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1 # 郭哥聊科學
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2 # 明貞
意識是資訊,而微粒是能量,資訊作用於能量就會有變化,這是雙縫電子試驗的實相!資訊和能量是宇宙的本質,心物意識都是資訊能量所造成!生命能夠發生資訊也就會產生能量,這是萬事萬物的源頭和成因!
宇宙法則知識生命實相,就是道德!人類的科學知識就是對道德的理解和圓滿!
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3 # 想法捕手
這裡的意識就是,我們日常說的人類意識,覺得荒謬嗎?那就對了。
意識論的量子波函式坍縮解讀,有點類似於“我思固我在”的論證,是量子理論中,眾多非主流解釋的其中之一。
意識論解釋意識論最早源自計算機之父——美籍匈牙利物理學家馮·諾依曼(John von Neumann)。1932年,諾依曼出版了經典的量子力學教科書《量子力學的數學基礎》。在書中,他提出了“波函式坍縮可能源自觀察者意識”的觀點。
因為量子理論不僅適用於微觀粒子,也適用於測量儀器。事實上,所有測量總是經由我們的判斷得出一個確定的結果,這意味著只有意識才能最終讓波函式產生確定的結果。
這帶點唯心主義的觀點受到一些人的追捧,並在此基礎上發展出了一些新的理論。
1939年,倫敦的和鮑厄進一步闡釋了意識論。其大概意思就是觀察者擁有的內在認知,才能感知事物的客觀確定性,就相當於意識與事物客體發生相互作用,從而使其疊加的波函式坍縮。
這樣的解釋,在現在看來顯然不太靠譜。說實在點,意識是什麼?從來就沒人能解釋清楚,再用意識來解釋其他事物,本身就立於了形而上的不敗之地,而科學本質上排斥這樣的不敗之地。
20世紀60年代,維格納(Eugene Paul Wigner)再次發展了意識論,他認為有意識的生物在量子力學中的作用一定與無生命的測量裝備不同,考慮到意識對波函式的特殊作用,量子力學中的線性薛定諤方程必須用非線性的方程來代替。
不過不管怎麼用理性的方程去解釋意識作用,都掩蓋不了意識論帶來的主觀驗證,當然遭到很多人的反對。
熱力學不可逆解釋也正由於意識論的興起,讓許多學者無法忍受,紛紛開始尋找其他的解讀之道。
1949年,德國物理學家約爾丹(Pascual Jordan)指出波函式坍縮過程不可能是觀測者的意識作用,而必定是一個真實的宏觀物理過程。
由於在任何測量中,微觀粒子最終都會留下宏觀尺寸的痕跡,而且一旦確定將無法回頭,因此坍縮的本質應該是一種熱力學的不可逆過程。
20世紀50年代,路德維希進一步發展的約爾丹的想法。他認為測量儀器是一個處於熱力學亞穩定狀態的宏觀系統,在受到微觀系統的擾動時,會向一種熱力學穩定態演化,從而導致一個確定的測量結果出現。
也就是說,所謂的波函式坍縮就是一個量子系統從可逆的過程轉變為熱力學不可逆的過程。海森堡當時也曾對此持同樣的觀點。
然而這一理論卻無法回答所謂的可逆過程在宏觀的極限情況下是如何演變成為不可逆過程的?
退相干解釋“相干”指的是相互干涉作用,而“退相干”顧名思義,就是指退出這種相互干涉作用。
這種理論認為,疊加態就是一種量子處於相互干涉的狀態,當被測系統與測量儀器或者外界環境相互作用後,就會發生退相干的過程,轉變為一種確定態。
之所以會出現這樣的理論,是因為人們認識到所謂的“量子”僅適用於孤立的封閉系統,然而在真實的宇宙中沒有任何物體是完全孤立的。
正是由於我們周圍的環境造成了退相干效應的存在,所謂的經典性是量子退去相干性的結果。
退相干理論中有一個引數叫做“退相干時間”,也就是體系從量子態演變為經典態所需要的時間。該理論的研究者認為這與研究系統的大小和環境中的粒子數有關。
一個半徑為10^-8m的分子在空氣中的退相干時間約為10^-30s。如果放到星際空間中,在只能和微波背景輻射作用的環境中,時間則可延長到約3萬年。
總之,粒子越大,環境越複雜,退相干時間就越短,甚至能瞬時完成。雙縫干涉實驗的投影屏就可算是一個導致電子退相干的媒介,所以我們才能瞬時得到電子的落點。
這一理論的優點在於揭示了波函式坍縮是系統與環境作用的結果,而用不著任何儀器測量和人為意識的參與。
但退相干理論也並沒有從本質上解決測量問題,它無法告訴我們如何從眾多的可能性結果中找到一個特定的結果,換句話說,退相干理論並不能取代波函式坍縮假設(它能機率計算),而頂多是一個擴充套件解釋版本。
自發定域解釋這一理論由三位義大利物理學家:GiancarloGhirardi(上圖),Alberto Rimini,Tullio Weber最先提出,所以也稱為GRW理論,這套解釋僅從語言表述上來看,與退相干理論類似,只是另一套說辭,退相干過程變成了隨機過程,而最後的退相干狀態改稱為了一種“定域態”。
所謂定域,就是確定的領域。
但確定的是一個領域,或者說區域,而不是一個點,也就是說,物質從完全不確定的瀰漫狀態,轉變為了相對精確的定域態。
無論是微觀還是宏觀,任何系統總是在和環境發生種種交流,然後被各種隨機過程所影響。在這些隨機的物理過程中產生的任何一點微小的擾動,都會導致系統從一個不確定的疊加態變為在空間中比較精確的定域態。
比較精確並不代表完全精確,如果以相關計算結論來說,即便你癱在地球上的沙發中,但你的仍然有一部分量子狀態彌散在全宇宙中,雖然那超級微乎其微。
自發定域理論,實際上用定域過程代替了坍縮過程,但卻引入了一些多餘的新物理常數,包括觸發定域化的最小距離以及自發定域化的頻率,而所有的物理學家都不怎麼喜歡增加額外的常數。
多世界解釋當然為了解釋波函式坍縮問題,最大膽、最前衛的還屬休·埃弗雷特的“多世界詮釋”。
可以說埃弗雷特是直接否定了波函式,把它徹底丟掉,以一個無限分裂的宇宙來回答了量子的疊加態。
作為惠勒的學生,費曼的同門,埃弗雷特以一種科幻主義給出了世界最終極的回答。簡單來說就是波函式的每一種可能狀態都會延續下去,不過這每一種狀態都需要一個分裂的宇宙來供他發展,於是就會出現無數個的平行世界。你能看到的隨機結果只是在這個世界所能看見的,在另一個世界的你可能就會看見另一種結果。
多世界詮釋的物理思考方式實際上與退相干解釋的思考方式剛好相反,一個是1變多,一個是多變1。
這種宇宙式的精神分裂被很多人所駁斥,但隨著量子力學越來越燒腦,它也吸引了一大幫理論物理學家的鼓吹。
甚至在這套理論中可以獲得如神學上的一種永生,稱為“量子永生”,因為無論你遭遇任何疾病、意外、你都可以在另一個分裂的平行世界中健康的生活著。
總結玻恩雖然解釋了波函式所代表的物理意義,即波函式只能計算出某個位置找到某個粒子的機率,觀察測量也只是預測某一種結果的機率,而不是預測一定會得到什麼結果。
但主流的哥本哈根學派卻一直無法回答波函式坍縮到底是個什麼鬼,只是基於實驗現象總結認為,在一次測量與下一次測量之間,除了抽象的機率波函式以外,微觀粒子不存在,它只能存在各種狀態之中,只有進行了測量才能確定其唯一的狀態,而讓其他狀態機率突變為0。
這樣的坍縮甚至是瞬時的,超光速的,所以愛因斯坦一直反對。這樣的解讀更像是一個數學形式上的,而波函式坍縮到底是怎樣的一個物理機制?一直懸而未決,所以才會出現各種版本的解讀,然而似乎也都沒成功。
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4 # 時空通訊
量子物理中,“意識”導致波函式坍縮,這裡“意識”到底指什麼?
量子物理中,沒有這樣的說法。這是一個神神叨叨的話題,說這種話的人連量子物理一根毛都不知道,卻硬要不懂裝懂大言不慚憑空臆斷,把自己那一套神鬼玄說往裡套,因此純屬扯淡。
“意識”導致波函式坍塌這是誰說的?量子力學大師們波爾、狄拉克、海森堡、泡利說過嗎?沒有。曾經與上述幾位大師為代表的哥本哈根派對著幹的愛因斯坦、薛定諤說過嗎?也沒有。那麼是誰說過呢?原來是想借量子力學招魂納幡死灰復燃的神鬼玄說,是某些宣揚“科學的盡頭是神學”的一幫子人咋呼的。
他們利用的是量子力學中一些奇異特性,如不確定性原理(測不準原理)、波函式坍塌、量子糾纏等與宏觀事物邏輯相悖的特點,把量子力學神秘化,往神學上引。
愛因斯坦與哥本哈根派之爭。關於量子力學的這些特性,在上世紀就已經有過一場大的爭論,這就是哥本哈根派與愛因斯坦為首的經典科學派之爭。愛因斯坦的觀點就是,他承認量子力學有其獨特的規律,但這個規律是可以認識的。所謂量子糾纏的鬼魅般超距作用和不確定性原理測不準定律、波函式坍塌等理論,實際上是量子理論的不完備性體現,是量子的一些現象裡面還有一些隱變數沒有被人們發現,通俗點說就是還有一些深層次的規律沒被認識。隨著科學進展,這些規律總會被認識的,這樣量子力學中的這些看起來無法捉摸的事情就會變得可以預測和了解。
愛因斯坦有一句名言,譯意是“上帝不會擲骰子”。這裡的上帝意指大自然規律,他認為自然規律不是抓鬮,而是有跡可尋的。愛因斯坦的鐵桿粉絲薛定諤堅定地支援他這個觀點,提出了一個“薛定諤的貓”來諷刺測不準定律。這個爭論持續到愛因斯坦和薛定諤逝世,也沒有結論。
“薛定諤的貓”就是所謂波函式坍塌的一個典型例子。波函式坍塌實際上也是不確定性原理的一個延伸,是微觀領域一種特別的現象。微觀領域物質都有波粒二象性,表現粒子在空間分佈位置和動量是以一定機率存在的,如量子力學的原子模型,電子就是以“電子雲”的方式佈滿原子核的周圍,這就是所謂的“波函式”。
但人們用物理方法對電子進行測量時,物質就會隨機選擇一個單一結果表現出來。我們用搖骰子打比,沒被觀測時,就像骰子在搖動的旋轉中,誰也不知道是什麼狀態,這是呈現的是波函式狀態,觀測時骰子就定下了,顯示出某個點子,所以就是“波函式坍塌”。
“薛定諤的貓”思維實驗就是這樣一個設定,他假定有一隻箱子,裡面有一隻貓和一瓶放射性物質,這隻貓的死活完全取決於這瓶放射性物質是否發生衰變,如果發生衰變,這隻貓必死無疑;如果不發生衰變,這隻貓就活著。
量子力學的觀點是當這個箱子沒有開啟前,這隻貓處於波函式狀態,誰也不知道這隻貓是死是活,只有在開啟箱子的那一剎那,波函式就坍塌了,貓就以明顯是死或是活的狀態出現。
薛定諤的原意是借用這個思維實驗,諷刺所謂“波函式坍塌”理論。薛定諤認為,人們開啟不開啟箱子,這隻貓的死活已經決定了,只是沒開啟前不知道而已。結論是:這隻貓的死活狀態並不是開啟箱子那一剎那決定的。
這是一個生活常識,是一般吃瓜群眾都知道的常識。如果投票,薛定諤的觀點一定會得到90%以上的支援率。但可惜的是,愛因斯坦和薛定諤都是用宏觀的一些常識和邏輯在套用量子領域的現象,後來證明他們是錯的。
事實上,當時哥本哈根派用“以子之矛攻子之盾”的方法,用薛定諤波動方程的“機率”分佈解釋“薛定諤的貓”。哥本哈根派認為,不進行觀測,在預設的粒子本徵態下薛定諤方程可以闡述粒子波動規律。但是在觀測下,波函式崩潰,粒子特性無法被認知。
德布羅意和薛定諤共同建立了波動力學以及薛定諤方程,是描述量子力學的一根支柱,為量子力學理論的建立起到了至關重要的作用。
由此薛定諤雖敗猶榮,他依然是量子力學重要奠基人之一。
最終證實愛因斯坦錯誤的是貝爾不等式。這是美國物理學家約翰·斯圖爾特·貝爾提出的一個數學不等式,該定理是一個有關是否存在完備局域隱變數的驗證理論。實驗表明了貝爾不等式不成立,說明不存在局域隱變數理論可以複製量子力學的每一個預測,也就是意味著愛因斯坦主張的局域實體論預測不符合量子力學理論。
其數學表示式為:∣Pxz-Pzy∣≤1+Pxy
這樣看來,愛因斯坦的確錯了,他們的錯誤根源是用宏觀的理論去套量子力學理論,而我們世界確實存在著量子領域與宏觀領域邏輯不同的特性。貝爾不等式結論得到科學界廣泛認同,從此,哥本哈根派勝出,波爾、海森堡、狄拉克、泡利等幾位大師級科學家成為量子力學正統理論的象徵。
粒子世界的微小,觀測必然擾動是量子特異表現的主要原因。現在的量子理論認為,不確定性原理主要是基於量子觀測過程受到的干擾。我們知道,在我們這個世界,尤其是人類世界,所有的觀測活動都需要光,不管多大的物體還是多小的物體,沒有光我們都看不見。
光是電磁波,包含無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等波譜,這些電磁波譜各波段除了可見光,都屬於不可見光範疇。
不確定性原理是描述量子世界粒子運動規律的,這個理論認為人們不可能同時知道一個粒子的位置和速度。這是因為粒子位置的不確定性,必然會大於普朗克常數,遵循不等式:
h為普朗克常數:h=6.62607015×10-34 J·s
在對微觀世界觀測時,人們不可能將粒子位置確定在比光的兩個波峰距離之間更小程度,這樣要精確的測出粒子位置,採用的光波越短越好。而波長越短的光能量就越強,如X射線、γ射線等,這些光照射到粒子上面,粒子獲得的動量就越大,導致測量的不確定性就越大。
測不準定律是粒子世界其他特徵的根源。而既然量子世界存在不確定測不準的特性,量子糾纏和波函式坍塌等一系列理論,就必然從中引申出來。因此可以認為,不確定性原理(測不準定律)是量子力學種種詭異現象的根源,波函式坍塌、量子糾纏的一些特性,都是源於這個前提的。
這個前提就是觀測必然對量子造成擾動,無法同時確定其位置和動量。
這與什麼“意識導致波函式坍塌”風馬牛不相及,毫不相干。
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5 # 物理愛好者R
“意識”導致波函式坍縮?誰說的?標準課本里面都講的是:測量導致波函式坍縮
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6 # 開心小魚
這個問題延伸到量子力學的邊緣之外了。
最主流的解釋,“觀察”導致波函式坍縮,意識不屬於科學。但是,再深入一層,“意識”導致波函式坍縮,卻正是量子力學和經典物理邊界的核心問題之一。
以下說的“觀察”,指用儀器記錄,拍攝,量子世界,波長不在人眼範圍,無處觀看。
老老實實從波函式說起。微觀粒子的運動狀態可以完備地用量子態表述,量子態是希爾伯特空間中的一個態向量。這個態向量就是波函式。在量子力學中,一個波函式可以完全定義一個微觀粒子的全部運動狀態。
當這個波函式不被“觀察”的時候,它如何用永恆存在的運動不斷演化呢?透過薛定諤方程,我們可以得知它的能量,動量,角動量,波長,波包資訊,振動頻率等等經典物理資訊。因此,量子態是一個確定的、連續變化的、由決定論方程嚴格預測的狀態函式。
但是我們“觀察”波函式時,我們看到的不是波函式,而是上面提到的這些可觀測量。每一個可觀測量都對應著一系列的本徵態和本徵值,觀察的結果就只可能是這些本徵值之一。
本徵值是對應可觀測量,可以產生確定觀察結果的量子態。本徵值由粒子的量子態與該本徵值對應的本徵態之間的“疊加率”所決定。本徵態也是一種量子態,是希爾伯特空間中的向量,每個本徵值對應著一個本徵態,這稱為波恩規則。
薛定諤方程向波恩規則過渡的過程,就是量子物理向經典物理轉化的過程,在這過程中,波函式轉化為了可觀測量,這就是波函式坍縮。
兩者的邊界在那裡按照經典的觀念,系統的狀態是獨立於觀察之外的。但是波函式坍縮卻告訴我們,觀察時,我們得到何種結果,系統的量子態就突變為這個結果的本徵態。這就說明了,波函式坍縮是與觀察相關的,不獨立於觀察。
由此,波函式的演化似乎分成兩種不同的模式,當我們不理它的時候,它滿足薛定諤方程,是確定的、連續的、么正的,當我們觀察它的瞬間,它會瞬間地發生隨機突變, 這個突變不但在觀察的瞬間發生,而且是由觀察什麼決定。觀察時發生了兩件事,第一,根據你觀察的可觀測量,會產生一系列本徵態的選項;第二,根據波恩規則,量子態從這些選項中選擇其一。
大眾廣為接受的觀點是觀察結果由觀察手段決定,但系統的演化也是觀察手段決定,這就非常的反我們熟悉的經典物理因果律了。
這也是波函式坍縮目前最有爭議的部分。
如果理解為觀察難免要對系統產生干擾,因而觀察就不可避免地改變系統的狀態。這個解釋最容易理解,但這個思維屬於典型的經典思維,不符合量子世界的特性。
如果說觀察“干擾且改變了系統狀態”,這就意味著在觀察前,系統已經有一個確定的,不屬於經典觀察結果的“狀態”了。反“不確定”原理?而且貝爾實驗也明確地表明,在滿足定域性的前提下,不可能存在一個確定的狀態。所謂“觀察干擾了系統的狀態”是反實驗結果的。
我不想推翻大師們任何的公設,因為它們都經過了千錘百煉的實驗。但是如果覺得矛盾,一定有錯誤,這個錯誤,應該是我理解的錯誤,而不是理論的衝突,那麼接著燒腦,繼續思考。
“意識”導致波函式坍縮的誕生量子力學告訴我們,是觀察改變了“量子態”,從態向量的角度看,量子態不但是可疊加的,而且是可任意疊加的。我們可以根據我們的計算方便,把它隨意地看作不同狀態的疊加。難道一個系統的狀態可以是隨著我們的意願變化的嗎?
那麼,意願產生結果,那是意識造就現實嗎?還是個純物理過程?
用物理機制詳細分析觀察過程的第一人是偉大的科學家——馮諾依曼。他試圖用物理過程解釋觀察結果 - 試圖將“坍縮”這個神秘過程用某種明確的物理過程消解掉。但是,從系統的“由本徵態組成的疊加態”這個起點,經由“系統與儀器的相互作用”、“觀察者介入並接受儀器指示”、到最終的“我們在意識中認知到某一個特定結果”這個終點,他發現過程中間是無法被完全消解的。
因為由薛定諤方程的線性性質就可以推匯出,在系統與儀器、儀器與觀察者之間的物理相互作用過程中,一切疊加態都將會保留下來。然而最後我們所意識到的觀察結果,卻是一個確定的、單一的結果。
因而經過他對觀察過程的詳細分析,他只能消解掉其中的物理部分,而那些未消解的部分,被他歸結為歸結為“非物理”,也就是意識。他說,坍縮大概是與意識有關的。這就是“意識導致波函式坍縮”說法的由來。
為什麼會誕生這樣的說法,因為現在的量子力學,還不能對整個物理過程做出準確而詳盡的描述。
目前量子力學主流的哥本哈根學派解釋是,態向量代表的不是物理狀態,而是我們的認識狀態 - 因為我們無法直接獲取微觀粒子的物理狀態。因而量子力學不描述系統的物理變化過程,而是描述我們對系統認知的更新過程。這就是所謂的“認識論波函式”,至於獨立於我們認知的系統“客觀狀態”,則是無需去考慮,毫無意義的。
它認為,微觀世界與經典世界不同,態向量適用於且只適用於微觀世界。而微觀粒子經過觀察把資訊傳遞給觀察者,就必然會在其中某一點“坍縮”為經典狀態。也就是說,在量子態的微觀粒子、和只能接受經典狀態資訊的我們,這兩者之間隔了一個“觀察”。在跨越量子經典邊界的時候,波函式就坍縮了。
與之相對的本體論波函式和隱變數理論這裡跳過,集中火力談“意識”論。
量子-經典界線到底應該在何處呢?哥本哈根學派對測量過程產生的變化不能精確,完備的詮釋,馮諾依曼,決定攻克這一問題。
他把測量過程當做一個具體的,連續的,沒有分界線的物理過程來進行詳盡的分析,而整個分析的起點,就是假設量子力學不但對微觀粒子有效,對宏觀的測量儀器乃至於觀察者同樣有效。也就是說,不存在所謂的經典世界和量子世界的邊界,它們都是由量子力學描述的。
他認為,測量不外乎是被測量的粒子和測量儀器之間的相互作用。這個假設非常合理,因為只有這種相互作用,才會發生粒子與觀察者的因果關係,從而使得粒子的資訊得以傳遞給觀察者。
在整個過程過程中,不存在所謂的“經典”儀器,一切儀器,包括我們的感官,都是由量子微粒構成的,因此它們全部遵從量子定律。
物理定律應該是普適性的,但這種普適性應該僅限於物質世界,也就是說,一切宏觀物質都是由量子微粒構成,因此我們必須假定即使是宏觀物體,也會遵循量子力學規律,所謂的經典現象,是大量量子微粒在一起顯示出來的綜合效應,是一種“湧現”的現象。
我們沒有理由相信量子力學對物質以外的現象也是普適的——對於精神和意識,沒有任何證據表明它們也滿足物理定律。對於意識而言,至今物理學還不敢說對它有一丁點的瞭解。因此,馮諾依曼斷言,一定是意識的原因。
意識是這整個鏈條中唯一的一個可以不遵守物理規律的因素。所以必定是意識導致了波函式的坍縮!意識是存在於物質之外的那個神秘的“觀察者”,因而它也就是波函式坍縮的唯一可能的罪魁禍首。
馮諾依曼對觀察做出了明確的分析和回答,但這個答案無可避免地讓意識直接決定物質世界了!
從多型疊加的量子態到單一確定的經典態,中間必然要經歷某種獨立於么正演化的第二類過程才可能實現,在馮諾依曼這裡,這個決定性的角色由意識扮演。馮諾依曼的詮釋仍然是某種哥本哈根詮釋,它只不過把原本無法確定量子經典邊界,明確地劃在了人的意識邊界處。
馮諾依曼在這個問題上的最大貢獻,是建立了一套具體的測量理論,把玻爾他們含糊處理的觀察過程用物理的手段進行了分析,並且這種分析成為後人進行量子力學詮釋問題研究的基礎,成為了後人得以站在他肩膀之上的那個巨人。
至於“意識坍縮”,他卻並沒有深入探討,而只是簡短地對此評價到,“坍縮發生在從儀器到被意識接受的時刻”。然而,他的整個分析過程,絕大多數是純粹的物理理論,而不僅僅是一個詮釋。
其他科學家總結到:
量子力學的規則是正確的,但是它僅對一種系統正確,也就是說是所有的物質世界。在此之外存在的外部觀察者卻不能被量子力學所描述,諸如人類(也許包括動物)的精神。正是這種外部的觀察者在它的大腦中展開的測量坍縮了波函式
求證按照馮諾依曼的邏輯,我們可以做一個思想推導:如果我們接受了“意識坍縮波函式”這種說法,那麼一個邏輯必然就是,意識不但是創造了宇宙的現在狀態,它還創造了宇宙的整個歷史!因為宇宙早期還不存在意識生物的時候,按照這種邏輯顯然是沒有什麼東西使它坍縮的,於是宇宙自誕生之日起就一直是一種模模糊糊,雲山霧罩的機率雲。
這種存在狀態一直保持到宇宙中第一個意識出現,它看了一眼宇宙,於是宇宙就坍縮成了現在這個樣子,包括它的一切歷史,從大爆炸到原子的形成再到星雲星系的整個演化,就都變成了現實。也就是說,在150億年的現在,一個意識看了一眼,就導致了150億年前,宇宙誕生了!
也即是說,現在,決定過去!
太荒唐了是吧,這裡,我們暫停一下,先來到一個著名的思想實驗-“魏格納的朋友”。
還是薛定諤的貓,但是在盒子裡,關上了一個人,這個人帶著防毒面具,一小時後,在我們開啟盒子之前,貓對我們來說是死是活?50%的機率,貓處於生於死的疊加態。但是,作為觀察者的朋友呢?他看到了什麼,那肯定是確定態,不同的觀察者,不同的狀態,這裡就產生了巨大的理論衝突。
這也是哥本哈根詮釋中二元對立的矛盾:決定論的波函式演化和突發的波函式坍縮之間的矛盾。玻爾們說從微觀系統到我們的觀察之間存在著某種量子-經典界線,導致了波函式的坍縮,但是他們也說不清楚這條界線到底劃在何處。於是,不同的觀察者就對這條界線的位置有了不同的解釋,於是矛盾就產生。
這個思想實驗,其實就是把馮諾依曼的測量因果鏈用一種非常形象的形式向我們表達出來了。馮諾依曼首次提出意識可能與坍縮有關,而魏格納隨後把這個論述具體化,明確化了。因而,持有“意識使波函式坍縮”這類觀點的詮釋,一般被統稱為“馮諾依曼-魏格納詮釋”(簡稱VW詮釋)。
物理學一直把意識排斥在科學之外,但是VW的詮釋卻顯然比哥本哈根的理論更加符合一個物理理論的特徵:它明確,沒有任何含糊空間,因而就更加容易被證偽。而反觀哥本哈根詮釋,它的模糊不清給了它隨意解釋的空間,面對任何實驗,它都可以隨意地變形從而逃過被證偽的命運,正如波普爾指出的,“不可辯駁絕非理論之善,而是理論之惡”。
VW明確認為沒有客觀世界,它是由我們的意識創造的!這種觀點,常識上過於極端,那麼的反科學,結果而只能是一種小眾理論。
VW同樣有缺陷,貓自己作為觀察者,那麼它就不會是不死不活了,直接自己給自己確定態。
沒多少科學家可以接受這說法,但是馮諾依曼是當代頂級科學家,位高權重,為了反擊,只有求助於更牛的物理學大師找反擊武器,誰呢?愛因斯坦的“隱變數理論”——找到隱藏在機率背後的真正的規律,在波函式的背後,仍然有更深層的現實和規律沒有被發現,波函式只是一個展現在我們面前的表象。
最為著名的,也是最接近成功的隱變數理論是德布羅意-玻姆理論,又叫做玻姆力學,哥本哈根詮釋中強調波粒的互補性,對量子系統而言,波動和粒子是兩種互補的性質,它們共同構成了系統的所有性質,然而卻同時是互斥的,不可能在同一個觀測中出現。而玻姆力學則強調波粒的共存。在玻姆力學中,除了波函式以外,每個粒子都像是經典粒子那樣,有著確定的位置和動量。在這裡,波函式不再是玻恩所詮釋的那樣,是一種機率波,而是作為一種真實的物理波存在。
但是,玻姆力學也不完美,因為經典物理的三個特性,它完美的支援了決定論和實在論,卻違反了定域性……
似乎一路說下來,全都是不完美或者有缺陷的理論呢?因為我們來到了科學之牆的邊緣,探討的是科學還未覆蓋的領域。
量子力學有多種學說,哥本哈根學派還不能精準解釋一切,因此,其他學說有其存在並且合理的緣由。
雖然“意識”導致波函式坍縮聽上去很荒誕,徹底反常識,但是費曼說過“誰要是懂量子力學,那麼他就是真的不懂量子力學。”
至於提問者,歪打正著,正好問到了量子力學最無法解釋的現象,哥本哈根詮釋的最軟肋之處,也或許,提問者就是一個新物理大師呢?
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7 # 覺主老刀
這都是從無良的偽科普媒體賬號裡看來的吧?沒有這樣的說法。
近似的說法是“觀測”導致波函式坍塌。所謂的波函式坍塌,也只是哥本哈根學派的一種解釋而已——在雙縫實驗中,你觀測它,它就是兩條細縫,你不觀測,那就是干涉條紋,我們的“觀測”影響了實驗結果。
這種詭異現象給物理學家幹蒙了——這束光咋知道我們看沒看呢?於是被各種莫名其妙的解讀,其中就包括了哥本哈根學派的解釋:光子在“空中”,其位置是無法被確定的,處於“量子態”,你觀測它,它的量子態就被破壞了,這就是所謂的波函式坍塌,從不確定的結果變成了確定的結果。
這個解釋衍生出後面的“測不準原理”,比如氫原子,裡面原子核跟一個電子,你不觀測它,永遠不知道電子位置,你觀測了,電子出現在任意位置,而且沒有任何規律可言,只能透過機率來繪製“電子雲”,來表示電子出現的機率,而無法確定它的具體位置。
因為科學家搞不明白,所以牽強的扯出了量子態的解釋,而所謂的“意識”,其實是觀測。和意識無關,不要 聽那些無良的自媒體瞎扯。
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8 # 光之嚮往
呵呵,剛看了一些所謂的專業回答很可笑,說別人別有用心,我看他們才真正別有用心。人類認識世界不靠意識靠什麼?靠科學儀器?科學儀器不是用人的意識去觀察嗎?有些人不知道是不是知識太多了變呆了還是太少了變狂了,量子力學一百多年了那麼多科學偉人都沒解決意識干擾問題就到你這問題都解決了?神經科學試圖解決意識難題到現在還是哀嘆:我們對大腦仍然一無所知!
意識難題本身就是宇宙難題,解決了也就解釋了一切存在。事實上,神經科學的研究已經表明,我們所有的認識都逃不出意識的牢籠,只是實證科學家們不願意承認而已。我們的意識被浸泡在大腦神經元資訊的海洋裡,從來都不曾離開過。而意識是我們唯一真正擁有和感受到的存在,也是我們唯一能夠確認的存在,其他任何物質的存在包括整個世界,本質上都只是作為資訊轉化為意識中的概念而已。也就是說世界本質上都是主觀的存在,雖然我們覺得有一個客觀在控制我們,但沒人真正接觸到那個客觀,我們不過如同監獄裡的囚犯(意識以及意識主體)那樣,聽著別人(神經元的資訊發放)生動地描述監獄外面的世界,就以為真的見到了世界,竟又可笑的認定自己不存在,自己是幻覺。意識的存在不可否定,也不是幻覺,否則科學對世界的認識就成了幻覺中的幻覺。再說幻覺也是與感覺等價的存在,不能用一個幻覺來抹殺感受的真實存在。你能說你被針扎的疼痛只是一個幻覺嗎?
至於說到量子力學,一些人的回答迴避了意識影響觀察的關鍵實驗:雙縫實驗,這才叫別有用心。雙縫實驗中,當我們不去觀察,即使電子一個個透過單孔然後再透過雙縫,最後觀察打在螢幕上的結果,就是干擾條紋。為什麼?因為電子根本沒有運動,而是如同遊戲那樣直接在我們的觀察點根據前後的狀況按照機率計算呈現渲染結果。當我們觀察結果時,電子由於沒有運動,所以必須呈現一個結果給我們的意識,於是電子就模擬之前透過雙縫的所有可能性(可能會透過兩個縫的任何一個),而這個透過兩個縫的可能性的機率計算之間就有了干擾,於是結果就呈現出干擾條紋。這就解釋了為何當我們想要在雙縫處觀察電子究竟穿過哪個縫時,電子就乖乖出現在那裡並使結果呈現我們理解的兩團電子光點,而沒有了干擾條紋。因為電子同樣沒有運動,直接按照機率計算從雙縫也就是我們的觀察點開始渲染,並以當前的狀況作為依據向後渲染出結果。由於當前不存在兩個縫的機率計算干擾,於是結果就不再有干擾條紋出現。
延遲的實驗也是如此,實際上延遲的實驗相當於在雙縫與螢幕之間創造了一個虛擬的螢幕,然後電子也是在這個虛擬的螢幕也就是我們的觀察點開始前後分別渲染。由於之前有透過雙縫的狀況,所以結果還是干擾條紋,但由於是虛擬螢幕我們無法看到。但是之後電子就按照當前的狀況,也就是不再有雙縫干擾的狀況來向後渲染結果,於是最終看到的就是我們能夠理解的正常結果:沒有了干擾條紋而是兩個電子團。以上是我個人原創的解釋,之前我沒看到過別人如此解釋,如果認為不對請來批評指正。本人只想要真相,而不是如某些人很害怕別人知道真相。
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9 # 天外之天
意識肯定可以導致部分量子的疊加態坍縮。否則,談何意識改造世界?但是,不是所有的量子的疊加態坍縮都有意識的參與。否則,月亮在沒有人看它的時候就真的不存在了。
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10 # 貓几几
首先意識導致波函式本身說法不完全正確,嚴格的講,是測量導致波函式坍縮,測量是人等有意識的生物作的,因此有說法是意識導致了波函式坍縮,但這裡的測量是不是就等同於意識,還存在很多不確定性。近期的量子力學研究表明,波函式在坍縮前是有跡象的,並且可以人工干預。
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11 # 緣督致經
《精神與意識》
能量的精神態,即能量的超越感官感知,又統馭感官感知的存在。
其本質上,仍遵從能量根本規律,或著叫道。
意識作為能量態的一種,以不同方式對能量其它態,產生主導作用。
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第一,並沒有所謂的“意識”,使用這個詞是某些人的“別有用心”
科學是唯物的,在物理學的世界裡,這個宇宙是客觀的,不存在意識對客觀的影響。物理定律就是人類對於客觀規律的主觀表達,這裡面,客觀規律是固定的,只存在表達的是正確和錯誤的問題。
所以說,我們的物理定律有可能是錯誤的,因為沒有正確描述客觀規律。不存在主觀能夠影響客觀規律的情況,如果存在,則物理定律就不是唯一的,這個世界也就不存在規律可言。畢竟,你、我、他的主觀意識都不一樣。但很顯然,規律是客觀的,不以任何人的意志為轉移。
是誰用“意識”這個詞來說明是波函式塌縮也就呼之欲出了,他們的意圖很明顯,希望用科學來證明自己的學說是正確的。
然而非常遺憾的是,不論有多少人參與實驗,一個實驗條件確定的實驗,其結果都不會被改變,哪怕實驗現場的所有人約定好用意識去改變實驗結果,也做不到。這足以證明,意識拿客觀現實毫無辦法。
第二、波函式塌縮是一種數學語言的表述其實我們也不要弄些數學名詞來故弄什麼玄虛。以電子為例,它是一個實實在在的粒子,不論什麼時候它都是一個實實在在的粒子,不會因為任何原因被砸碎變成一團雲霧。但粒子有可能出現在空間中不同位置的機率可以用一個時空座標的函式模的平方來表示,這個函式就叫做波函式。
但我們把原子外面的電子會形容成電子雲,這其實是由於測量手段的限制,任何手段對電子的探測都是一個在時間上積分的量,或者說是一個累加量,更直白點說,就是任意一刻鐘的底片的疊加,這個疊加後的圖形像一團雲霧。
所謂的波函式塌縮的意思,其實就是那個值瞬間變成了一個確定值,而不在是一個機率。或者說電子出現在固定的位置上了。用一個比較恰當的比喻就是,波函式就是拋到空中的硬幣,每一面朝上的一個機率分佈,塌縮就是指這個硬幣掉地上了,機率不存在了,變成確定的了。
這裡沒意識什麼事。
第三、物理學上是“觀測”使得波函式塌縮“觀測”這個詞其實是物理學上的一個專有的名詞,這個觀測不是說我們用眼睛去看,你看電子也沒用,看不見。物理學上的觀測其實指的是用另外一個物質去與被測粒子發生相互作用,然後測量這個相互作用。
另外一個物質是什麼呢?可以是一束光,也可以是其它的電子,那麼接下來怎麼去測量這個相互作用呢?
如果是用另外一個電子與被測電子發生相互作用,那麼它們之間唯一的可能就是“碰撞”沒有其它。我們可以用法拉第筒來觀測碰撞後的電子數、碰撞後電子的出射角度;也可以用磁場來測量出射電子的動量。
毫不意外的是,只要你去測量,就會影響到被測電子的運動,電子的行為就被確定下來,而在這之前,它是怎麼樣,我們是不知道的。一旦確定下來,這個過程就叫做塌縮。
所以從物理學上說,使波函式發生塌縮的作用不是意識,而是物質之間的相互作用,是測量這個行為導致的,這裡同樣沒有意識什麼事。
結束語——物質決定意識不管怎麼樣,量子力學也是物理學的一個分支,這裡面壓根就沒有“意識”什麼事。這裡我可以對那些宣傳所謂“意識”使波函式塌縮的人下一個挑戰書——請用意識改變陰極射線管(或飽和蒸汽室)中的電子軌跡。
這個實驗非常容易做,而且很容易控制電子的數量,成本也不高。只要他們能在實驗中用意識移動一個電子,我就確定意識的存在,並且傾盡餘生幫他們宣傳他們理念。
想挑戰的,樓下報名。