緣起

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

我又發(fā)現(xiàn)他們提出這樣的問題和近些年流行的兩篇朱清時先生的文章有關(guān)。最早的一篇文章是談弦論與佛學的關(guān)系的，標題是《物理學步入禪境——緣起性空》，已經(jīng)有八年了。前兩年，又有一篇特別標注為“朱清時院士”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，我回答說不要信。

我寫這篇文章的出發(fā)點就是回答這兩個問題：量子世界觀和佛教世界觀是否相似？量子力學是否支持人類靈魂的存在？我這里先說出我的結(jié)論，量子力學是量子力學，佛學是佛學，也許我們可以從哲學的角度探討兩者之間的相似性，但兩者確實是獨立無關(guān)的。并且，量子力學并不支持靈魂存在，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》（以下簡稱《客觀》）一文中的兩個主要觀點：一，沒有意識就沒有客觀世界；二，靈魂就是量子信息。

沒有意識也會有量子世界

《客觀》文中先說沒有意識就沒有客觀世界，又說客觀世界并不存在。

我先引用一下朱清時先生的主要論點之一，他說：

“量子力學就像說你的女兒既在客廳又不在客廳，你要去看這個女兒在不在，你就實施了觀察的動作。你一觀察，這個女兒的存在狀態(tài)就坍縮了，她就從原來的，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。所以量子力學怪就怪在這兒：你不觀察它，它就處于疊加態(tài)，也就是一個電子既在A點又不在A點。你一觀察，它這種疊加狀態(tài)就崩潰了，它就真的只在A點或者真的只在B點了，只出現(xiàn)一個?！弊詈螅贸鼋Y(jié)論：“所以波函數(shù)，也就是量子力學的狀態(tài)，從不確定到確定必須要有意識的參與，這就是爭論到最后大家的結(jié)論?！彼€說：“意識是物質(zhì)世界的基礎，意識才使物質(zhì)世界從不確定到確定?！?

當然，用“你的女兒”作為被觀測對象是為了形象以及夸張，事實上，在量子力學中，微觀客體才會處于量子態(tài)中，比如一個原子。而幾乎所有宏觀客體并不處于量子態(tài)，原因很簡單，因為一個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，其實就是類似朱先生說的“觀察”，宏觀客體一旦與別的物體接觸，就不會處于量子態(tài)中，特別地，不會處于“既在客廳又不在客廳”這種量子疊加態(tài)中（在客廳是一個量子態(tài)，不在客廳是另一個量子態(tài)）。

其實，要將你女兒置于既在客廳又不在客廳這種狀態(tài)，實驗物理學家現(xiàn)在還做不到，因為只要空氣或者其他類似的環(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，不會在客廳又不在客廳。為什么會這樣呢？我們稍后解釋。

《客觀》將人的意識拔高到只有意識才會造成量子態(tài)的崩潰，這是第一個誤導。假如只有意識才能造成“波函數(shù)塌縮”，那么我們真的會懷疑沒有意識確實沒有客觀世界。

接下來，我們仔細討論一下意識與物質(zhì)世界的關(guān)系。

朱文的一個中心論點是物質(zhì)世界與意識不可分開，也就是說，沒有意識就沒有物質(zhì)世界。如果他是對的，倒是一勞永逸地解決了宇宙學家的一個終極問題：我們這個宇宙中為什么存在意識？因為在他看來，意識必須存在，否則就沒有物質(zhì)世界。是先有意識才有物質(zhì)世界，所以，如果你問我們這個世界為什么存在意識，你就沒有學會量子力學。

事情有這么簡單嗎？當然沒有這么簡單。

在物理學中，當我們談論一個客體時（比如一個電子，一只貓，或“你的女兒”），我們要為這個客體賦予一些量。我們談電子好了。電子有三個最重要的量，第一個是質(zhì)量。不論意識去不去測量，電子的質(zhì)量是固定的，大約是10 的負27次方克； 其次是電荷。怎么去測量電子的電荷呢？很簡單，讓一個運動的電子穿過磁場，看電子路徑的彎曲程度就能測量它的電荷了。同樣，不論我們?nèi)ゲ蝗y量這個電荷，這個電荷永遠不變。電子的第三個重要性質(zhì)是自旋，它就像一個小陀螺。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，朱文認為量子力學起作用了。當我們不去測量電子的位置和速度時，電子位置是不確定的，也就是說，電子是這么一個古怪的粒子，它可以同時處于不同的位置。這正是量子力學與經(jīng)典力學的不同之處。

電子可以同時處于不同的位置不等于電子不存在，或者，當我們不去測量它的位置時，不等于說電子不存在。只能說，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、電荷以及自旋與測量無關(guān)，我們就沒有理由說沒有意識它就不存在。我們只能說，不測量一個電子的位置時，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電子，這是永遠不變的，一千億億億個電子不會憑空消失，甚至連一個電子也不會憑空消失。

至于朱文的客觀世界的概念，大約還包含每個電子在一個給定時刻的位置，而我們恰恰認為，這是古典物理學給我們帶來的錯誤認知，電子，以及任何其它基本粒子，就不是古典物理學世界中的那種粒子，必須在給定時刻有一個固定的位置。

我們在上面以電子為例談了量子世界與古典世界的同與不同。我們接著談，測量和意識到底是個什么關(guān)系？為什么測量會讓電子的位置顯示出來？

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，我們觀賞櫻花，櫻花當然就被看到了。我們不觀賞櫻花，櫻花還在那里，與你看不看無關(guān)。這是為什么呢？

看櫻花，就是一種測量。測量，在現(xiàn)代物理學里，是兩個系統(tǒng)糾纏。比如我去稱體重，我的身體就和體重秤糾纏起來了。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，這形成了一個測量。

再比如說，我們將一個電子打到一個熒屏上，熒屏的一個地方亮了，我們就得知電子的位置在那個地方。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。即使沒有人去看，這個糾纏也是存在的。有了人去看，不過是有人確定地看到了這個糾纏。

現(xiàn)在的情況是，三個系統(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，這三個系統(tǒng)不過是糾纏在一起，并沒有誰先誰后的問題，也沒有哪個系統(tǒng)更重要的問題。我們還可以類似地推論下去：人眼接收到光子，在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生電信號，通過神經(jīng)網(wǎng)絡進入人的大腦……這個鏈條可以很長，最后，才是人的意識。

現(xiàn)在問題來了，當我們談論意識時我們究竟在談論什么？在人類揭開意識之謎之前，我們只能模糊地談論意識。比如說，一只猴子有意識嗎？如果有，那么猴子也可以意識到電子的存在，只不過它不知道電子是個什么概念。如果猴子沒有意識，那么，在智人出現(xiàn)之前，電子就不存在？我估計即使一個學佛的人，也不會接受這個觀點：在智人出現(xiàn)之前，電子不存在，地球不存在，太陽不存在.......

接下來我再談談為什么當我們測量電子的位置時，電子的位置就是固定的。其實，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，使得熒光屏的一個原子被激發(fā)從而發(fā)光。電子能同時讓兩個地方發(fā)光嗎？不能。這是因為電子是個基本粒子，它與原子發(fā)生作用時只能是局域的。我們現(xiàn)在明白了，為什么當我們用熒屏測量電子的位置時，它的位置就會被固定下來，只是，量子力學告訴我們，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)，只能在一個地方出現(xiàn)。

量子力學的世界是個神奇的世界，這個世界再神奇，也不會神奇到?jīng)]有意識就不存在。它只是告訴我們，一個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，更不等于沒有意識電子就不存在。否則我們會問一個悖論性的問題：在人類出現(xiàn)之前，宇宙存在嗎？

量子力學還有一個特點，就是當一個系統(tǒng)很大時，這個系統(tǒng)表現(xiàn)得像古典物理中的系統(tǒng)。例如，當我們談論薛定諤的貓時，盡管原則上貓可以同時處于生和死的狀態(tài)，但由于貓?zhí)罅耍埻ㄟ^呼吸和空氣發(fā)生作用，或者貓的身體和外界接觸，貓就會肯定地處于生的狀態(tài)，或肯定地處于死的狀態(tài)，幾乎不會同時處于生和死的狀態(tài)。在量子力學中，與這個現(xiàn)象相關(guān)的術(shù)語叫退相干：一個系統(tǒng)如果和一個特別大的系統(tǒng)接觸后，這個系統(tǒng)會很快地選擇一個我們熟悉的古典狀態(tài)，而不再同時處于兩個量子態(tài)的疊加之中。薛定諤的貓要么生要么死，同樣，當我們測量電子的位置時，由于熒屏是個很大的系統(tǒng)，電子會很快處于一個固定位置的狀態(tài)。

以上的道理也解釋了貝志城院子里的櫻花本來就開在那里，因為有空氣，有陽光，有土地，與我們看不看無關(guān)。

沒有人類的測量，量子態(tài)也會退相干，也就是會塌縮，所以，朱文的主要結(jié)論之一“所以波函數(shù)，也就是量子力學的狀態(tài)，從不確定到確定必須要有意識的參與，這就是爭論到最后大家的結(jié)論?！辈⒉徽_。