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量子意识——现代科学与佛学的交汇处

2016-10-15 21:41阅读：

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量子意识——现代科学与佛学的交汇处


量子意识——现代科学与佛学的交汇处


作者：朱时清
导读： 曾几何时，“意识”是被科学拒之门外，避之不及的东西。而如今量子科学做为一项二十世纪被最精密地证实的自然科学，却发现意识在自然科学的研究中不但规避不了，而且可能反而是最基础的因素。
今天我们带您一起来阅读这篇中科院院士朱清时先生的发言，看一看当今人类科学中的最新成就——量子力学和人类智慧中最古老的思想——佛学相互交融时那种不约而同的惊叹。
量子意识——现代科学与佛学的交汇处

人物朱清时 化学家和自然科学家。中国科学院院士。中国科学技术大学前校长。南方科技大学创校校长。

《量子意识——现代科学与佛学的汇合处》


大家一听到这个题目可能觉得很玄。意识怎么会是量子？


量子这个东西大家可能觉得很神秘，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：“科学研究的是不以人的意志为转移的客观规律。”


但是自然科学发展到今天，发现意识是怎样都规避不了的，而且意识在自然科学理论中，反而可能是最基础的。


如果大家听懂了，可能就会知道自然科学最终应该会和佛学殊途同归。

量子意识——现代科学与佛学的交汇处
▲ 佛学和自然科学最终会在山顶汇合吗？
有很多人习惯说佛学是迷信，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。
1科学和佛学认识真理的方法
科学研究的是物质，科学研究的基本方法就是假设客观世界和主观世界、也就是物质和意识必须要截然分开。

佛学研究的东西是意识，佛学反而认为主观和客观、物质和意识不能分开，就是“心物一元”的道理。
大家要接受佛学不是迷信，必须要了解佛学为什么能够发现真理，而不是胡思乱想呢？
>>>> 认识真理的不同方法
首先自然科学（以后简称科学）的方法，科学界有定论，是逻辑推理加实验。逻辑推理是亚里士多德时代的形式逻辑，实验是培根的科学归纳法的基础。还有个大前提，就是刚才说过的，假设客观物质世界和主观意识能截然分开。

佛学的方法跟科学完全不同，佛学的方法不做实验，不作推理。佛学通过提高人的认知能力来认识更深刻的真理。
什么叫提高认知能力？
打个比方：一个小孩儿对世界的理解，对于我们成人来说很幼稚。这个小孩儿要提高认知能力，要等他长大。
长大以后，他的大脑已经达到更高的水平了，他就会发现他小时候不能理解的许多道理豁然开朗。
这就是一种提高认知能力来认知真理的形式，就是靠自然成长，从小孩儿变成大人。
▲ 佛学认识真理的方法是：提高认知能力
>>>> 提高认知能力的方法——禅定
佛学怎样去提高人的认知能力呢？

用的办法就是禅定，禅定让自己的大脑和全部身心细胞处于高度安静的状态。这个时候，就像电流遇到超导体一样。
电流遇到普通导体时，有很强的电阻，那是因为普通导体里的分子、原子都在扰动，扰动增加了电流流动的阻力。
当把导体冷却到绝对温度附近的时候，电子通过的路径上，分子和原子的扰动全部都消失了，这个时候导体就畅通无阻了，一下子电流就极其强。
人在禅定状态下，如果你能达到那种功力的话，你的大脑就像超导体一样，足够安静，一下子你的思维和你的意识就会变得比过去强大得多。
所以佛学认知真理是靠禅定，靠一个人的心静下来，提高了自己的认知能力，而认识到更深刻的真理。佛学认知真理是靠直觉。直觉人人有之，但直觉有大有小，佛学的直觉，是通过禅定提高之后的直觉，即是更高智慧的开启。

▲ 自然科学研究真理的方法是：逻辑推理+实验
自然科学研究的是独立于观察者之外而存在的客观实体，无论谁去观察、用什么方法观察，结果都应该相同，这就是自然科学的可重复性原则。因为它摒除了主观，所以它的研究结果谁都可以重复。
佛学的研究，是通过提高认知能力，那可不是任何人都能重复的了。
佛学的认知方法叫“循业发现”，就是每个人的认知能力只有跟循自己业力的大小，业力的大小意味着认知能力的高低，发现宇宙真理的层次就不一样。这两种不同的方法往往不能混淆。
如果搞自然科学的人用自己的重复性原则加之于佛学，那就完了，佛学不可重复。
一个人能够认知的东西，另一个愚钝的人一定要提高了自己的认知能力才能够认知，所以是不可重复的。就这个意义上说，很多人不理解佛学的方法，把佛学斥之为迷信。
这是今天我要说的第一部分，就是佛学不是迷信，佛学是研究意识的，其研究意识用的方法不是自然科学的那种逻辑推理加实验，它是靠提高人的认知能力来达到的。认知能力提高了之后，你对意识的认识才会上一个台阶。
2量子力学的诡异现象
这部分讲量子力学。当然我不是讲授量子力学，我力求把它讲得通俗，大家都易懂。
量子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，都跟量子力学有关。
量子力学也是自然科学史上被实验证明最精确的一个理论，但是量子的观念，没有人能够理解。我说的没有人能够理解，绝不是指像我们这个层次的人，而是说连量子力学的创始人都不能理解。
量子力学创始人有两个，一个是爱因斯坦，一个是玻尔。
他们一辈子都在争论量子力学的问题，“世纪大辩论”，结果还是不能理解。玻尔就说了，如果谁说他懂了量子力学，他就没有真懂，因为量子力学连我们都没有搞懂。这就是他们的观点。
那么量子力学最不好懂的是些什么问题呢？我先把量子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。
1态叠加与坍缩 量子力学的第一个诡异现象叫做态叠加原理和坍缩。

为了解释量子力学观念，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，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，所有人都理解，而且认为这是天经地义的。
▲ 女儿可以既在又不在客厅里吗？
但在量子力学里就不一样了。量子力学的基本原理就是微观粒子可能处在叠加态，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点的叠加。
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，你一看不就明白了吗？这还用辩论什么？
但是恰好量子力学就认为，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。
所以量子力学怪就怪在这儿：你不观察它，它就处于叠加态，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实验，就是干涉实验。
>>>> 同时在两处的电子
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。
干涉的意思就是这两个子波在每个点都叠加，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，你就知道你观察到的是个波，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出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，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的状态，它一定是所有状态都要同时存在，这样它才能干涉起来。这就是量子力学诡异的地方。这个性质，随后有很多很多应用。
>>>> 严格实验证明观测必定带来影响
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，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。所以这件事是量子力学最诡异的事情。懂了这个，就懂了量子力学最诡异的东西，而且随后我们就能来证明：量子力学离不开意识，意识是量子力学的基础。
2单体的叠加态：薛定谔的猫 刚才说的是量子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，意识是量子力学的基础，物质世界和意识不可分开。

这个实验是量子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力学和量子力学的态叠加，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，又不在客厅一样，那是荒谬的。
他就想了个办法来批驳量子力学，结果没有批驳好，最后反而证明了量子力学最诡异的地方，也就是意识和物质不可分开。
>>>> 既死又活的叠加态猫
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。

根据刚才说的量子力学的态叠加原理，没有观察的时候，原子核是处于已经衰变和没有衰变的叠加状态，就是它既可能衰变了又没有衰变，它是两种状态的叠加。
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叠加状态。
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有这种态叠加，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。
大家都不承认有这种状态。但是量子力学的态叠加原理就是说：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？量子理论很确定，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叠加，这只猫永远处于同时是死又是活的叠加态。
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，量子力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，于是大家就把这个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，人有意识，意识一旦包含到量子力学的系统中去，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量子力学界的共识了，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。我们的意识能够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确定的状态，这样来影响的。
所以波函数，也就是量子力学的状态，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。
>>>> 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，现在量子力学发展到这个地步，居然发现人类的主观意识是客观物质世界的基础了。

因为量子力学是我们客观物质世界最基础的理论

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