“薛定諤的貓”是奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的關(guān)于量子力學(xué)的一個(gè)著名思想實(shí)驗(yàn),也就是在頭腦中假想進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。 根據(jù)量子力學(xué),微觀粒子總是處于多種狀態(tài)的疊加態(tài)。在最早人們開(kāi)展光子和電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)單個(gè)光子或電子總會(huì)莫名其妙地同時(shí)通過(guò)兩條縫,也就是說(shuō)單個(gè)光子或電子在過(guò)雙縫時(shí),處于同時(shí)經(jīng)過(guò)左縫和右縫的疊加狀態(tài)。而當(dāng)人們?cè)噲D觀測(cè)到底是怎樣一種疊加狀態(tài)時(shí),光子或電子會(huì)瞬間退化為單個(gè)粒子狀態(tài)。總之,讓人無(wú)法觀測(cè)。更多的研究最終引出了哥本哈根學(xué)派對(duì)量子力學(xué)的主流解釋,即微觀粒子(包括宏觀物體)總是處于多種狀態(tài)的疊加態(tài),而當(dāng)人的意識(shí)一旦參與觀測(cè),粒子隨即以一定概率坍縮為某個(gè)確定狀態(tài)。由此,確立了“意識(shí)”在主流量子力學(xué)學(xué)派中的崇高地位,同時(shí),也宣布了疊加態(tài)的不可觀察性。 但是,人的好奇心是無(wú)窮的。歷代科學(xué)家不遺余力地試圖觀測(cè)清楚疊加態(tài)到底是一個(gè)怎樣的狀態(tài)。就像量子理論中已經(jīng)明確為單個(gè)不可分的光量子,即光子是如何分身同時(shí)通過(guò)雙縫的。最終,薛定諤腦洞大開(kāi),設(shè)想了一個(gè)實(shí)驗(yàn),將微觀的不太直觀的疊加態(tài)衍生為宏觀可理解的疊加態(tài)。他是怎么辦的呢?假設(shè)在一個(gè)密閉盒子里有一只貓,以及少量放射性物質(zhì)。該物質(zhì)有50%的概率會(huì)衰變并放出毒氣殺死這只貓,同時(shí)有50%的概率不會(huì)衰變而貓將活下來(lái)。當(dāng)人們打開(kāi)盒子觀測(cè)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)要么貓活著,要么貓被毒死了。但該實(shí)驗(yàn)的要害在于,當(dāng)人們沒(méi)有打開(kāi)盒子觀測(cè)時(shí),該放射性物質(zhì)處于各一半概率的衰變與不衰變的疊加狀態(tài),相應(yīng)的貓也就處于死與不死的疊加狀態(tài)。那么這究竟是一種什么狀態(tài),這才是人們真正好奇的地方。這里再?gòu)?qiáng)調(diào)一下,是死與不死的疊加狀態(tài),而不是最終發(fā)現(xiàn)要么活著,要么死了。 那么,這到底是一種什么狀態(tài)呢?各派科學(xué)家展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論,具體過(guò)程不細(xì)說(shuō)了,最終的結(jié)果仍是哥本哈根學(xué)派牢牢占據(jù)了主流位置,即當(dāng)你的意識(shí)沒(méi)參與觀測(cè)時(shí),貓的生死疊加態(tài)對(duì)于你是毫無(wú)意義的。而當(dāng)你的意識(shí)參與觀測(cè),也就是打開(kāi)盒子的那一剎那,你的意識(shí)將直接造成粒子疊加態(tài)的坍縮,粒子將會(huì)表現(xiàn)出衰變或不衰變的確定狀態(tài),從而決定了貓的生死。此時(shí),你看的只是或生活死的貓,而看不到生死疊加態(tài)的貓。哥本哈根學(xué)派再次捍衛(wèi)了“意識(shí)”的崇高地位,強(qiáng)調(diào)了意識(shí)對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的決定性。 說(shuō)到這里,大家可能已經(jīng)覺(jué)得夠神奇,夠可怕的了。但是更可怕的還在后頭,那就是后人對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的衍生,有人提出是否可以將貓換成人。此言一出,四座嘩然。這個(gè)設(shè)想的要害在哪里呢?因?yàn)樨埵遣粫?huì)說(shuō)話的,那么即使經(jīng)歷了生死疊加態(tài)它也不會(huì)表達(dá)。但人不一樣,人如果感受過(guò)疊加態(tài),是可以表達(dá)出來(lái)的。那么,將人關(guān)進(jìn)盒子,打開(kāi)后,如果人還活著,請(qǐng)他講講生死疊加態(tài)究竟是個(gè)什么狀態(tài)不就行了嗎。 但是,遺憾的是,一來(lái)人們沒(méi)有進(jìn)行這么殘酷的實(shí)驗(yàn),二來(lái)即使真的進(jìn)行了這樣的實(shí)驗(yàn),也不會(huì)存在疊加態(tài)。為什么呢?因?yàn)閷⑷岁P(guān)進(jìn)盒子時(shí),被關(guān)的人的意識(shí)已經(jīng)參與了實(shí)驗(yàn),他的意識(shí)同樣會(huì)造成粒子狀態(tài)的坍縮,所以當(dāng)他意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題時(shí),他就決定了自己的生死。那么,如果他沒(méi)有意識(shí)到呢,對(duì)不起,仍然難逃厄運(yùn),因?yàn)殛P(guān)他的人的意識(shí)會(huì)和他糾纏進(jìn)而造成粒子態(tài)的坍縮,而貓沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)樨?,“似乎”沒(méi)有“意識(shí)”。 怎么樣,夠嚇人吧。這才是薛定諤的貓真正恐怖的地方。他深刻地提出一個(gè)問(wèn)題:意識(shí)的本質(zhì)到底是什么?研究量子力學(xué),是無(wú)論如何繞不開(kāi)這個(gè)問(wèn)題的。比如說(shuō),對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),人不可以,似乎貓可以,但貓真的沒(méi)有意識(shí)嗎?如果有,它的意識(shí)是怎樣的?即使貓真的可以,那么其他動(dòng)物行不行,狗行不行,牛羊行不行,進(jìn)一步的,動(dòng)物中智商最接近人的猩猩行不行?那么,進(jìn)一步地,人的意識(shí)的邊界到底在哪里? 在我們千百年的科學(xué)研究中,始終強(qiáng)調(diào)意識(shí)和客體的獨(dú)立性,即意識(shí)不能對(duì)研究對(duì)象形成干擾。而隨著量子力學(xué)研究的深入,人們已經(jīng)不可避免地觸及“意識(shí)”這個(gè)問(wèn)題。這時(shí)人們還是被迫將意識(shí)納入研究視野。而對(duì)于量子力學(xué),或許意識(shí)本身是一門先修學(xué)科,或許對(duì)意識(shí)有了一定程度的認(rèn)識(shí)后人們才能理解量子力學(xué)中的一些奇怪現(xiàn)象。而這就要求人們面對(duì)意識(shí)不再被動(dòng),而是主動(dòng)地將“意識(shí)”作為首要的研究課題。 |
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來(lái)自: 任生福馬 > 《風(fēng)水》