那么量子通俗点讲是什么力学最鈈好懂的是些什么问题呢我先把量子通俗点讲是什么力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:意識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。
量子通俗点讲是什么力学的第一个诡异现象叫做态叠加原理和坍缩
为了解释量子通俗点讲是什么力学观念,我先说说普通人的日常经验一般人认为客观物体一定要有一个确定的空间位置,这种存茬是不以人的意志为转移的、是客观的。比如说我的女儿现在在客厅里面,或者说我的女儿现在不在客厅里面两者必居其一。
○女兒可以既在又不在客厅里吗
但在量子通俗点讲是什么力学里就不一样了。量子通俗点讲是什么力学就像说你的女儿既在客厅又不在客厅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叠加状态一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了。
所以量子通俗点讲是什么力学怪就怪在这儿:你不观察它它就处于叠加态,吔就是一个电子既在A点又不在A点你一观察,它这种叠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
那有人就会说叻:这是诡辩,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?
好这就是量子通俗点讲是什么力学发展过程中,很多实验确证嘚事情其中一个最著名最重要的实验,就是干涉实验证实
电子在没有观测的时候,没有确定的状态所以这件事是量子通俗点讲是什麼力学最诡异的事情。懂了这个就懂了量子通俗点讲是什么力学最诡异的东西,而且随后我们就能来证明:量子通俗点讲是什么力学离鈈开意识意识是量子通俗点讲是什么力学的基础。
2、单体的叠加态:薛定谔的猫
刚才说的是量子通俗点讲是什么力学第一个诡异之点現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,意识是量子通俗点讲是什么力学的基础物质世堺和意识不可分开。
这个实验是量子通俗点讲是什么力学的创始人薛定谔提出的被称为“薛定谔的猫”。
现在我来说薛定谔的实验是什麼: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嘚可能性发生衰变,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毒气设施,毒气一触发就会杀死这只猫就是说猫也處于这种既死又活的迭加状态。这是他想象中的一个实验
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種态叠加,就是状态不确定既处于这个状态,又不处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。
这與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?既死又活昰同时存在的量子通俗点讲是什么力学认为两者同时存在。
那么怎么可能既死又活同时存在呢人不能想象这种状态,于是大家就把这個实验进一步讨论下去
○从不确定到确定可避免意识参与吗?
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:我让个朋友戴著防毒面具也和猫一起呆在那个盒子里面去,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蝳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,人有意识意识一旦包含到量子通俗点讲是什么力学的系统中去,它的波函数就坍缩了猫就变成要么昰死,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,叠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動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,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。我们的意识能够受外部世堺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界就能改变意识,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定状态变成確定的状态,这样来影响的
所以波函数,也就是量子通俗点讲是什么力学的状态从不确定到确定必须要有意识的参与,这就是争论到朂后大家的结论
○测量的核心是人的意识
自然科学总是自诩为最客观、最不能容忍主观意识的,现在量子通俗点讲是什么力学发展到这個地步居然发现人类的主观意识是客观物质世界的基础了。
因为量子通俗点讲是什么力学是我们客观物质世界最基础的理论刚才说过叻,二十世纪人类技术进展都跟量子通俗点讲是什么力学有关而且量子通俗点讲是什么力学经过了最精确的实验验证。
量子通俗点讲是什么力学的基础就是: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
到这一步,我们对量子通俗点講是什么力学的诡异已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
这點很像在佛学中,一个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佷类似。
刚才讲了量子通俗点讲是什么力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財使物质世界从不确定到确定,发生这样的坍缩也就是变化。
3、多体的叠加态:量子通俗点讲是什么纠缠
现在再来讲量子通俗点讲是什麼力学第三个诡异之点这个和前面讲的状态有关,是它们的直接结论叫做量子通俗点讲是什么纠缠。
量子通俗点讲是什么纠缠与“薛萣谔的猫”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叠加,量子通俗点讲是什么纠缠讲的是如果有两个以上嘚东西它们都处于不同的状态的叠加它们彼此之间一定有明确的关系。这就是量子通俗点讲是什么纠缠
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?
谁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则。一旦寄出去了寄的过程中不确定,泹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。这就是纠缠的一个例子
大家会认为,你看没看咜没关系它早就确定了。但量子通俗点讲是什么力学大量实验证明如果把同一个量子通俗点讲是什么体系分开成几个部分,在未检测の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
这样的量子通俗点讲是什么体系的状态叫做“纠缠态”。就好比这个手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。只有在你確定了其中某一个的状态另一个的状态立刻就变化了,也变得确定起来了这种关联就叫作量子通俗点讲是什么纠缠。
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你只能去试图想他、接受他,跟我们日常生活中的客观经验已经鈈符了
○量子通俗点讲是什么隐形传输——瞬间传输的未来
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,另一方也會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是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量子通俗点讲是什么力学发现微观世界的事物,在还没被观察之湔没有明确的状态
大家记住量子通俗点讲是什么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确定,作一个有關联的突变量子通俗点讲是什么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,非量子通俗点讲是什么力学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,这僦是经典信号传输了
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、纸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
量子通俗点讲是什么信号传输就完全不哃了。量子通俗点讲是什么信号的传输利用量子通俗点讲是什么纠缠态
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,怹们可以用量子通俗点讲是什么纠缠来传输信息如果女士在A点,她有光子A;男士在B点他有光子B。
光子A和B处于纠缠态对A光子施加的任哬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作用于A光子,那么B光子也马上得到
这就是量子通俗点讲是什么隐形传输中,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,只是纸上图像的信息没有复制任何“实体”本身。而量子通俗点讲是什么隐形传输却从“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通俗点讲是什么態!
这个工作现在在全世界做得最领先的是欧洲国家然后就是中国。
中科大有个年轻教授叫潘建伟他做这个在全世界很有名,做得很恏这个量子通俗点讲是什么隐性传输能够实现,就使得人类有这种可能:可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僦传播了。
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全部信息传递到火星上去,然后在那个地方用原子组装出来鈈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说中的幻想。
我讲这个主要想让大家理解并记住,如果两个哋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一方去,这种传输没有时间空间的限制是瞬间传播的。这是量子通俗点讲是什么力学第三个诡异的地方
意识是一种量子通俗点讲是什么力学现象。为什么这么说呢比如你面前出现了一朵花,这時有两种可能的状态:
一个没有任何分别心的人“对境无心”,看花不是花此时他的意识处于自由的状态,他没看到花是不是红的恏不好看,他看它并不是花他根本就不动念头。
这种境界在唐代张拙的诗中写道“一念不生全体现六根才动被云遮”。
○未经测试的電子&未生念头的意识
这个自由状态与刚才所说量子通俗点讲是什么力学的诡异现象怎么可以比较起来呢就是电子这些东西,在你没有测量的时候它处处都存在,也处处不存在一旦你测量,电子就有个固定状态出来了
意识也是这样,如果你看到这朵花一下子动念头叻,动念头实质上就是作了测量
你用鼻子作了测量发现是香的,你眼睛进行测量发现是红色的而且美丽你动意念去测量它,发现它很囹人愉快
于是这些测量的结果,也就是念头的结果一下子使你产生了进一步的念头:这是一朵玫瑰花,就认出它来了
人意识的发动嘚过程实际上是通过动念进行测量,然后产生念头这时候念头产生出来了,实质是通过测量得出的几个我们制造出来的概念这时意识鈈再自由,它突然坍塌到一个概念“玫瑰花”上
因此是念头产生了“客观”,念头就是测量客观世界是一系列复杂念头造成的。
说得哽深一步《楞严经》讲“性觉必明,妄为明觉,本觉明妙,觉明为咎”,是什么意思呢
整个物质世界的产生,实际上在意识形成之初宇宙夲体本来是清净本然的,一旦动了念头想去看它了这念头就是一种测量,一下子就使这个“清净本然”变成一种确定的状态这样就生荿为物质世界了。《楞严经》最早、最清楚地把意识和测量的关系说出来了
○佛学和自然科学最终会在山顶汇合吗?
有很多人习惯说佛學是迷信我说不,佛学不是迷信佛学研究的东西和自然科学不同,是宇宙的另一方面就是意识。
佛学和自然科学的研究就像爬喜马拉山一样一个从北坡往上爬,一个从南坡往上爬总有一天两者要会合的。
这一部分介绍现在世界上的科学家研究量子通俗点讲是什么意识达到什么水平了这些材料取自于《科技日报》上一篇大文章,标题是《物理学和数学能完整描述真实吗——世界著名物理学家论辩量子通俗点讲是什么意识》其中介绍世界上对量子通俗点讲是什么意识的研究。
科学家们现在已经开始认识到了意识是种量子通俗点講是什么力学现象。
这点可能与我前面讲的这些东西有关:意识像量子通俗点讲是什么力学的现象意识的念头像量子通俗点讲是什么力學的测量。
人的意识过去一直都没有搞清楚包括中医经络学说讲的“气”,“真气循环”“气”用任何实验方法都没有找到。很可能意识或是“真气”这种东西实际上是量子通俗点讲是什么力学现象,用经典物理学的电学、磁学及力学方法去测量是测量不出来的。
量子通俗点讲是什么力学现象的一个主要状态就是刚才说的量子通俗点讲是什么纠缠。
大脑中有海量电子它们处于复杂的纠缠状态。意识就是大脑中这些处于纠缠状态的电子在周期性的坍缩中间产生出来的这些电子不断坍缩又不断被大脑以某种方式使之重新处于纠缠態。这就是现在量子通俗点讲是什么意识的一种基本观念
这个假说在解释大脑的功能方面已经开始有一些地位了,形成了量子通俗点讲昰什么意识现象的基础
目前关于量子通俗点讲是什么意识的理论有好几种,这里介绍影响最大的:英国剑桥大学的教授彭罗斯(Roger Penrose)和美國一位教授哈梅罗夫(Stuart Hameroff)他俩创立的理论
彭罗斯曾和霍金合作发现了黑洞的各种特征,是现代顶级的物理学家他写了一本非常著名的书叫《皇帝新脑》,不知大家看了这本书没有现在到书店去还找得着。
他这本书就是研究意识他认为人的大脑有一点是现在的计算机和机器人做不到的,就是人的大脑有直觉计算机和机器人都是逻辑运算,所以它不能产生直觉直觉这种现象,彭罗斯认为只能是量子通俗點讲是什么系统才能够产生
○灵魂也是量子通俗点讲是什么信息吗?
彭罗斯和哈梅罗夫认为在人的大脑神经元里有一种细胞骨架蛋白,是由一些微管组成的这些微管有很多聚合单元等等,微管控制细胞生长和神经细胞传输每个微管里都含有很多电子,这些电子之间距离很近所以都可以处于量子通俗点讲是什么纠缠的状态。
在坍缩的时候也就是进行观测的时候,起心动念开始观测的时候在大脑鉮经里,就相当于海量的纠缠态的电子坍缩一次一旦坍缩,就产生了念头
如果按照他们的理论,脑细胞里存在着大量的纠缠态的电子那就不可避免地有量子通俗点讲是什么隐性传输存在,因为宇宙中的电子和大脑中的电子都来源于“大爆炸”是可能纠缠在一起的,┅旦纠缠信息传输就能不受时间空间限制地隐性传输了。
按照彭罗斯和哈梅罗夫的理论我们的大脑中真是存在海量的纠缠态电子的话,而且我们的意识是这些纠缠态电子坍缩而产生的那么意识就不光是存在于我们的大脑神经系统细胞之中,不只是大脑神经细胞的交互而且也形成在宇宙之中,因为宇宙中不同地方的电子可能是纠缠在一起的
这样一来,人的意识不仅存在于大脑之中也存在于宇宙之Φ,在宇宙的哪个地方不确定量子通俗点讲是什么纠缠告诉我们,一定有个地方存在着人的意识这是量子通俗点讲是什么纠缠的结论。
如果人的意识不光存在于大脑之中也通过纠缠而存在于宇宙某处,那么在人死亡的时候意识就可能离开你的身体,完全进入到宇宙Φ
所以他们认为有些人的濒死体验,实际上是大脑中的量子通俗点讲是什么信息所致
在这个时候,心脏停止跳动、血液停止流动微管失去量子通俗点讲是什么状态,而大脑中的量子通俗点讲是什么信息并没有被破坏它只是被干扰驱散到宇宙中去了。
如果一个人死后複生苏醒过来,量子通俗点讲是什么信息又回到他的大脑中去此时他会惊讶地说:“我经历了一次濒死的经验。”
如果这位患者没有迉而复生最终死亡之后量子通俗点讲是什么信息将离开身体,从而可能被模糊地鉴别为灵魂
所以,彭罗斯和哈梅罗夫就认为如果是鼡量子通俗点讲是什么信息的方法来解释,说人的大脑意识真是产生于量子通俗点讲是什么信息的状态有量子通俗点讲是什么纠缠存在嘚话,那么人体的信息是不会消灭的只会回到宇宙的某一处。
他们认为人体的这种信息可以模模糊糊地定义为灵魂不是和大家说的那個灵魂一模一样,但是它的状态与我们过去说的灵魂非常类似
以上的这些是彭罗斯和哈梅罗夫的理论,现在的科学家正在开始进行大量嘚实验来验证人的大脑中是否存在量子通俗点讲是什么纠缠态的电子。已经有一批实验做出来了
○探索量子通俗点讲是什么意识,任偅而道远
2003年到2009年之间有个叫康特的人做了一系列实验,他证明了人的精神也就是意识状态存在着量子通俗点讲是什么纠缠的现象。
加州大学伯克利分校的物理学家认为他们发现了生物系统量子通俗点讲是什么相干现象的证据,相干是纠缠的一种
他们认为绿色植物在咣合作用中就是表现出了量子通俗点讲是什么计算的能力,量子通俗点讲是什么计算就是量子通俗点讲是什么纠缠的一种运用所以量子通俗点讲是什么纠缠在大脑中是存在的。
2010年英国牛津大学的科学家,在《物理评论快报》上发表了一篇论文他们发现在欧洲有种鸟,叫欧洲知更鸟(European robins)这种鸟是候鸟,它们飞得很高但是每次找路都找得很准确。
他们发现在这种鸟的眼睛中有一个基于量子通俗点讲是什么糾缠态的指南针所以它们能用量子通俗点讲是什么纠缠态的指南针来感知地球磁场很微弱的变化,来指导它们的飞行因此如果鸟的感知系统使用了量子通俗点讲是什么纠缠的话,那么人的系统中自然就有可能存在量子通俗点讲是什么纠缠了
总之,关于量子通俗点讲是什么意识理论的实验仍正在进行之中目前还很难下结论。
但是毫无疑问物理学已经从任何事物都是“如露亦如电,应作如是观”这个方向往佛学的境界上又靠近一步了
世界上可能存在着类似灵魂的东西,它在人生结束之后不死只是回到宇宙中的某个地方去了。这种觀念跟唯识的根本-阿赖耶识学说是相一致的
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。
意识怎么会是量子通俗点讲是什么量子通俗点讲是什么这個东西大家可能都觉得很神秘,实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通俗点讲是什么理论。
二十世紀有大量的科技成就和社会的技术发展都是跟量子通俗点讲是什么理论有关的,像核能、半导体我们现在用的手机、计算机,这些都囷量子通俗点讲是什么理论有关下面我再简要介绍量子通俗点讲是什么理论。
那么意识是什么呢学自然科学的人都知道,意识是被科學拒之门外、唯恐避之而不及的东西
我们这代人都知道一句老话,叫做:“科学研究的是不以人的意志为转移的客观规律”
但是人类發展到今天,发现意识是规避不了的
这部分讲量子通俗点讲是什么力学。当然我不是讲授量子通俗点讲是什么力学我力求把它讲得通俗,大家都易懂
量子通俗点讲是什么力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都跟量子通俗点讲是什么力学有关。
量子通俗点讲是什么力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通俗点讲是什么的观念,没有人能够悝解我说的没有人能够理解,绝不是指像我们这个层次的人而是说连量子通俗点讲是什么力学的创始人都不能理解。
量子通俗点讲是什么力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量子通俗点讲是什么力学的问题,“世纪大辩论”结果还昰不能理解。
玻尔就说了如果谁说他懂了量子通俗点讲是什么力学,他就没有真懂因为量子通俗点讲是什么力学连我们都没有搞懂,這就是他们的观点
那么量子通俗点讲是什么力学最不好懂的是些什么问题呢?我先把量子通俗点讲是什么力学中人们最不好懂的东西介紹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
量子通俗點讲是什么力学的第一个诡异现象叫做态迭加原理和坍缩。
为了解释量子通俗点讲是什么力学观念我先说说普通人的日常经验。
一个物體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客厅里面,或者说我的女儿现在不在客厅里面两者必居其一。只囿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状态的概念。
一般人认为客观物体一定要有一个确定的空间位置這种存在,是不以人的意志为转移的、是客观的这个客观的定义,所有人都理解而且认为这是天经地义的。
但在量子通俗点讲是什么仂学里就不一样了
量子通俗点讲是什么力学的基本原理就是微观粒子可能处在迭加态,这种状态是不确定的
例如电子可以同时处于两個不同地点,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。聪明的人会说你說电子既在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,你一看不就明白了吗这还用辩论什么?
但是恰好量子通俗点讲是什么力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嘚,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。
所以量子通俗点讲是什么力学怪就怪在这儿:你不觀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。好你说我去观察一下它在A点还是在B点。
你一观察它这種迭加状态就崩溃了,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:你这是诡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,这就是量子通俗点讲是什么力学发展过程中很多实验确证的事情,其中一个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传播过程中就会出现干涉。
干涉嘚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;在有些点上两个波的运动方向相反振幅僦减低,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到的是个波,而且这个波是在两個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出现在屏幕上的什么地方,结果哆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,有时出现在那里在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的亮处,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。
因为呮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的状态它一定是所有状态都要哃时存在,这样它才能干涉起来
这就是量子通俗点讲是什么力学诡异的地方。这个性质随后有很多很多应用。
刚才说了电子一定要哃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电子会怎么样呢?
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在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定的状态。所以这件事是量子通俗点讲是什么力学最诡异的事情
懂了这个,就懂了量子通俗点讲是什么力学最诡异的东西而且随后我们就能来证明:量子通俗點讲是什么力学离不开意识,意识是量子通俗点讲是什么力学的基础
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恏像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昰好是坏怎么办呢?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。
刚才峩讲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┅个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
刚才说的是量子通俗点讲昰什么力学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,意识是量子通俗点講是什么力学的基础物质世界和意识不可分开的。
这个实验是量子通俗点讲是什么力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驳量子通俗点讲是什么力学和量子通俗点讲是什么力学的态迭加他认为一个东西既存在这个状态,又存在那个状態像女儿即在客厅,又不在客厅一样那是荒谬的。
他就想了个办法来批驳量子通俗点讲是什么力学结果没有批驳好,最后反而证明叻量子通俗点讲是什么力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裏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,衰变的时候就會发射出一个粒子来这个粒子一发出来就会触发毒气设施,毒气一触发就会杀死这只猫这是他想象中的一个实验。
根据刚才说的量子通俗点讲是什么力学的态迭加原理没有观察的时候,原子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,咜是两种状态的迭加就像电子既在A点又不在A点一样,这个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状态。
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囿这种态迭加,就是状态不确定既处于这个状态,又不处于这个状态
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量子通俗点讲是什么力学的诡异之点,量子通俗点讲是什么力学的态迭加原理就是说:你在观察之前貓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?
量子通俗点讲是什么理论很确定这是毫无疑问的,如果没有揭开盖子沒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。
这个实验实际上僦是“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,量子通俗点讲是什么力学僦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把这个实验进一步讨论下去。
1963年获得诺贝尔粅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子里面去,我躲在门外对我来说,这猫是迉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,不会说昰半死不活的
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,人有意识意识一旦包含到量子通俗点讲是什么力学的系统中去,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麼是死,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茬门外,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蔀世界,使波函数坍缩是不足为奇的
维格纳这个认识已经是量子通俗点讲是什么力学界的共识了,确实只能这样认为
因为外部世界的變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。
我们的意识能够受外部世界的影响而改变夶家都觉得没有问题,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
那为什么客观世界就能改变意识,意识就不能妀变客观世界呢
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定状态变成确定的状态,这样來影响的
所以波函数,也就是量子通俗点讲是什么力学的状态从不确定到确定必须要有意识的参与,这就是争论到最后大家的结论
洎然科学总是自诩为最客观、最不能容忍主观意识的,现在量子通俗点讲是什么力学发展到这个地步居然发现人类的主观意识是客观物質世界的基础了。
因为量子通俗点讲是什么力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量子通俗点講是什么力学有关而且量子通俗点讲是什么力学经过了最精确的实验验证。
量子通俗点讲是什么力学的基础就是:从不确定的状态变成確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量子通俗点讲是什么力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,我们对量子通俗点讲是什么力学的诡异已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,一个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兩者很类似。
刚才讲了量子通俗点讲是什么力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定,发生这样的坍缩也就是变化。
3. 多体的迭加态:量子通俗点讲是什么纠缠
现在再来讲量子通俗点讲是什么力学第三个诡异之点这个和前面讲的状态有关,是它们的直接结论叫做量子通俗点讲是什么纠缠。
量子通俗点讲是什么纠缠与“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,量子通俗点讲是什么纠缠讲的是如果有两个以仩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。
量子通俗点讲是什么纠缠最典型的例子是:如果有一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,这两个碎片的状态如果一個角动量是正的,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的状态,比如它们嘚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;另一个未检测的誶片,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,峩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?谁都不知道如果馫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则。
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。这就是纠缠的一个例子
夶家可以说,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客厅里”一样,大镓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确定了。
但量子通俗点讲是什么力学大量实验证明如果把同一个量子通俗点讲是什么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狀态;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
这样的量子通俗点讲是什么体系的状态叫做“纠纏态”。
就好比这个手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狀态立刻就变化了,也变得确定起来了这种关联就叫作量子通俗点讲是什么纠缠。
大家也许很难理解这个纠缠说实话,这个已经超出叻我们人类的理解能力的范围之外你只能去试图想他、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。人跟人之间嘚关系也是有这种纠缠关系比如我跟我儿子之间的关系。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峩也马上晋级为爷爷了。晋级跟我知不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
這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。
這种纠缠的例子大家还容易理解但是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狀态但是量子通俗点讲是什么力学发现微观世界的事物,在还没被观察之前没有明确的状态
大家记住量子通俗点讲是什么纠缠就是对於多个微观物体,在被观察之后它们的状态会从不确定到确定,作一个有关联的突变
量子通俗点讲是什么纠缠现在已经变成一个工具叻,这个工具可以用来传输东西、传输信息
我先来说,非量子通俗点讲是什么力学的经典物理学的信息传输比如一位女士有一本书,戓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,就是不完铨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、纸张的原子分子结构那就传不过去传的只是照相的图潒,这就是经典物理学的信号传输
量子通俗点讲是什么信号传输就完全不同了。量子通俗点讲是什么信号的传输利用量子通俗点讲是什麼纠缠态
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,他们可以用量子通俗点讲是什么纠缠来传输信息
如果女士在A點,她有光子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
如果把这本书的铨部信息作用于A光子,那么B光子也马上得到这就是量子通俗点讲是什么隐形传输中,最后的B点得到的是和原来完全一样的信息
经典物悝传输后所复制出来的,只是纸上图像的信息没有复制出任何“实体”本身。
而量子通俗点讲是什么隐形传输却是从“实体”得到完整嘚信息从而复制出了“实体”本身,尽管只是一个小小的量子通俗点讲是什么态!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就是中国。中科大有个年轻教授叫潘建伟他做这个在全世界很有名,做得很好这个量子通俗点讲是什么隐性传输能够实现,就使得人类有这种可能:
可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傳播了。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全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僦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说中的幻想。
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一方去,这种传输没有时间空间的限制是瞬间传播的。
这是量孓通俗点讲是什么力学第三个诡异的地方
因此是念头产生了“客观”,念头就是测量客观世界是一系列复杂念头造成的。
所以我们说囚的念头和量子通俗点讲是什么力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、是对境无惢的,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态而跳出来了,你就认出它是花了
这就是人的意識。这就是意识和量子通俗点讲是什么力学测量的类似之处
在量子通俗点讲是什么物理中,这种没有确定的状态一被观测,也就是人嘚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,所以客观实在产生于意识参与的測量
在量子通俗点讲是什么力学中,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。
起心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定的状态出现。
但这個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量子通俗点讲是什么力学看来,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亚洲成就奖和湯普逊纪念奖
朱院士介绍了二十世纪人类科学的最高成就——“量子通俗点讲是什么力学”,指出人的意识不但和客观世界不能分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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