如果量子力學理論是對的,是否意味著人生是毫無意義的?
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如果量子力學理論是對的,那麼,不但不意味著人生真的是毫無意義,反過來意味著人生更有意義了。
原因有三:
第一,量子力學中的"觀測者效應",會讓人生充滿主動創造的樂趣。
"觀測者效應",說的是,你不觀測的時候,這個事物是那樣的;當你觀測時,這個事物就變成這樣了。也就是說,你所觀測的事物,因為你的觀測而改變。
關於這個原理,有一個通俗的故事可以說明。
1886年,有一位生物學家在一篇論文中寫過他所觀察到的"螳螂吃夫"現象:
"把它們放在罐子里的時候,交配後的雄螳螂會嘗試著逃跑。可是幾分鐘之內,它就會被雌螳螂捉住。雌螳螂會先扯下雄螳螂的頭吃掉,然後是脛節,而後是大腿……看起來,如果一個雄螳螂最終竟然能從此螳螂那裡逃脫的話,幾乎是天賜的好運。"
但是,後來生物學家們發現,在自然界中,交配之後螳螂吃夫的現象,其實是不存在的。
那麼,難道是那位生物學家觀測錯誤了?不,他的觀測是正確的。後來的生物學家發現,原來雌螳螂把雄螳螂吃掉的原因,就是因為有人在觀察它們。當有人在旁邊觀測它們時,雌螳螂誤以為觀測的人是敵人,因此緊張起來,就把雄螳螂吃了。
這個現象,可以用一個物理學的實驗,得到了證明。這就是雙縫干涉實驗。
19世紀初,物理學家托馬斯·楊設計了雙縫實驗。一塊擋板,上面開兩條縫。隔一段距離放上另一塊擋板。光通過第一塊擋板照過去,通過兩條縫照在第二塊擋板上。結果會出現明暗相間的條紋。這條紋,是兩束光就會形成相互干涉的效果。在後一塊擋板上,如果兩道光波相位相同,就互相加強,變亮;如果相位有差,則互相抵消,就會變暗。
後來,物理學家改變了實驗方式,不是發射一束光,而是將光子(光的粒子)一個一個地發射出去。令人震驚的意外發生了,即使每次只發射一個光子,屏幕上仍然會出現干涉條紋。要知道,上次干涉條紋的產生,是兩個縫隙透過的兩束光相互干涉的結果,但現在只打出一個光子,居然也產生干涉現象,這是為什麼呢?
答案是:這個光子自己干涉了自己!也就是說,這個光子同時通過了兩個縫隙。再用電子或其他粒子打過去,結果也一樣的。以平常情況來比喻,就是一個人同時從左右兩個門中穿過去,結果自己撞到了自己。
這樣一來,就證明:光子,和其它粒子,在實驗中出現了"既在這裡,又在那裡"的狀況。
接下去,最關鍵的來了。
實驗者在旁邊安裝了探測器,只要光子通過,就能檢測到。這樣做的目的就是想看看,光子到底是從哪個縫中穿過去的。但是,結果是,屏幕上不再有干涉條紋,只有單個的光點。也就是說,只要一觀測,光子就不再使用"分身法",原來是"既走了左邊的縫,又走了右邊的縫",現在又規矩老實地變成了"或者走了左邊的縫,或者走了右邊的縫"。
這就是觀測者效應:對行為的觀測,本身就會影響觀測的結果。
當量子力學提出這個效應的時候,可以相象,量子物理學家們是很興奮、很激動的。如夢這個知識在社會上普及開來,它一定會鼓舞人們去觀測、去主動地行動、去積極地創造。
第二,波粒兩象性的發現,會讓人們對比中國文化充滿敬意,也對在這種文化下長大的自己充滿信心。
對於上面所說的觀測者效應現象,量子力學裡的專業表述是:當一個微觀粒子沒有被"觀察"時,它是呈波動狀態存在的,就是說,它不是一個點,不是一個固定粒子,而是一段波動的線。而當它被"觀察"時,因為觀察的影響和干擾,這段波動的錢,被固定成一個點,變成了一個粒子。
這又涉及到另一個量子力學知識:波粒二象性。它說的是:一個電子或光子,有時是粒子,有時是波。它究竟是粒子還是波?它怎麼可以既是粒子,又是波呢?但它就是這樣:既是粒子,又是波。當它為粒子時,就是物質,當它為波時,就是無,是空,是一種不定形的運動,一種可以擴散和消失的運動。你不知道是什麼在運動,它是沒有的,是沒有的東西在運動。
說到這裡你想起了什麼?
是不是想起了老子《道德經》里說的"玄之又玄",想起了佛教里的"空"呢?
1913年,有個叫玻爾的物理學家,提出了"量子躍遷"理論,說的是:電子的運動方式是,這一刻在這個軌道,下一刻出現在另一個軌道。不知道它為什麼一會在這裡,一會兒在那裡,因為它並沒有在空間里移動。就是說,它是憑空出現,又憑空消失的。後來物理學家們又發現,所有的已知粒子都是是這種現象。
這裡,又有一個著名的"薛定諤的貓"實驗設想。事情是這樣的,1953年,物理學家薛定諤設計了一個貓的實驗:
把一隻貓關在一個封閉的盒子里,盒子里還有一個容器,放著極少量的放射性物質。這些放射性物質,有50%的機率發生衰變,另有50%的機率不發生任何衰變。如果衰變發生,那麼放置放射性物質的容器就會放電,通過繼電器啟動一個榔頭,榔頭會打破裝有氰化氫的燒瓶。
那麼,結果就是:如果發生衰變,這套機關被觸發,氰化氫揮發,貓就會死亡。如果沒有發生衰變事件,那貓就會活著。
到底活著還是死了?取決觀測者是否打開盒子。如果不打開盒子,貓就一直保持不確定性的波態,即處於非死非活、又死又活的生死疊加狀態。當外部觀測者打開盒子觀測時,波態就固定為粒子形式:要麼是活的貓,要麼是死的貓。
這個實驗設想的意義,在於把原本只局限於原子領域的不明確性,轉變為宏觀不明確性,即原來只是粒子會處於疊加態,現在宏觀的動物也會如此。也就是說,本來是微觀世界裡的事情,是比原子還小的粒子發生的事情,現在證明它也會發生在宏觀世界裡。
《三體》的作者劉慈欣另有一篇小說,叫《球狀閃電》,裡面描述了變成量子態的人。我們可以發現,人們也可以像那隻薛定諤的貓,既活著,又死了;既在這裡,又在那裡。孫悟空的分身法,真不是完全虛構的。
愛因斯坦在談到量子理論時,曾經說過一句話:"你是否相信,月亮只有在看著它的時候才真正存在?"
用量子力學來解釋愛因斯坦的這句話,就是:所謂的月亮,只是一定頻率的波,與人的視覺細胞相互作用的"主觀感覺"。舉個通俗的例子,螞蟻的視覺細胞,就不能與月亮的波發生相互作用,因此,對螞蟻來說,根本沒有月亮存在。而當螞蟻具備人的視覺細胞時,月亮就存在了。
用佛教的觀念來說,我們都是通過「六根」(六門)來了解外面的世界「六塵」的。這個過程是:「眼見色」、「耳聞聲」、「鼻嗅香」、「舌嘗味」、「身覺觸」、「意知法」(見聞覺知)。換句話說,我們其實是被六根蒙蔽了,才了解到了這樣的六塵;如果我們沒有六根,或者我們的六根跟現在不同,那麼,我們了解到的世界,也就是一個不同的世界。所以,《心經》中,觀世音菩薩說:「觀自在菩薩,行深般若波羅蜜多時,照見五蘊皆空,度一切苦厄。」
這時再想想:我們知道螞蟻,螞蟻知道我們嗎?在螞蟻眼中,我們是人嗎?其實在螞蟻眼中,我們是一堆雜亂無章的聲音。
杜甫有一句詩:"感時花濺淚,恨別鳥驚心"。當你有感觸時,花上的露水就變成了淚水;當你在為離別痛苦時,鳥都會驚肉跳。
這不都是心——意識的結果嗎?所以,心學創始人王陽明說:"心外無物"。
微觀粒子是這樣,宏觀世界也就是這樣。因為宏觀世界就是由微觀粒子所組成的。舉例來說,組成我們身體的亞原子粒子,時時刻刻都是進行"量子躍遷",從有,躍遷到無;再從無,躍遷到有。也即,如果我們有一雙能看到粒子的眼睛,我們就會發現,我們身體一會兒消失,一會兒出現。
整個宇宙都是這樣。
現在我們理解了,原來,心外真的無物。宇宙,就在心中,隨心而變。
當我們真正理解了這一點,真正體驗到這一點,那麼,我們的認識水平,就將有一個飛躍,隨之而來的,就是實踐水平的提升。
第三,量子糾纏的發現,會讓人們對人類的未來充滿好奇、充滿想像、充滿信心。
愛恩斯坦,及他之後的一些較有成就的科學家,都表示了對大自然、對宇宙、對造物主的敬仰之情。
這種敬仰之情,比之前的科學家,更加虔誠、更加熱烈。原因就在於:他們發現了一個現象:量子糾纏。
所謂量子糾纏,是指,兩個存在相互影響關係的粒子,無論相隔多遠,改變其中一個的狀態,另一個也即時發生改變。這裡所說的「無論相隔多遠」,可以遠到幾億、幾十億、幾百億、幾千億、幾萬億光年。這裡所說的「即時」,就是瞬間,一秒時間都不到。
也就是說,哪怕這兩個粒子相距億萬光年,只要有一個變化了,另一個瞬間就知道了,也同時發生變化。
這個現象,讓一些最有成就的、最偉大的科學家,也不得不讚歎大自然的神奇,讚歎宇宙的偉大。人類有幸生活在這樣神奇與偉大的宇宙懷抱,不能不心情懷感恩。
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