通過禪定就能認識真理？請勿曲解量子力學

聲稱「意識是量子力學的基礎」，「量子力學發展到這個地步，居然發現人類的主觀意識是客觀物質世界的基礎了」，乃至「客觀世界是一系列複雜念頭造成的」。筆者認為這些說法都是不對的。

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現在人們經常碰到「量子」一詞。這首先是因為量子科學技術取得的成就，比如量子通信衛星的發射。但是量子力學與日常經驗相去甚遠，對它的理解也有種種偏差，筆者後面要舉的一個例子，就是中國科學院院士朱清時先生的一些觀點。

不少作者喜歡將「量子」作為一個名詞去解讀。確實，每個基本粒子就是某個場的基本激發，叫做量子，比如光子就是光的量子。但是現在「量子」一般是作為一個形容詞或者前綴，意思是服從量子力學規律，比如量子粒子、量子系統、量子場、量子通信。學科名稱也是這樣，比如量子科學、量子力學。

量子力學是關於微觀客體的基本理論框架，關於微觀客體的所有科學規律都在此框架中。微觀客體基本上是指原子或者更微觀的粒子，比如電子和光子。宏觀物體是由微觀粒子構成，怎麼確定量子力學的適用範圍？有種理論說原則上量子力學也適用於更大的客體，但是它們與環境耦合，從而失去量子行為。實驗室里，確實有比原子大的東西被孤立，從而表現量子行為。是不是情況總是這樣，尚無定論。但有一點是肯定的，對於我們所在的現實宏觀世界，不能直接套用量子力學。

量子力學是一個幾率理論，但又與宏觀世界的幾率理論不一樣。在宏觀世界，可能有如下描述、某個粒子有多少幾率（也叫概率，或者可能性）處在第一個位置，有多少幾率處在第二個位置，等等。而在量子力學中，則如下描述：某個量子粒子有多少幾率幅處在第一個位置，有多少幾率幅處在第二個位置，等等。幾率幅是一個複數，它的大小的平方等於幾率，它比幾率的信息多，量子力學中很多美妙之處可以追溯到這個複數幾率幅。

粒子除了位置，還有速度。在宏觀世界，我們也可以描述某個粒子有多少幾率具有某個速度，有多少幾率具有另一個速度，等等。還可以說，這個粒子有多少幾率在某個位置而同時具有某個速度，這個幾率就是在某個位置的幾率乘以具有某個速度的幾率。量子力學中，可以說，某個量子粒子有多少幾率幅具有某個速度，有多少幾率幅具有另一個速度，等等。但是非常重要的一點是，不可以說這個粒子有多少幾率幅在某個位置而同時具有某個速度。如果粒子有明確的位置，它的速度就不確定，反之亦然。

各個位置的幾率幅的集合叫做這個量子粒子的量子態。有趣的是，各個速度的幾率幅的集合也是這同一個量子態。在宏觀世界，牛頓定律描述物體的位置和速度如何隨時間確定性地演化。量子力學基本定律描述量子態如何隨時間確定性地演化。有了量子態，各種物理量（比如位置和速度）就可以按部就班計算出來。因為量子態本身不是物理量，很多物理學家將它當作關於量子系統的信息或者知識，而不是量子系統本身。也有物理學家將它當作量子系統本身。還有物理學家不關心這個問題。這種詮釋上的分歧一般不影響量子力學的運用。

量子力學還規定，測量某個屬性時，量子態以某個幾率 「塌縮」到明確某個具有這個屬性的量子態。比如測量量子粒子的位置，結果它就明確處於某個位置。究竟哪個位置？每個都有可能，幾率就是相應幾率幅大小的平方。測量速度的情況也類似。

測量引起的量子態隨機塌縮與量子力學基本定律描述的確定性演化截然不同。大多數物理學家只將它們當作計算規則。有人試圖調和這兩種過程。其中有個偏門的假說，說測量引起的量子態塌縮由測量者的意識引起。這個方案的不合理之處這裡不贅述。關鍵是，即使採納這個說法，也要注意在此假說中，量子態只是關於量子系統的知識或者信息，所以意識改變的只是關於客觀世界的知識或者信息，而不是客觀世界本身。而且即使意識參與測量導致的塌縮，它也沒有參與確定性演化。朱院士沒認識到這些，將這個很少物理學家認可的假說說成「量子力學界的共識」，聲稱「意識是量子力學的基礎」「量子力學發展到這個地步，居然發現人類的主觀意識是客觀物質世界的基礎了」，乃至「客觀世界是一系列複雜念頭造成的」。筆者認為這些說法都是不對的。

現在談量子糾纏，舉一個例子如下。兩個粒子有某個幾率幅分別處於第一和第N個位置，又有某個幾率幅分別處在第二和第N－1個位置，等等，而每個粒子卻沒有獨立的處於某個位置的幾率幅。但是量子糾纏不能用來瞬時傳遞信息。朱院士說「糾纏一方得到的任何信息，另一方也會馬上感到，不需要信息傳遞」，以及「如果兩個地方的物質處於糾纏態，從糾纏的一方的所有信息，可以瞬間傳遞到糾纏的另一方去，這種傳輸沒有時間空間的限制，是瞬間傳播的」。筆者認為這種說法是完全錯誤的，相對論規定了信息傳遞不能超光速。

弦論（企圖統一自然界基本相互作用的某種理論）中，組成萬物的基本粒子是弦的振動模式。朱院士以此聲稱「物質不是客觀實在」。弦論尚未得到實驗支持，但本文提到，基本粒子是某個場的基本激發或者說振動模式，而且是量子粒子。然而這些都不代表「物質不是客觀實在」，只是說明客觀世界的微妙和豐富。

朱院士還將宇宙起源歸結於法身或「心」，聲稱「物理學步入緣起性空的禪境」 「科學家千辛萬苦爬到山頂時，佛學大師已經在此等候多時了」。這些是馬後炮式的牽強聯繫。按此邏輯，不管科學家到達哪裡，都可以說佛學大師在那裡等候多時。朱院士還認為「不做實驗，不作推理」，通過禪定就能認識真理。若真如此，能否先於科學解決一個問題，比如告訴大家暗物質是什麼？（施郁 復旦大學物理學系教授）

[責任編輯:趙清建]

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