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意识从何而来?量子力学与意识有关?意识能影响客观世界?

2022-03-10 18:12 作者:探索宇宙科普  | 我要投稿

如果有人告诉你,意识有可能直接影响客观世界,你会有什么感觉?一直以来,科学一直都和“人的意识”是泾渭分明的,这是因为科学理论是客观地描述自然现象,而“人的意识”则是主观的,两者本不该有任何联系。要想影响客观世界,必须要通过具体的行为才能做到。脱离了行为,仅仅靠意识是没有办法改变这个世界的。比如:你在漆黑的房间,突然想象了一下房间明亮的画面,但这仅仅是你的意识,房间不会因为你的意识从而真的明亮。所谓客观世界不以人的意志为转移,其实讲的就是同样的道理。但是这个观点直到人们开始研究微观世界,才慢慢发现有问题。20世纪初,物理学家普朗克在研究黑体辐射时,提出了著名的普朗克公式,以及创立“能量子”的概念,正式拉开了量子力学的序幕。普朗克对量子的定义有这样一种描述,量子并非是一种具体的微观粒子,而是一种思想。

我们在日常生活中,描述一个物体运动时,通常会使用一些常见的物理量来描述,比如:速度、路程、质量、时间等等,这属于经典物理学的描述框架。在微观世界当中,这一切都变了。举个例子,在平时,我们很容易知道自己的具体位置,步行的速度,以及接下来要去到的地方。但如果你是一个电子,那么这一切你都是不知道的,你甚至连自己接下来要去到哪里也是一无所知的。为什么会这样呢?因为在量子力学的认知中,一切事物都可以同时处于不同的状态之中,某一事物的结果会在你看到的时候呈现出来, 这样的看法很颠覆三观,这意味着“人的观测”影响了客观事物的状态,进而影响了科学理论。当时很多科学家是持反对意见的,其中就包括爱因斯坦,薛定谔等人。爱因斯坦甚至多次和波尔展开论战,还说出了那句大名鼎鼎的“上帝不掷骰子”。

为了验证这个说法,科学家做了一个非常经典的实验,那就是双缝干涉实验,正是由于这个实验,量子力学才被人们所接受。1961年,科学家进行了双缝干涉实验,用一个光子发射装置对准双缝发射,假如光子是由粒子组成,那当它通过双缝后呈现在屏幕上时就一定会留下两道杠,假如光是由纯波组成,那么屏幕上就会留下如斑马线一样的多道条纹,根据波动理论,当水波穿过缝隙时,波与波之间会相互叠加干扰,这样就会形成斑马线状。第一次实验把光子发射装置对着双缝发射,一粒一粒地发射出去,结果出人意料,得到的是一条斑马线,但是光子分明是一粒一粒的发射出去的,每一个独立光子穿过缝隙并不会出现水波一样的干扰,为什么还会这样呢?难道是光子在穿过缝隙的时候分裂成了两个?第二次实验把光子发射装置切换到点射模式,虽然每次只发射一个光子,但是经过一段时间的积累还是出现了干涉条纹,这让人百思不得其解,明明两个狭缝只有一个狭缝有光子,那这个光子是在和谁进行干涉呢?难道它是在和自己干涉吗?

于是在1974年科学家梅里做了升级版双缝干涉实验,这次他在屏幕前加装了两个摄像头,一左一右排开,为了观察光子是否真的分裂了,然而诡异的事情就发生了,当安装了感应装置之后,再次进行双缝实验时,他们惊奇的发现,粒子的干涉条纹消失了,不管发射了多少个粒子,它们都只表现出粒子性。而当研究人员移除了感应装置,粒子的干涉条纹马上就又出现了!这个实验的结果让科学家非常困惑,一时间科学界也没有人能解释其中的原因。梅里又进行了无数次试验,结果依然不变。光子就像是有意识一般,会根据梅里是否观察调整自身状态。我们已经不能再把人的意识独立于客观世界之外,意识本身也很有可能会影响到客观事情。这便是量子力学中的观察者原理。既然你观测了,就会引起叠加态的坍缩,并看到一个确定无疑的结果。这就是粒子叠加态的诡异特性。

其实能证明这一点的还不止以上实验,出名的还有薛定谔的猫。薛定谔的猫这个思想实验室这样设计的,把一只猫放到一个不透明的箱子里面,同时在箱子里存放射性元素镭、一把锤子和一个毒品。如果镭元素衰变,就会激发锤子把毒品敲碎,于是毒气释放后猫就死了,当然了,如果没有衰变,猫则安然无恙。以传统的观念来看,我不翻开这个箱子,里面的猫要麼死要麼活的。但是以量子物理的观念来看,假如我不去观测,那麼猫就是既死又活的。但是现实生活中,我们从来没见过一只既生又死的猫处于生死叠加态,我们根本无法理解,所以很多人就认为这是一种极度谬误。其实叠加态在宏观世界的确显得荒谬,但是在微观世界却是一个再寻常不过的状态。

通过以上实验不难看出,我们看到的结果其实是由于我们的“观察行为”导致的。所以这就带来一个问题,到底我们的意识和微观世界有什么关系?其实就目前的主流科学家认可度而言,意识还是独立于客观世界而存在的,也就是说意识的参与并不能直接影响到微观世界的演化进程,但是无数次实验又告诉我们,一旦去观察微观粒子,那么你的观察行为会不可避免影响到被观察的微观粒子,所以我们也默认了一个事实:观察的确会导致微观粒子的运动状态发生改变。但是这里还有一个问题,宇宙大爆炸的时候,万事万物还没有完全形成,但是微观世界肯定是已经存在了,也就是说人类还未诞生前微观世界就已经存在了,微观世界在先,人类再后,所以说如果人的意识真的可以直接作用于微观世界,那么人类诞生之前的微观粒子,又是由谁来主导呢?

说了这么多,其实我只想告诉大家,就目前来看,我们还很难证明人的意识和微观世界的演化有直接关系,也就是说人类的意识还无法直接作用于微观世界产生一些具体的影响,希望大家一定要搞清楚目前量子力学的确还是独立于人的意识之外而存在。但是这并非说意识和量子力学没有任何关系,因为当人类借助仪器去观察微观粒子的瞬间,微观粒子的确会改变自己的运动状态,当人类不去观察它,微观粒子又将自己的状态恢复到原来的模式,所以人类意识虽然无法直接作用,但是却有一种间接的作用,这个间接的作用到底是啥?目前还不清楚,或许量子力学继续发展,未来某天能揭晓这个答案。


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