蜓會告訴你這是一條五彩斑斕的裙子。那么當(dāng)我們嘗試問這條裙子真正的顏色,客觀的顏色,本質(zhì)的顏色,都顯得沒有意義,因為這和觀察行為和觀察者戚戚相關(guān)。可以說,觀察者決定了裙子的顏色。好吧,我們好像理解了“觀察”對電子的深刻影響。但是為什么這個影響會讓電子的“波”的屬性消失并導(dǎo)致干涉條紋的消失,而不是讓粒子屬性消失而不影響干涉條紋的呈現(xiàn)呢?當(dāng)我們觀察電子從哪個縫隙穿過的時候,實際上是在測量“位置”信息,而位置信息是粒子的屬性。打個比方,你可以指出一個杯子在桌子上的確切位置,但卻沒法說海浪在哪個位置——它在everywhere。因此當(dāng)我們嘗試測量電子從哪個縫隙穿過的時候,就表明了測量電子的粒子性的目的,此時,波動性便消失了。因此,在用來觀察波動性的雙縫干涉實驗里,電子展現(xiàn)出波動性并呈現(xiàn)干涉條紋。而在有攝像機(jī)觀察電子的位置信息即粒子特征的時候,電子在雙縫實驗中展現(xiàn)出粒子性并留下兩堆亮點(diǎn)。電子這種具備波粒二象性但在測量中彼此排斥只會展現(xiàn)一種特征的特性,在量子力學(xué)中稱為互補(bǔ)原理。不確定性原理,互補(bǔ)原理,加上前面提到的概率,就是構(gòu)成量子力學(xué)“哥本哈根詮釋”的核心理論。我們前面的討論理應(yīng)是個科學(xué)話題,卻多次觸碰到了世界本源甚至哲學(xué)層面的議題。那接下來我們就嚴(yán)肅地談點(diǎn)哲學(xué),雖然哲學(xué)其實是個特別不嚴(yán)肅的事兒。這句話好哲學(xué)...通過薛定諤的貓的思想實驗和電子雙縫干涉實驗,我們似乎對“現(xiàn)實”產(chǎn)生了根本性的疑問。一方面,真正的“現(xiàn)實”竟然是個“概率”,而看到的“現(xiàn)實”卻是因為我們想要看它,甚至可以叫“觀察創(chuàng)造現(xiàn)實”。這樣的“現(xiàn)實”還算什么現(xiàn)實?真讓人想哭... 而這一切竟然印證了那句經(jīng)典的哲學(xué)名言:“存在即是被感知”。不去感知,就沒有存在。我們同時也推翻了“客觀”。一切所謂客觀的觀察都會影響被觀察者,這導(dǎo)致被觀察者究竟是怎樣的永遠(yuǎn)是不確定的。如此看來,純粹的客觀世界壓根就不存在,一切都是你中有我我中有你的不可分割的整體。下次再有人說自己“客觀,獨(dú)立,第三方”,我們就跟他好好聊聊量子力學(xué)。我們還重新審視了“意識”。千百年來我們對意識的理解似乎都是抽象的,和客觀實在對立。當(dāng)然很多人會說,意識事實上就是活躍在大腦皮層中復(fù)雜的電信號,只是它太過復(fù)雜,我們的科技水平還難以模擬或解讀。例如現(xiàn)在已經(jīng)可以通過在人腦中插入電極來刺激腦中的某些區(qū)域,使人哭或者笑。而在最新的腦醫(yī)學(xué)實驗中,人可以通過“意識”移動機(jī)械手臂,抓起杯子來喝水,甚至“腦控”玩飛行模擬游戲。這么看我們似乎已經(jīng)掌握了意識的門道,我們基本了解了意識是如何傳遞的,可以在一定程度上模擬意識給身體發(fā)行動指令,甚至將意識的電信號輸出。所以只要等技術(shù)如摩爾定律般爆炸,我們就拿到了通往意識世界的鑰匙。但這個樂觀態(tài)度似乎忘記了一個非常重要的事,意識在我們的大腦里究竟是怎么產(chǎn)生的?例如,我可以在咖啡館和你一邊聊天,講著笑話,一邊擺弄著桌子上的手機(jī),腿隨著背景音樂打著拍子,腦子里不斷回閃著上午籃球比賽最后時刻的超級逆轉(zhuǎn)。意識為什么會用這種方式指導(dǎo)我們?在這個復(fù)雜場景里意識都參與了哪些呢?意識讓我們行動、思考、回憶、暢想、探究這個世界究竟是有意識的還是無意識的?回答這些問題,可比用電極刺激大腦讓我們抓起個杯子難多了。坐在我對面的你能聽到我的笑話、看到我擺弄手機(jī)的手和抖來抖去腿,卻不知道我腦子里不斷回放的進(jìn)球畫面,意識似乎并沒有辦法影響到你。而薛定諤盒子里的貓,卻在我隨便看了一眼的情況下就被決定了生死。但如果是在我專注地想著別的事對眼前“視而不見”的情況下打開盒子(我們都有可能遇到這種情況,地球救亡政府通過監(jiān)控找到作為唯一目擊證人卻完全失憶的你:三天前的那個早上的街上,沉浸在剛剛拒絕你表白的女神的無限悲傷中正在回憶每一個偶遇細(xì)節(jié)的你,完全沒有看到穿著黑色皮夾克拿著AK47用Iphone給同伴打電話說 “我是Caesar,明天就開始我們消滅人類計劃”大搖大擺從你眼前經(jīng)過的黑猩猩),那貓的生死,是在我的眼睛睜開的那一刻就決定了,還是等我的意識突然反應(yīng)過來注意到它時才被決定呢——意識“覺醒”與否能延遲波函數(shù)(概率)的坍縮(被決定)嗎?這就像是在電子雙縫實驗中,放在雙縫處的高速攝像機(jī),打開鏡頭蓋但是開機(jī)和不開機(jī)兩種情況下的實驗。我們先給出真實的實驗結(jié)論:不管觀察者是人還是儀器,只要電子的位置/路徑信息沒有被捕捉到,干涉條紋就不會消失。只要位置/路徑信息泄露,干涉條紋就會消失。因此不開機(jī)的情況下,干涉條紋不會消失,我們騙不了電子。那人眼呢?在上面“視而不見”的例子里,電子是否也陷入了兩難的判斷:“這個人因為在想別的事兒沒有看見我的行蹤所以我還是個波吧”,“不對,他其實看見了只是已經(jīng)埋藏在意識深處總有一天會想起來呢得趕緊變成粒子”,“到底是波還是粒子??我恨人類”...對于電子兩難的處境事實上有另外的理論加以解釋。在哥本哈根詮釋中,概率/波函數(shù)在觀察的瞬間坍縮成一個的結(jié)論讓很多人不舒服,于是慢慢發(fā)展出了一個新的理論:多宇宙理論。即所有概率疊加的結(jié)果在被觀察的瞬間不是坍縮成了一個,而是產(chǎn)生了多個宇宙,也就是說:你進(jìn)了家門看到你媽在家做了一桌子飯然后和她老人家開心吃飯聊天是一個宇宙,你進(jìn)了家門發(fā)現(xiàn)你媽不在家只能去冰箱里找了半根香腸拿微波爐熱熱填飽肚子是另一個宇宙。而事實上你打開冰箱看到香腸和香蕉猶豫片刻選擇拿了香腸或是香蕉又分別產(chǎn)生了兩個宇宙。如果你家冰箱里放了好多吃的你猶豫的越多產(chǎn)生的宇宙也就越多。每種可能+每個意識選擇讓這個世界充斥著無窮無盡的平行宇宙...薛定諤的這只貓的實驗背后,是量子物理對我們這個世界的巨大沖擊。在量子物理誕生近百年后,依舊讓我們感到既著迷又困惑。數(shù)百年來現(xiàn)代科學(xué)對事物規(guī)律的尋找,在量子物理面前變成要被推翻的守舊思維。而幾千年來圍繞意識與物質(zhì)的哲學(xué)思辨,竟然在科學(xué)領(lǐng)域看到了討論的可能。雖然量子力學(xué)的種種實驗現(xiàn)象和理論仍僅限于微觀世界,但我們的宏觀世界正是由微觀粒子構(gòu)成的,因此當(dāng)你抬頭看月亮,它確實有一個非常非常小的概率突然不見了?;蛟S每天早上醒來你應(yīng)該慶幸,摸摸鼻子——在呢,夠一下手機(jī)——也在,踢一腳床上的貓貓——還在,拉開窗簾看看太陽——也升起來了。好幸福。 以上文章觀點(diǎn)僅代表文章作者,僅供參考,以拋磚引玉!
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