如果量子力学理论是对的,那么,不但不意味着人生真的是毫无意义,反过来意味着人生更有意义了。
原因有三:
第一,量子力学中的"观测者效应",会让人生充满主动创造的乐趣。
"观测者效应",说的是,你不观测的时候,这个事物是那样的;当你观测时,这个事物就变成这样了。也就是说,你所观测的事物,因为你的观测而改变。
关于这个原理,有一个通俗的故事可以说明。
年,有一位生物学家在一篇论文中写过他所观察到的"螳螂吃夫"现象:
"把它们放在罐子里的时候,交配后的雄螳螂会尝试着逃跑。可是几分钟之内,它就会被雌螳螂捉住。雌螳螂会先扯下雄螳螂的头吃掉,然后是胫节,而后是大腿……看起来,如果一个雄螳螂最终竟然能从此螳螂那里逃脱的话,几乎是天赐的好运。"
但是,后来生物学家们发现,在自然界中,交配之后螳螂吃夫的现象,其实是不存在的。
那么,难道是那位生物学家观测错误了?不,他的观测是正确的。后来的生物学家发现,原来雌螳螂把雄螳螂吃掉的原因,就是因为有人在观察它们。当有人在旁边观测它们时,雌螳螂误以为观测的人是敌人,因此紧张起来,就把雄螳螂吃了。
这个现象,可以用一个物理学的实验,得到了证明。这就是双缝干涉实验。
19世纪初,物理学家托马斯·杨设计了双缝实验。一块挡板,上面开两条缝。隔一段距离放上另一块挡板。光通过第一块挡板照过去,通过两条缝照在第二块挡板上。结果会出现明暗相间的条纹。这条纹,是两束光就会形成相互干涉的效果。在后一块挡板上,如果两道光波相位相同,就互相加强,变亮;如果相位有差,则互相抵消,就会变暗。
后来,物理学家改变了实验方式,不是发射一束光,而是将光子(光的粒子)一个一个地发射出去。令人震惊的意外发生了,即使每次只发射一个光子,屏幕上仍然会出现干涉条纹。要知道,上次干涉条纹的产生,是两个缝隙透过的两束光相互干涉的结果,但现在只打出一个光子,居然也产生干涉现象,这是为什么呢?
答案是:这个光子自己干涉了自己!也就是说,这个光子同时通过了两个缝隙。再用电子或其他粒子打过去,结果也一样的。以平常情况来比喻,就是一个人同时从左右两个门中穿过去,结果自己撞到了自己。
这样一来,就证明:光子,和其它粒子,在实验中出现了"既在这里,又在那里"的状况。
接下去,最关键的来了。
实验者在旁边安装了探测器,只要光子通过,就能检测到。这样做的目的就是想看看,光子到底是从哪个缝中穿过去的。但是,结果是,屏幕上不再有干涉条纹,只有单个的光点。也就是说,只要一观测,光子就不再使用"分身法",原来是"既走了左边的缝,又走了右边的缝",现在又规矩老实地变成了"或者走了左边的缝,或者走了右边的缝"。
这就是观测者效应:对行为的观测,本身就会影响观测的结果。
当量子力学提出这个效应的时候,可以相象,量子物理学家们是很兴奋、很激动的。如梦这个知识在社会上普及开来,它一定会鼓舞人们去观测、去主动地行动、去积极地创造。
第二,波粒两象性的发现,会让人们对比中国文化充满敬意,也对在这种文化下长大的自己充满信心。
对于上面所说的观测者效应现象,量子力学里的专业表述是:当一个微观粒子没有被"观察"时,它是呈波动状态存在的,就是说,它不是一个点,不是一个固定粒子,而是一段波动的线。而当它被"观察"时,因为观察的影响和干扰,这段波动的钱,被固定成一个点,变成了一个粒子。
这又涉及到另一个量子力学知识:波粒二象性。它说的是:一个电子或光子,有时是粒子,有时是波。它究竟是粒子还是波?它怎么可以既是粒子,又是波呢?但它就是这样:既是粒子,又是波。当它为粒子时,就是物质,当它为波时,就是无,是空,是一种不定形的运动,一种可以扩散和消失的运动。你不知道是什么在运动,它是没有的,是没有的东西在运动。
说到这里你想起了什么?
是不是想起了老子《道德经》里说的"玄之又玄",想起了佛教里的"空"呢?
年,有个叫玻尔的物理学家,提出了"量子跃迁"理论,说的是:电子的运动方式是,这一刻在这个轨道,下一刻出现在另一个轨道。不知道它为什么一会在这里,一会儿在那里,因为它并没有在空间里移动。就是说,它是凭空出现,又凭空消失的。后来物理学家们又发现,所有的已知粒子都是是这种现象。
这里,又有一个著名的"薛定谔的猫"实验设想。事情是这样的,年,物理学家薛定谔设计了一个猫的实验:
把一只猫关在一个封闭的盒子里,盒子里还有一个容器,放着极少量的放射性物质。这些放射性物质,有50%的机率发生衰变,另有50%的机率不发生任何衰变。如果衰变发生,那么放置放射性物质的容器就会放电,通过继电器启动一个榔头,榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。
那么,结果就是:如果发生衰变,这套机关被触发,氰化氢挥发,猫就会死亡。如果没有发生衰变事件,那猫就会活着。
到底活着还是死了?取决观测者是否打开盒子。如果不打开盒子,猫就一直保持不确定性的波态,即处于非死非活、又死又活的生死叠加状态。当外部观测者打开盒子观测时,波态就固定为粒子形式:要么是活的猫,要么是死的猫。
这个实验设想的意义,在于把原本只局限于原子领域的不明确性,转变为宏观不明确性,即原来只是粒子会处于叠加态,现在宏观的动物也会如此。也就是说,本来是微观世界里的事情,是比原子还小的粒子发生的事情,现在证明它也会发生在宏观世界里。
《三体》的作者刘慈欣另有一篇小说,叫《球状闪电》,里面描述了变成量子态的人。我们可以发现,人们也可以像那只薛定谔的猫,既活着,又死了;既在这里,又在那里。孙悟空的分身法,真不是完全虚构的。
爱因斯坦在谈到量子理论时,曾经说过一句话:"你是否相信,月亮只有在看着它的时候才真正存在?"
用量子力学来解释爱因斯坦的这句话,就是:所谓的月亮,只是一定频率的波,与人的视觉细胞相互作用的"主观感觉"。举个通俗的例子,蚂蚁的视觉细胞,就不能与月亮的波发生相互作用,因此,对蚂蚁来说,根本没有月亮存在。而当蚂蚁具备人的视觉细胞时,月亮就存在了。
用佛教的观念来说,我们都是通过“六根”(六门)来了解外面的世界“六尘”的。这个过程是:“眼见色”、“耳闻声”、“鼻嗅香”、“舌尝味”、“身觉触”、“意知法”(见闻觉知)。换句话说,我们其实是被六根蒙蔽了,才了解到了这样的六尘;如果我们没有六根,或者我们的六根跟现在不同,那么,我们了解到的世界,也就是一个不同的世界。所以,《心经》中,观世音菩萨说:“观自在菩萨,行深般若波罗蜜多时,照见五蕴皆空,度一切苦厄。”
这时再想想:我们知道蚂蚁,蚂蚁知道我们吗?在蚂蚁眼中,我们是人吗?其实在蚂蚁眼中,我们是一堆杂乱无章的声音。
杜甫有一句诗:"感时花溅泪,恨别鸟惊心"。当你有感触时,花上的露水就变成了泪水;当你在为离别痛苦时,鸟都会惊肉跳。
这不都是心——意识的结果吗?所以,心学创始人王阳明说:"心外无物"。
微观粒子是这样,宏观世界也就是这样。因为宏观世界就是由微观粒子所组成的。举例来说,组成我们身体的亚原子粒子,时时刻刻都是进行"量子跃迁",从有,跃迁到无;再从无,跃迁到有。也即,如果我们有一双能看到粒子的眼睛,我们就会发现,我们身体一会儿消失,一会儿出现。
整个宇宙都是这样。
现在我们理解了,原来,心外真的无物。宇宙,就在心中,随心而变。
当我们真正理解了这一点,真正体验到这一点,那么,我们的认识水平,就将有一个飞跃,随之而来的,就是实践水平的提升。
第三,量子纠缠的发现,会让人们对人类的未来充满好奇、充满想象、充满信心。
爱恩斯坦,及他之后的一些较有成就的科学家,都表示了对大自然、对宇宙、对造物主的敬仰之情。
这种敬仰之情,比之前的科学家,更加虔诚、更加热烈。原因就在于:他们发现了一个现象:量子纠缠。
所谓量子纠缠,是指,两个存在相互影响关系的粒子,无论相隔多远,改变其中一个的状态,另一个也即时发生改变。这里所说的“无论相隔多远”,可以远到几亿、几十亿、几百亿、几千亿、几万亿光年。这里所说的“即时”,就是瞬间。
也就是说,哪怕这两个粒子相距亿万光年,只要有一个变化了,另一个瞬间就知道了,也同时发生变化。
这个现象,让一些最有成就的、最伟大的科学家,也不得不赞叹大自然的神奇,赞叹宇宙的伟大。人类有幸生活在这样神奇与伟大的宇宙怀抱,不能不心情怀感恩。
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