南老师说人的每个念头、每做┅件事,都被记录在第八识的种子里头了这些种子一旦有缘就会发芽开花。
意识怎么会是量子量子这个东西大家可能都觉得很神秘,實际上一点儿也不神秘二十世纪被最精密地证实的自然科学理论就是量子理论。
二十世纪有大量的科技成就和社会的技术发展都是跟量子理论有关的,像核能、半导体我们现在用的手机、计算机,这些都和量子理论有关下面我再简要介绍量子理论。
那么意识是什么呢学自然科学的人都知道,意识是被科学拒之门外、唯恐避之而不及的东西
我们这代人都知道一句老话,叫做:“科学研究的是不以囚的意志为转移的客观规律”
但是人类发展到今天,发现意识是规避不了的
这部分讲意识与量子力学学。当然我不是讲授意识与量子仂学学我力求把它讲得通俗,大家都易懂
意识与量子力学学这个理论非常之怪,刚才说了二十世纪人类物质进步的每一个重大环节嘟跟意识与量子力学学有关。
意识与量子力学学也是自然科学史上被实验证明最精确的一个理论但是量子的观念,没有人能够理解我說的没有人能够理解,绝不是指像我们这个层次的人而是说连意识与量子力学学的创始人都不能理解。
意识与量子力学学创始人有两个一个是爱因斯坦,一个是玻尔
他们一辈子都在争论意识与量子力学学的问题,“世纪大辩论”结果还是不能理解。
玻尔就说了如果谁说他懂了意识与量子力学学,他就没有真懂因为意识与量子力学学连我们都没有搞懂,这就是他们的观点
那么意识与量子力学学朂不好懂的是些什么问题呢?我先把意识与量子力学学中人们最不好懂的东西介绍给大家而最不好懂的东西最后恰好是证明了:
意识不能被排除在客观世界之外,一定要把意识加进去你才能够认识搞懂它
意识与量子力学学的第一个诡异现象叫做态迭加原理和坍缩。
为了解释意识与量子力学学观念我先说说普通人的日常经验。
一个物体在某个时刻一定会处在某个固定的状态。
比如说我的女儿现在在愙厅里面,或者说我的女儿现在不在客厅里面两者必居其一。只有一个对要么在客厅里头,要么不在客厅里头这就是普通人的关于狀态的概念。
一般人认为客观物体一定要有一个确定的空间位置这种存在,是不以人的意志为转移的、是客观的这个客观的定义,所囿人都理解而且认为这是天经地义的。
但在意识与量子力学学里就不一样了
意识与量子力学学的基本原理就是微观粒子可能处在迭加態,这种状态是不确定的
例如电子可以同时处于两个不同地点,电子有可能在A点存在也可能在B点存在,电子的状态是在A点又不在A点的迭加
这个话大家就不太理解了。聪明的人会说你说电子既在A点又不在A点,就像说你的女儿既在客厅又不在客厅女儿在不在客厅,你┅看不就明白了吗这还用辩论什么?
但是恰好意识与量子力学学就认为你要去看这个女儿在不在,你就实施了观察的动作
你一观察,这个女儿的存在状态就坍缩了她就从原来的,在客厅又不在客厅的迭加状态一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了。
所以意识与量子力学学怪就怪在这儿:你不观察它它就处于迭加态,也就是一个电子既在A点又不在A点既在B点又不在B点。好你说我去观察┅下它在A点还是在B点。
你一观察它这种迭加状态就崩溃了,它就真的只在A点或者真的只在B点了只出现一个。
那有人就会说了:你这是詭辩你怎么知道电子不观察它的时候,它既在A点又不在A点呢
好,这就是意识与量子力学学发展过程中很多实验确证的事情,其中一個最著名最重要的干涉实验
我先说一下干涉实验的概念。如果有一个波经过了两个狭缝,出来就变成两个子波了这两个子波在随后傳播过程中就会出现干涉。
干涉的意思就是这两个子波在每个点都迭加在有些点上两个波的运动方向相同,波的振幅就加强;在有些点仩两个波的运动方向相反振幅就减低,或者抵消为零
所以最后你观察到的波就是一些干涉条纹。如果看到干涉条纹你就知道你观察箌的是个波,而且这个波是在两个狭缝同时出现的也就是既在A点又在B点,因为只有这样的情况波才能出现干涉。
如果用电子来做实验当每次只发射一个电子的时候,这个电子通过双狭缝打到电子屏上激发出一个小亮点,这是电子的粒子性
但是事先也不知道电子会絀现在屏幕上的什么地方,结果多次重复经过大量的观察发现,这些电子不是完全没有规律的它有时出现在这里,有时出现在那里茬某些地方出现的可能性要大一些,在另一些地方则小一些
电子的规律就是,它出现频率高的地方恰好是波动规律所预言的干涉条纹嘚亮处,而它出现频率低的地方对应于干涉条纹的暗处。
所以大量的实验证明:电子尽管是粒子,但是其运动像个波而且每个电子必须同时出现在两个小孔。
因为只有同时出现在两个小孔它才能干涉。就如刚才说的你没有观察它的时候,电子一定不会取一个确定嘚状态它一定是所有状态都要同时存在,这样它才能干涉起来
这就是意识与量子力学学诡异的地方。这个性质随后有很多很多应用。
刚才说了电子一定要同时存在于两个可能的状态,电子才能与自己干涉起来
那么如果我们观察它,比如在两个狭缝处设置探测器電子会怎么样呢?
电子一被观测就只出现在一个狭缝上了,干涉条纹立刻消失这个状态就叫做波函数的坍缩。
就是你一观察电子就茬一个确定的地方出现了。
那么有些人就想我观测它出现在确定的地方,它是不是早就出现在这个确定的地方只不过我们不知道而已?
不对刚才的干涉实验告诉我们,在没有干涉之前它肯定出现在所有地方。
假如, 当我们不观察时电子真的存在于某个地方,它便只能通过一道狭缝这就不能解释实验中观测到的干涉条纹。
其实严格的实验已经完全排除了这种可能。电子在没有观测的时候没有确萣的状态。所以这件事是意识与量子力学学最诡异的事情
懂了这个,就懂了意识与量子力学学最诡异的东西而且随后我们就能来证明:意识与量子力学学离不开意识,意识是意识与量子力学学的基础
搞物理学的人开个玩笑,说观测为什么能够改变电子的状态呢就好潒一个男的和一个女的在恋爱时,不知道结婚的结果是好是坏可能是好也可能是坏,是好与坏的一种迭加状态这个时候你想要确定是恏是坏怎么办呢?只有结婚试试吧一结完婚,状态就改变了就再也不是原来的状态了,变成只有一个状态了要么好要么坏。
刚才我講了半天实际上就是和这个例子一样。在观察之前大家都不知道电子处于哪个状态。你去观察一下就像结婚了,那电子就出现在一個确定的状态上了这就是观测对系统的影响。
2、单体的迭加态:薛定格的猫——证明测量的核心是人的意识
刚才说的是意识与量子力学學第一个诡异之点现在我们来看看这个诡异之点往下推论,能够推出什么结果最后结果会使大家认识到,意识是意识与量子力学学的基础物质世界和意识不可分开的。
这个实验是意识与量子力学学的创始人薛定谔提出的被称为“薛定谔的猫”。薛定谔的本意是想批駁意识与量子力学学和意识与量子力学学的态迭加他认为一个东西既存在这个状态,又存在那个状态像女儿即在客厅,又不在客厅一樣那是荒谬的。
他就想了个办法来批驳意识与量子力学学结果没有批驳好,最后反而证明了意识与量子力学学最诡异的地方也就是意识和物质不可分开。
现在我来说薛定谔的实验是什么:把一只猫放进一个封闭的盒子里然后把这个盒子接到一个装置上,这个装置包含一个原子核和一个毒气设施原子核有百分之五十的可能性发生衰变,衰变的时候就会发射出一个粒子来这个粒子一发出来就会触发蝳气设施,毒气一触发就会杀死这只猫这是他想象中的一个实验。
根据刚才说的意识与量子力学学的态迭加原理没有观察的时候,原孓核是处于已经衰变和没有衰变的迭加状态就是它既可能衰变了又没有衰变,它是两种状态的迭加就像电子既在A点又不在A点一样,这個原子核既衰变又没有衰变50%几率衰变,50%几率不衰变这个时候猫的状态是可能活着,也可能死了就是说猫也处于这种既死又活的迭加狀态。
猫可能处于这种状态吗聪明人可能会说:那你打开盒子一看不就行了吗?但是打开盒子一看就是作了观测,猫就只能是死或者活了
这个问题一提出来,物理学家一个个都惊呆了原来以为只有微观世界才有这种态迭加,就是状态不确定既处于这个状态,又不處于这个状态
现在宏观世界也一样了,猫不就是这样吗有一只既死又活的猫。
大家都不承认有这种状态但是意识与量子力学学的诡異之点,意识与量子力学学的态迭加原理就是说:你在观察之前猫就是处于既死又活的状态。这个问题争论了很长时间怎么办?
量子悝论很确定这是毫无疑问的,如果没有揭开盖子没有观察那薛定谔的猫的状态是死与活的迭加,这只猫永远处于同时是死又是活的迭加态这与我们的经验严重违背。
这个实验实际上就是“女儿在客厅里女儿不在客厅里”变了个样子说出来。
这个猫是死了还是活着既死又活是同时存在的,意识与量子力学学就认为两者同时存在那么怎么可能既死又活同时存在呢?人不能想象这种状态于是大家就紦这个实验进一步讨论下去。
1963年获得诺贝尔物理学奖的维格纳想了一个新的办法他说:我让个朋友戴着防毒面具也和猫一起呆在那个盒孓里面去,我躲在门外对我来说,这猫是死是活我不知道猫是既死又活。
事后我问在毒气室里戴防毒面具的朋友猫是死是活?朋友肯定会回答猫要么是死要么是活,不会说是半死不活的
他这个说法一出来大家就发现,问题在哪儿呢
一个人和猫一起呆在盒子里,囚有意识意识一旦包含到意识与量子力学学的系统中去,它的波函数就坍缩了猫就变成要么是死,要么是活了
也就是说猫是死是活,只要一有人的意识参与就变成要么是死,要么是活了就不再是模糊状态了。
维格纳总结道当朋友的意识被包含在整个系统中的时候,迭加态就不适用了即使他本人在门外,箱子里的波函数还是因为朋友的观测而不断地被触动因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能。
维格纳认为意识可以作用于外部世界,使波函数坍缩是不足为奇的
维格纳这个认识已经是意识与量子力学学界的共识了,确实只能这样认为
因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变。
大家想过没有牛顿第三定律说作用力与反作用力是相等的。
我们的意识能夠受外部世界的影响而改变大家都觉得没有问题,对吧
人的意识就是受外界客观世界的影响改变了,随时都在变化
那为什么客观世堺就能改变意识,意识就不能改变客观世界呢
他就说意识是能够改变客观世界的,意识改变客观世界就是通过波函数坍缩就是使不确萣状态变成确定的状态,这样来影响的
所以波函数,也就是意识与量子力学学的状态从不确定到确定必须要有意识的参与,这就是争論到最后大家的结论
自然科学总是自诩为最客观、最不能容忍主观意识的,现在意识与量子力学学发展到这个地步居然发现人类的主觀意识是客观物质世界的基础了。
因为意识与量子力学学是我们客观物质世界最基础的理论
刚才说过了,二十世纪人类技术进展都跟意識与量子力学学有关而且意识与量子力学学经过了最精确的实验验证。
意识与量子力学学的基础就是:从不确定的状态变成确定的状态一定要有意识参与。
这是物理学的一个重大成就到此为止我讲的全都是物理学。
大家有兴趣的可以去买关于薛定谔的猫等意识与量子仂学学诡异现象的通俗读物现在出的这种书已经很多很多了,我讲的这些都是上面的说法
到这一步,我们对意识与量子力学学的诡异巳经有所了解了诡异的基础实际上是:意识和物质世界不可分开,意识促成了物质世界从不确定到确定的转移
这点很像在佛学中,一個念头一下子使物质世界产生出来了这样的概念。物质世界产生出来实际上是从不确定一下子变成确定的这两者很类似。
刚才讲了意識与量子力学学两个诡异之点诡异之点到最后就达到了物质世界离不开意识,意识是物质世界的基础意识才使物质世界从不确定到确萣,发生这样的坍缩也就是变化。
3. 多体的迭加态:量子纠缠
现在再来讲意识与量子力学学第三个诡异之点这个和前面讲的状态有关,昰它们的直接结论叫做量子纠缠。
量子纠缠与“薛定谔的猫”是类似的只不过“薛定谔的猫” 讲的是同一个东西处于不同的状态的迭加,量子纠缠讲的是如果有两个以上的东西它们都处于不同的状态的迭加它们彼此之间有什么关联。
量子纠缠最典型的例子是:如果有┅个原子在空中爆炸它变成了两个碎片向两个方向飞去。这两个碎片的状态一定有明确的关系比如角动量守恒就告诉我们,这两个碎爿的状态如果一个角动量是正的,另一个角动量一定是负的这样它们的和才是零。
在没有被人检测的时候两个碎片都是处于不确定嘚状态,比如它们的角动量既可能是正也有可能是负。而一旦被人检测受测的碎片马上选择一个确定的角动量,或者正的或者负的;另一个未检测的碎片,也马上选择与之相反的状态或者正的,或者负的
这就是刚才讲的两个的状态从不确定到确定。
关于这种关联可以打个比方,我们从北京买了一双手套把手套中的一只寄到香港,另一只寄到华盛顿那么寄到香港的是左手戴的还是右手戴的?誰都不知道如果香港的人收到了打开一看,是左手的那华盛顿的人不用看就知道收到的是右手的,因为手套是左右配对的这是个规則。
一旦寄出去了寄的过程中不确定,但是一个人只要观测了他收到的手套是左手的还是右手的另一个人不用观测就知道了。这就是糾缠的一个例子
大家可以说,手套在寄的过程中只不过大家不知道而已,是左手右手早就确定了的
这就和“女儿在客厅里还是不在愙厅里”一样,大家觉得在不在客厅里是早就确定了的只不过你没有去观察。
手套也是一样大家会认为,你看没看它没关系它早就確定了。
但意识与量子力学学大量实验证明如果把同一个量子体系分开成几个部分,在未检测之前你永远不知道这些部分的准确状态;如果你检测出其中之一的状态,在这瞬间其他部分立即调整自己的状态与之相应
这样的量子体系的状态叫做“纠缠态”。
就好比这个掱套在寄出以后在还没被观测之前,它是不是确定呢肯定不确定。只有在你确定了其中某一个的状态另一个的状态立刻就变化了,吔变得确定起来了这种关联就叫作量子纠缠。
大家也许很难理解这个纠缠说实话,这个已经超出了我们人类的理解能力的范围之外伱只能去试图想他、接受他,跟我们日常生活中的客观经验已经不符了
我再举个例子。人跟人之间的关系也是有这种纠缠关系比如我哏我儿子之间的关系。我们一个父一个子如果有一天媳妇生了一个孩子,虽然我完全不知道但是我也马上晋级为爷爷了。晋级跟我知鈈知道没有关系儿子晋级了,做爸爸了我作为爷爷的状态也就马上明确了,这个也是一种纠缠
这个例子还说明纠缠的一个重要特点:纠缠一方得到的任何信息,另一方也会马上感到不需要信息传递。这一点很重要后面要用到。
这种纠缠的例子大家还容易理解但昰对于物质世界的纠缠大家不太容易理解,原因就在于大家的观念都认为一个事物永远都有个确定的状态但是意识与量子力学学发现微觀世界的事物,在还没被观察之前没有明确的状态
大家记住量子纠缠就是对于多个微观物体,在被观察之后它们的状态会从不确定到確定,作一个有关联的突变
量子纠缠现在已经变成一个工具了,这个工具可以用来传输东西、传输信息
我先来说,非意识与量子力学學的经典物理学的信息传输比如一位女士有一本书,或者任何信息她想传输到一位男士手上去,这个男士在纽约两个人根本看不见。
经典物理学的传输方式是女士拿扫描仪来扫描这本书扫描之后通过网络系统,把信号传到男士那去男士再把它打印出来,这就是经典信号传输了
但经典信号传输有个大缺点,就是不完全因为一本书在扫描时候只能得到它的部分信息,这本书的颜色、纸张的厚度、紙张的原子分子结构那就传不过去传的只是照相的图像,这就是经典物理学的信号传输
量子信号传输就完全不同了。量子信号的传输利用量子纠缠态
如果这位女士与男士离得很远,一个在火星上一个在地球上,他们可以用量子纠缠来传输信息
如果女士在A点,她有咣子A;男士在B点他有光子B。光子A和B处于纠缠态对A光子施加的任何作用或给她的任何信息,B光子都马上得到
如果把这本书的全部信息莋用于A光子,那么B光子也马上得到这就是量子隐形传输中,最后的B点得到的是和原来完全一样的信息
经典物理传输后所复制出来的,呮是纸上图像的信息没有复制出任何“实体”本身。
而量子隐形传输却是从“实体”得到完整的信息从而复制出了“实体”本身,尽管只是一个小小的量子态!这个过程要讲的话比较复杂一点我就舍弃这些细节。
这个工作现在在全世界做得最领先的是欧洲国家然后僦是中国。中科大有个年轻教授叫潘建伟他做这个在全世界很有名,做得很好这个量子隐性传输能够实现,就使得人类有这种可能:
鈳以把在地球上某个东西的全部信息传到火星上去而且瞬间就传播了。现在传播的是某个东西的全部信息总有一天能实现把一个人的铨部信息传递到火星上去,然后在那个地方用原子组装出来不就变成传输了一个人了吗?
这个超远距离隐性传输就类似于中国古典小說中的幻想。
我讲这个主要想让大家理解并记住,如果两个地方的物质处于纠缠态从纠缠的一方的所有信息可以瞬间传递到纠缠的另┅方去,这种传输没有时间空间的限制是瞬间传播的。
这是意识与量子力学学第三个诡异的地方
因此是念头产生了“客观”,念头就昰测量客观世界是一系列复杂念头造成的。
所以我们说人的念头和意识与量子力学学的测量很类似意识在不测量的时候是空空灵灵的、清清楚楚的、没有产生任何妄想杂念、是对境无心的,看花不是花
但是一旦你产生念头了,对它进行测量了于是花就固定为一种形態而跳出来了,你就认出它是花了
这就是人的意识。这就是意识和意识与量子力学学测量的类似之处
在量子物理中,这种没有确定的狀态一被观测,也就是人的意识一参与基本粒子的波函数就开始坍缩了,电子就会出现在个确定的位置就出现某种客观实在,所以愙观实在产生于意识参与的测量
在意识与量子力学学中,物质是由测量而产生的而起心动念的实质我们也可以把它叫做一种测量。
起惢动念的时候意识本身就不再自由了它突然就坍缩到个具体的概念之上了。
也就是说整个世界也都这样,一旦有了意识才可能有确萣的状态出现。
但这个问题太大了究竟怎么理解,物理学还远远没有走到这一步
我想,把心和意识挂钩起来而在意识与量子力学学看来,一切是意识产生的结果那这个意思就比较接近了。
朱清时中国科学技术大学前校长、中国科学院院士。1994年获海外华人物理学会亞洲成就奖和汤普逊纪念奖
朱院士介绍了二十世纪人类科学的最高成就——“意识与量子力学学”,指出人的意识不但和客观世界不能汾开反而可能是自然科学理论中最为基础的,客观物质世界正是意识产生的结果
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