朱清时先生：再谈物理学步入禅境（四）
意识是物质世界的基础
2019-08-02 16:47:45 来源:
传承网
如兆视野
量子力学的一个基本原理，是说组成物质世界的微观粒子，如电子，质子，中子或原子，等等，可能处在叠加态，这种状态是不确定的。为简单计，以下我们只以两个状态的叠加态为例，这些讨论不难推广到多个状态的叠加。例如一个粒子可以同时处于两个不同地点，既在A点存在，又在B点存在，电子的状态是在A点又在B点的不同状态的叠加，或者说，粒子的状态是“在”和“不在”的叠加。粒子的这种
新浪博客
朱清时先生：再谈物理学步入禅境（四）
意识是物质世界的基础
2019-08-02 16:47:45 来源:
传承网
如兆视野
量子力学的一个基本原理，是说组成物质世界的微观粒子，如电子，质子，中子或原子，等等，可能处在叠加态，这种状态是不确定的。为简单计，以下我们只以两个状态的叠加态为例，这些讨论不难推广到多个状态的叠加。例如一个粒子可以同时处于两个不同地点，既在A点存在，又在B点存在，电子的状态是在A点又在B点的不同状态的叠加，或者说，粒子的状态是“在”和“不在”的叠加。粒子的这种
混合状态，叫做“叠加态”。
学过大学物理的人都知道这个原理，然而有几个真正懂得它的含义呢？你真正懂得了，一定会感受到观念上的巨大震撼。这里我们就来层层剖析它的含义。
首先，不同状态的这种叠加是很诡异的。
举例说，昨天我发现身上手机没了。因为昨天晚上在家里用过，今天在办公室没用过，所以它可能在家里，也可能在办公室。
究竟手机在哪呢？大家凭经验会说：它“要么在家里，要么在办公室”，或者换种表述方法，“它要么在家里，要么不在家里”，总之二者只能其一。然而量子力学却说：它“既在家里，又在办公室”，或者换种表述方法，“它既在家里，又不在家里”，总之两个状态同时存在。它处于“在家里”和“在办公室”两个态的叠加，或者“在家里”和“不在家里”两个态的叠加。
有人会说，“在家里与不在家里”，或者“在家里与在办公室”是两对互相冲突的状态，怎么可以“既在家里又不在家里”，或者“在家里又在办公室”呢？回答是，这正是微观粒子的诡异之处，他们的两个冲突的状态，可能同时存在。
你会想：手机是否在家里，粒子是否在A点，你一看不就明白了吗？看的结果只能是“在与不在”二者取一呀！
量子力学更诡异之处在于，你只要去看它在不在，你就实施了有意识的观察动作。你一有意识地观察，它的存在状态就从原来的“在A点又在B点”的叠加状态，一下子变成“在A点”或者“在B点”的唯一的状态了。
聪明的人会反问：既然你不观察它，你怎么知道它既在A点又在B点呢？这是在微观世界中被大量实验确证的事实，其中一个最著名的实验就是干涉实验。
2002年，《物理世界》杂志评出十大经典物理实验，“杨氏双缝实验用于电子”名列第一名。费曼认为，杨氏双缝电子干涉实验是量子力学的心脏，“包括了量子力学最深刻的奥秘”。
图~1：双缝干涉实验 — 水波（或光波）（图片来自网络）
如果有一个波（例如水波或光波），从图~1（a）左边的点光源发出来，根据惠更斯原理，波面上的每一点都是一个子波源，因此经过两条狭缝之后的波，可看作是位于两条狭缝处的子波源所发出的两列波的叠加。“波的叠加”意味着“振幅的叠加”如果两列波到达同一位置时，振动方向相同，叠加后振幅增大；反之，如果振动方向相反，互相抵消，使得叠加后振幅减小，甚至抵消为零。因为叠加后的振动在不同位置的增大或抵消，便形成了屏幕上明暗相间的干涉条纹。图~1（a）右边是干涉条纹的照片，图~1（c）表示的是光波在屏幕上的强度分布。我们看到的曲线p是一条上下振动的图像，这对应于明暗相间强度变化的干涉条纹。
如果你看到干涉条纹，你就知道你观察到的是个波，它的两个子波是在两个狭缝同时出现的，也就是这个波既在A点又在B点，因为只有这样的情况，波才能出现干涉。注意这里的关键是“同时”。如果在A点和在B点的两个波不同时，就等于分别将一条狭缝遮住，作两次单缝实验，这两次单缝实验的结果都没有条纹，单缝实验光强度的分布，即波动振幅的平方，分别由（b）中的曲线p1和p2表示。单缝实验光强度的分布，即波动振幅的平方，分别由（b）中的曲线p1和p2表示。
比较图~1（b）、（c）中的曲线p1、p2是两次单缝实验的强度分布，p是双缝实验的强度分布。显然，p并不等于p1、p2的简单叠加，事实上，它是单缝实验的振幅叠加后的平方。这是波动的特点，也是干涉条纹的来源。
如果我们不用波，而是用我们熟知的宏观粒子来做同样的双缝实验，结果如何呢？我们设想用一挺机关枪向狭缝扫射（图~2（a）），子弹的发射服从经典概率统计规律一粒一粒发射出来，而又穿过狭缝到达屏幕的子弹中，50％的几率是通过第一条缝而来，50％的几率通过第二条缝而来。假设每个打到屏幕上的子弹形成一个亮点的话，发射一定数目的子弹之后，在屏幕上就有了一个亮点聚集而成的图像（图~2（a）右）。这个图像不同于波动的情形，它不是明暗相间的干涉条纹，而是从中心到两边，亮度逐渐下降的图像，如图~2（c）的曲线p所示。
图~2：双缝干涉实验 — 子弹（图片来自网络）
类似于波动双缝实验，我们也可以分别将狭缝之一关闭，对另一个开缝做两次子弹单缝实验，实验结果的两条亮度分布曲线由图~2（b）中的p1、p2表示。比较图~1（b）和图~2（b），不难看出，子弹单缝实验结果与水波单缝实验结果是相同的。然而，两种情形的双缝实验结果完全不同。子弹双缝实验的结果p，是两个单缝实验结果p1和p2的简单叠加，这是由概率的叠加性决定的。
总结以上所述，水波的双缝实验结果是相干叠加，体现水的波动性；子弹的双缝实验结果是非相干叠加，体现子弹的粒子性。
现在我们用电子枪代替机关枪，用电子来做双缝实验。用电子枪将电子一个一个地朝着狭缝发射出去。如图~3所示
图~3：双缝干涉实验 — 电子（图片来自网络）
电子单缝实验的结果如图~3中的（b），曲线p1、p2与水波和子弹时一致。然而，电子双缝实验的结果p却是与水波的一样，出现了干涉条纹！
这个结果令经典物理学家们感到意外，因为，实验中的电子，和机枪发射子弹一样，是由电子枪一个一个发射出去的。既然是粒子，它的宏观轨道行为，应该和子弹没有实质的差别。双缝实验时，虽然两条缝都是打开的，但是每一个电子，应该象一个子弹那样，只能通过其中的一条缝到达屏幕。这样，结果就应该和子弹的结果一样，是非相干叠加。
实验观察结果显示，电子的确是像子弹那样，一个一个到达屏幕的，如图~4所示，对应于到达屏幕的每个电子，屏幕上出现一个亮点。但是，随着发射的电子数目的增加，接收屏上的结果显示出了确定的干涉图案。这说明每个电子同时通过了两条狭缝，然后自己和自己发生了干涉！
图~4：电子双缝干涉实验（图片来自网络）
也许有人会说每个电子到底是穿过那条狭缝过来的，我们应该可以测量出来。于是，物理学家们便在两个狭缝口放上两个粒子探测器，以判定电子每次穿过哪个狭缝。这时，奇怪的事又发生了两个粒子探测器从来没有同时响过，并且，干涉条纹立即消失。无论我们使用什么测量方法，一旦要观察电子通过哪条狭缝，就都是这个结果。
因此，双缝实验结果表明电子的行为既不等同于经典粒子，也不等同于经典波动，它兼有粒子和波动的某些特性，这就是波粒二象性。实验发现电子同时穿过了两条狭缝，即处于一种叠加态，既在位置A，又在位置B。如果我们设法去观察电子的位置，那么它马上改变自己的行为，只出现在位置A或位置B。所有微观粒子的行为都与电子一样。
微观世界的这个诡异之处震动了人类最聪明的大脑，在20世纪爆发了人类思想史上最深刻的关于物质世界本质的论战。爱因斯坦提出了一些深刻的问题，波尔用量子力学做出了回答。这场论战并未结束，爱因斯坦深邃的思想揭示出物质世界的令人瞠目结舌的本质。
根据爱因斯坦提出的问题，薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第五节，他编出了下面这个现在被称作“薛定谔的猫”的理想实验，试图将微观不确定性变为宏观不确定性，微观的迷惑变为宏观的佯谬，以引起大家的注意。物理学家们对此佯谬一直众说纷纭、争论至今。
把一个放射性原子放在一个不透明的箱子中，让它保持这种衰变与不衰变的叠加状态。在箱子里放一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变放出一个中子时，它就激发一连串连锁反应，最终打破箱子里的一个毒气瓶，把同时在箱子里的一只猫毒死。要是原子没有衰变，那么猫就活着。
按照量子物理的几率解释，我们没有观察时，那个原子处在衰变与不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们开箱察看，状态才最终确定，要么猫死掉，要么它活着。问题是：在我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？量子力学认为，它和我们的原子一样处在叠加态，即这只猫陷于一种死与活的叠加状态。
这样一来，就不仅微观粒子是没有确定状态，现在宏观的猫也变成了没有确定状态了。一只猫同时又是死的又是活的，即处在不死不活的叠加状态，这与常识太不一致了。
这个实验虽然简单，却比爱因斯坦提出过的其它问题更尖锐，因为它把量子效应放大到了我们的宏观世界中，在人类生活的尺度上把物理过程与观察联系起来了。
1963年诺贝尔物理奖金获得者尤金·维格纳（Eugene Wigner）对于人们一直争论不休的“薛定谔的猫”问题，又作了一个很尖锐的补充，加上了一个所谓的“维格纳的朋友”。
“维格纳的朋友”是他所想象的某个人，他戴着防毒面具也同样呆在箱子里观察这只猫。维格纳本人则退到房间外面不去观测箱子里到底发生了什么。现在，对于维格纳来说，他对房间里的情况一无所知，几率解释认为他的在箱子里的朋友处于一个“看见猫活着”和“看见猫死亡”的混合叠加状态。可是，当他事后询问那位朋友的时候，后者肯定会説自己要么是“看见猫活着”，要么是“看见猫死亡”，一定会否认这种混合叠加状态。
维格纳认为，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动，因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能。他说，意识可以作用于外部世界，使波函数坍缩，因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变，根据牛顿第三定律，作用与反作用原理，意识也应当能够反过来作用于外部世界。他把论文命名为《对于意识与物体问题的评论》（Remarks on the mind-body question），收集在他1967年的论文集里。
“薛定谔的猫”问题只是所有量子力学体系的测量问题的一个特例。冯·诺伊曼（John Von Neumann）是现代计算机的奠基人之一，他也为量子物理学建立了严格的数学基础。他指出，我们在测量中使用的那些仪器，本身也是由状态不确定的粒子组成的，因此仪器也有自己的量子状态。当我们用仪器去观察时，就把仪器本身也卷入到这个模糊叠加态中去了。
例如，我们想测量一个电子是通过了左边的狭缝还是右边的。我们用一台仪器去测量，并用指针摇摆的方向来报告这一结果。但是，因为这台仪器（记为A）本身也有自己的量子状态，如果我们不观测这台仪器，它的量子状态也可能是一种模糊的叠加态。在用这台仪器测量电子之后，虽然电子的量子叠加状态坍缩了，但左与右的叠加却被转移到了仪器A那里。现在是仪器A又处于指针指向左还是右的叠加状态。假如我们再用仪器B去测量那台仪器A，A的量子叠加状态又坍缩了，它的状态变成确定，可是B又陷入模糊不定中。总之，当我们用仪器去测量仪器，这整个链条的最后一台仪器总是处在不确定叠加状态之中，这叫做“无限后退”（infinite regression）。换句话说，假如我们把用于测量的仪器也加入到整个系统中去，这个大系统的量子状态从未彻底坍缩过。
可是，当我们看到了仪器报告的结果后，不确定状态“无限后退”的过程就结束了，我们的意识不会处于叠加状态。难道人类意识（Consciousness）的参与才是量子状态坍缩的原因？难道只有当电子的随机选择结果被“意识到了”，它才从各种量子状态的几率叠加变成一个确定的状态？而只要它还没有“被意识到”，电子便总是留在不确定的状态，只不过从一个地方不断地往最后一个测量仪器那里转移罢了。造成“坍缩”的原因，难道是我们的意识？
一台仪器无法“意识”到自己的指针是指向左还是指向右，所以它必须陷入左与右的混合态中；一只猫无法“意识”到自己是活着还是死了，所以它可以陷于死与活的混合态中。但是，我们可以“意识”到电子究竟是左还是右，我们是生还是死，所以一旦我们的意识参与后，混合叠加态彻底坍缩了，世界就变成了现实，以免给我们的意识造成混乱。
自然科学总是自诩为最客观、最不能容忍主观意识的，现在量子力学发展到这个地步，居然发现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！
科学家们受到的震撼正如爱因斯坦的名言中说的：“就好像人的脚下被抽空，看不到哪里有什么可靠的基础，没办法在那上面建立什么。”
爱因斯坦的传记作家回忆道：“有一次和爱因斯坦同行，他突然停下来，转身问我是否真的相信，月亮只有在我去看它的时候才存在？”
因为世间万物都是由原子组成的，如果不去观察，这些原子都是处在不确定的叠加状态的。月亮也是由原子组成的，所以如果我们不去看月亮，一个确定的、客观的月亮是不存在的。但只要观察，那一大堆粒子就从不确定状态变成无数确定的状态，一轮明月便又高悬空中。
整个宇宙也是一样。在没有人类的意识观测之前，宇宙在百亿年中都处于浑沌状态，每个粒子都以波函数的形式存在，并无确定的状态和清晰的图像。好比近视眼看到的周围世界只是模糊不清的一片那样。在人类有意识地观测之时，万物突然从不确定坍塌到确定的状态，宇宙才突然呈现出清晰的图像。就像戴上眼镜，外界突然清晰呈现那样。
学过大学物理的人都知道这个原理，然而有几个真正懂得它的含义呢？你真正懂得了，一定会感受到观念上的巨大震撼。这里我们就来层层剖析它的含义。
首先，不同状态的这种叠加是很诡异的。
举例说，昨天我发现身上手机没了。因为昨天晚上在家里用过，今天在办公室没用过，所以它可能在家里，也可能在办公室。
究竟手机在哪呢？大家凭经验会说：它“要么在家里，要么在办公室”，或者换种表述方法，“它要么在家里，要么不在家里”，总之二者只能其一。然而量子力学却说：它“既在家里，又在办公室”，或者换种表述方法，“它既在家里，又不在家里”，总之两个状态同时存在。它处于“在家里”和“在办公室”两个态的叠加，或者“在家里”和“不在家里”两个态的叠加。
有人会说，“在家里与不在家里”，或者“在家里与在办公室”是两对互相冲突的状态，怎么可以“既在家里又不在家里”，或者“在家里又在办公室”呢？回答是，这正是微观粒子的诡异之处，他们的两个冲突的状态，可能同时存在。
你会想：手机是否在家里，粒子是否在A点，你一看不就明白了吗？看的结果只能是“在与不在”二者取一呀！
量子力学更诡异之处在于，你只要去看它在不在，你就实施了有意识的观察动作。你一有意识地观察，它的存在状态就从原来的“在A点又在B点”的叠加状态，一下子变成“在A点”或者“在B点”的唯一的状态了。
聪明的人会反问：既然你不观察它，你怎么知道它既在A点又在B点呢？这是在微观世界中被大量实验确证的事实，其中一个最著名的实验就是干涉实验。
2002年，《物理世界》杂志评出十大经典物理实验，“杨氏双缝实验用于电子”名列第一名。费曼认为，杨氏双缝电子干涉实验是量子力学的心脏，“包括了量子力学最深刻的奥秘”。
图~1：双缝干涉实验 — 水波（或光波）（图片来自网络）
如果有一个波（例如水波或光波），从图~1（a）左边的点光源发出来，根据惠更斯原理，波面上的每一点都是一个子波源，因此经过两条狭缝之后的波，可看作是位于两条狭缝处的子波源所发出的两列波的叠加。“波的叠加”意味着“振幅的叠加”如果两列波到达同一位置时，振动方向相同，叠加后振幅增大；反之，如果振动方向相反，互相抵消，使得叠加后振幅减小，甚至抵消为零。因为叠加后的振动在不同位置的增大或抵消，便形成了屏幕上明暗相间的干涉条纹。图~1（a）右边是干涉条纹的照片，图~1（c）表示的是光波在屏幕上的强度分布。我们看到的曲线p是一条上下振动的图像，这对应于明暗相间强度变化的干涉条纹。
如果你看到干涉条纹，你就知道你观察到的是个波，它的两个子波是在两个狭缝同时出现的，也就是这个波既在A点又在B点，因为只有这样的情况，波才能出现干涉。注意这里的关键是“同时”。如果在A点和在B点的两个波不同时，就等于分别将一条狭缝遮住，作两次单缝实验，这两次单缝实验的结果都没有条纹，单缝实验光强度的分布，即波动振幅的平方，分别由（b）中的曲线p1和p2表示。单缝实验光强度的分布，即波动振幅的平方，分别由（b）中的曲线p1和p2表示。
比较图~1（b）、（c）中的曲线p1、p2是两次单缝实验的强度分布，p是双缝实验的强度分布。显然，p并不等于p1、p2的简单叠加，事实上，它是单缝实验的振幅叠加后的平方。这是波动的特点，也是干涉条纹的来源。
如果我们不用波，而是用我们熟知的宏观粒子来做同样的双缝实验，结果如何呢？我们设想用一挺机关枪向狭缝扫射（图~2（a）），子弹的发射服从经典概率统计规律一粒一粒发射出来，而又穿过狭缝到达屏幕的子弹中，50％的几率是通过第一条缝而来，50％的几率通过第二条缝而来。假设每个打到屏幕上的子弹形成一个亮点的话，发射一定数目的子弹之后，在屏幕上就有了一个亮点聚集而成的图像（图~2（a）右）。这个图像不同于波动的情形，它不是明暗相间的干涉条纹，而是从中心到两边，亮度逐渐下降的图像，如图~2（c）的曲线p所示。
图~2：双缝干涉实验 — 子弹（图片来自网络）
类似于波动双缝实验，我们也可以分别将狭缝之一关闭，对另一个开缝做两次子弹单缝实验，实验结果的两条亮度分布曲线由图~2（b）中的p1、p2表示。比较图~1（b）和图~2（b），不难看出，子弹单缝实验结果与水波单缝实验结果是相同的。然而，两种情形的双缝实验结果完全不同。子弹双缝实验的结果p，是两个单缝实验结果p1和p2的简单叠加，这是由概率的叠加性决定的。
总结以上所述，水波的双缝实验结果是相干叠加，体现水的波动性；子弹的双缝实验结果是非相干叠加，体现子弹的粒子性。
现在我们用电子枪代替机关枪，用电子来做双缝实验。用电子枪将电子一个一个地朝着狭缝发射出去。如图~3所示
图~3：双缝干涉实验 — 电子（图片来自网络）
电子单缝实验的结果如图~3中的（b），曲线p1、p2与水波和子弹时一致。然而，电子双缝实验的结果p却是与水波的一样，出现了干涉条纹！
这个结果令经典物理学家们感到意外，因为，实验中的电子，和机枪发射子弹一样，是由电子枪一个一个发射出去的。既然是粒子，它的宏观轨道行为，应该和子弹没有实质的差别。双缝实验时，虽然两条缝都是打开的，但是每一个电子，应该象一个子弹那样，只能通过其中的一条缝到达屏幕。这样，结果就应该和子弹的结果一样，是非相干叠加。
实验观察结果显示，电子的确是像子弹那样，一个一个到达屏幕的，如图~4所示，对应于到达屏幕的每个电子，屏幕上出现一个亮点。但是，随着发射的电子数目的增加，接收屏上的结果显示出了确定的干涉图案。这说明每个电子同时通过了两条狭缝，然后自己和自己发生了干涉！
图~4：电子双缝干涉实验（图片来自网络）
也许有人会说每个电子到底是穿过那条狭缝过来的，我们应该可以测量出来。于是，物理学家们便在两个狭缝口放上两个粒子探测器，以判定电子每次穿过哪个狭缝。这时，奇怪的事又发生了两个粒子探测器从来没有同时响过，并且，干涉条纹立即消失。无论我们使用什么测量方法，一旦要观察电子通过哪条狭缝，就都是这个结果。
因此，双缝实验结果表明电子的行为既不等同于经典粒子，也不等同于经典波动，它兼有粒子和波动的某些特性，这就是波粒二象性。实验发现电子同时穿过了两条狭缝，即处于一种叠加态，既在位置A，又在位置B。如果我们设法去观察电子的位置，那么它马上改变自己的行为，只出现在位置A或位置B。所有微观粒子的行为都与电子一样。
微观世界的这个诡异之处震动了人类最聪明的大脑，在20世纪爆发了人类思想史上最深刻的关于物质世界本质的论战。爱因斯坦提出了一些深刻的问题，波尔用量子力学做出了回答。这场论战并未结束，爱因斯坦深邃的思想揭示出物质世界的令人瞠目结舌的本质。
根据爱因斯坦提出的问题，薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第五节，他编出了下面这个现在被称作“薛定谔的猫”的理想实验，试图将微观不确定性变为宏观不确定性，微观的迷惑变为宏观的佯谬，以引起大家的注意。物理学家们对此佯谬一直众说纷纭、争论至今。
把一个放射性原子放在一个不透明的箱子中，让它保持这种衰变与不衰变的叠加状态。在箱子里放一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变放出一个中子时，它就激发一连串连锁反应，最终打破箱子里的一个毒气瓶，把同时在箱子里的一只猫毒死。要是原子没有衰变，那么猫就活着。
按照量子物理的几率解释，我们没有观察时，那个原子处在衰变与不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们开箱察看，状态才最终确定，要么猫死掉，要么它活着。问题是：在我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？量子力学认为，它和我们的原子一样处在叠加态，即这只猫陷于一种死与活的叠加状态。
这样一来，就不仅微观粒子是没有确定状态，现在宏观的猫也变成了没有确定状态了。一只猫同时又是死的又是活的，即处在不死不活的叠加状态，这与常识太不一致了。
这个实验虽然简单，却比爱因斯坦提出过的其它问题更尖锐，因为它把量子效应放大到了我们的宏观世界中，在人类生活的尺度上把物理过程与观察联系起来了。
1963年诺贝尔物理奖金获得者尤金·维格纳（Eugene Wigner）对于人们一直争论不休的“薛定谔的猫”问题，又作了一个很尖锐的补充，加上了一个所谓的“维格纳的朋友”。
“维格纳的朋友”是他所想象的某个人，他戴着防毒面具也同样呆在箱子里观察这只猫。维格纳本人则退到房间外面不去观测箱子里到底发生了什么。现在，对于维格纳来说，他对房间里的情况一无所知，几率解释认为他的在箱子里的朋友处于一个“看见猫活着”和“看见猫死亡”的混合叠加状态。可是，当他事后询问那位朋友的时候，后者肯定会説自己要么是“看见猫活着”，要么是“看见猫死亡”，一定会否认这种混合叠加状态。
维格纳认为，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动，因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能。他说，意识可以作用于外部世界，使波函数坍缩，因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变，根据牛顿第三定律，作用与反作用原理，意识也应当能够反过来作用于外部世界。他把论文命名为《对于意识与物体问题的评论》（Remarks on the mind-body question），收集在他1967年的论文集里。
“薛定谔的猫”问题只是所有量子力学体系的测量问题的一个特例。冯·诺伊曼（John Von Neumann）是现代计算机的奠基人之一，他也为量子物理学建立了严格的数学基础。他指出，我们在测量中使用的那些仪器，本身也是由状态不确定的粒子组成的，因此仪器也有自己的量子状态。当我们用仪器去观察时，就把仪器本身也卷入到这个模糊叠加态中去了。
例如，我们想测量一个电子是通过了左边的狭缝还是右边的。我们用一台仪器去测量，并用指针摇摆的方向来报告这一结果。但是，因为这台仪器（记为A）本身也有自己的量子状态，如果我们不观测这台仪器，它的量子状态也可能是一种模糊的叠加态。在用这台仪器测量电子之后，虽然电子的量子叠加状态坍缩了，但左与右的叠加却被转移到了仪器A那里。现在是仪器A又处于指针指向左还是右的叠加状态。假如我们再用仪器B去测量那台仪器A，A的量子叠加状态又坍缩了，它的状态变成确定，可是B又陷入模糊不定中。总之，当我们用仪器去测量仪器，这整个链条的最后一台仪器总是处在不确定叠加状态之中，这叫做“无限后退”（infinite regression）。换句话说，假如我们把用于测量的仪器也加入到整个系统中去，这个大系统的量子状态从未彻底坍缩过。
可是，当我们看到了仪器报告的结果后，不确定状态“无限后退”的过程就结束了，我们的意识不会处于叠加状态。难道人类意识（Consciousness）的参与才是量子状态坍缩的原因？难道只有当电子的随机选择结果被“意识到了”，它才从各种量子状态的几率叠加变成一个确定的状态？而只要它还没有“被意识到”，电子便总是留在不确定的状态，只不过从一个地方不断地往最后一个测量仪器那里转移罢了。造成“坍缩”的原因，难道是我们的意识？
一台仪器无法“意识”到自己的指针是指向左还是指向右，所以它必须陷入左与右的混合态中；一只猫无法“意识”到自己是活着还是死了，所以它可以陷于死与活的混合态中。但是，我们可以“意识”到电子究竟是左还是右，我们是生还是死，所以一旦我们的意识参与后，混合叠加态彻底坍缩了，世界就变成了现实，以免给我们的意识造成混乱。
自然科学总是自诩为最客观、最不能容忍主观意识的，现在量子力学发展到这个地步，居然发现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！
科学家们受到的震撼正如爱因斯坦的名言中说的：“就好像人的脚下被抽空，看不到哪里有什么可靠的基础，没办法在那上面建立什么。”
爱因斯坦的传记作家回忆道：“有一次和爱因斯坦同行，他突然停下来，转身问我是否真的相信，月亮只有在我去看它的时候才存在？”
因为世间万物都是由原子组成的，如果不去观察，这些原子都是处在不确定的叠加状态的。月亮也是由原子组成的，所以如果我们不去看月亮，一个确定的、客观的月亮是不存在的。但只要观察，那一大堆粒子就从不确定状态变成无数确定的状态，一轮明月便又高悬空中。
整个宇宙也是一样。在没有人类的意识观测之前，宇宙在百亿年中都处于浑沌状态，每个粒子都以波函数的形式存在，并无确定的状态和清晰的图像。好比近视眼看到的周围世界只是模糊不清的一片那样。在人类有意识地观测之时，万物突然从不确定坍塌到确定的状态，宇宙才突然呈现出清晰的图像。就像戴上眼镜，外界突然清晰呈现那样。