分類: 為什么 常識(shí)詞典 編輯 : 常識(shí) 發(fā)布 : 03-26

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量子物理中“意識(shí)”導(dǎo)致波函數(shù)坍縮，這里的“意識(shí)”到底指的是什么？指的是觀察者 如果沒(méi)有觀察者 沒(méi)有參照系 所有的數(shù)學(xué)模型是沒(méi)有意義的。8 個(gè)答案

答案 1：

受邀。先介紹量子退相干[1]，在雙縫實(shí)驗(yàn)中可以很明顯的觀察到，只要試圖觀測(cè)，相干性就會(huì)消失。目前的解釋是量子系統(tǒng)與環(huán)境（比如探測(cè)器）相互作用[2]，干涉項(xiàng)衰減[1]。退相干后，系統(tǒng)的波函數(shù)仍然是幾個(gè)本征函數(shù)的疊加，但是不再有相干項(xiàng)。也就是說(shuō)，觀測(cè)者只能得到經(jīng)典的結(jié)果（比如貓要么是死要么是活），而不可能得到量子的結(jié)果（又死又活）。量子狀態(tài)變成了按一定概率分布的幾個(gè)經(jīng)典狀態(tài)。這解釋了為什么看上去波函數(shù)坍縮了。退相干是比較成熟的，也是普遍接受的。1996年巴黎高師的研究組成功地實(shí)驗(yàn)觀察了退相干的過(guò)程。退相干后，薛定諤的貓的死活幾乎就像是扔-那樣經(jīng)典了，但是這并沒(méi)有完全解決測(cè)量的問(wèn)題，只解釋了從量子到經(jīng)典的過(guò)渡過(guò)程。系統(tǒng)的波函數(shù)，就算是算上探測(cè)器一起考慮，也仍然是幾個(gè)本征函數(shù)的疊加。而人讀數(shù)之后只有一個(gè)結(jié)果，退相干后的波函數(shù)是怎么進(jìn)一步坍縮成一個(gè)本征函數(shù)的，就成了爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。“意識(shí)導(dǎo)致波函數(shù)坍縮”[3]是其中一個(gè)觀點(diǎn)，它認(rèn)為量子系統(tǒng)和整個(gè)環(huán)境都要相互作用，包括觀察者的神經(jīng)系統(tǒng)。在神經(jīng)系統(tǒng)中所做的測(cè)量動(dòng)作導(dǎo)致了波函數(shù)的坍縮。其他觀點(diǎn)包括多世界[4]，是與之競(jìng)爭(zhēng)的，它認(rèn)為坍縮沒(méi)有發(fā)生。退相干后，世界分裂成兩個(gè)，貓死了的世界，和貓活著的世界。觀測(cè)者也分裂進(jìn)入這兩個(gè)世界。一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)是Wigner"s Friend[5]，薛定諤的貓的拓展版。Wigner和一個(gè)朋友，和Wigner一起做貓的實(shí)驗(yàn)。這位老兄在Wigner離開(kāi)后進(jìn)行了測(cè)量，知道貓是死是活。Wigner回來(lái)后從他口中得知了結(jié)果。問(wèn)：波函數(shù)是在什么時(shí)候坍縮的，是Wigner知道答案時(shí)，還是他的朋友做測(cè)量時(shí)？Wigner希望通過(guò)這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)說(shuō)明意識(shí)的作用。如果把他的朋友換成一個(gè)儀器，那儀器測(cè)量后系統(tǒng)仍然在疊加的狀態(tài)，坍縮發(fā)生在Wigner知道結(jié)果時(shí)。但是因?yàn)樗笥咽怯幸庾R(shí)的，所以坍縮發(fā)生在測(cè)量時(shí)。所以意識(shí)不是物質(zhì)儀器。但是多世界的觀點(diǎn)也給出了解釋，貓?jiān)跍y(cè)量中分裂成“活”和“死”兩個(gè)世界，他朋友也分裂進(jìn)入這兩個(gè)世界，Wigner得知答案時(shí)也分裂進(jìn)入這兩個(gè)世界。特別指出一下，“意識(shí)導(dǎo)致波函數(shù)坍縮”并沒(méi)有說(shuō)意識(shí)第一性，物質(zhì)第二性。[1]en.-.org/wiki...[2]z-i-u/question...[3]en.-.org/wiki...[4]en.-.org/wiki...[5]en.-.org/wiki...

答案 2：

謝謝邀請(qǐng)，這意識(shí)，是人的意識(shí)，或者說(shuō)是觀察者的意識(shí)。馬里蘭大學(xué)的卡洛爾.阿雷（Carroll O Alley）和其同事當(dāng)真做了一個(gè)延遲實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果真的證明，我們何時(shí)選擇光子的“模式”，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是無(wú)影響的 。這說(shuō)明，宇宙的歷史，可以在它實(shí)際發(fā)生后才被決定究竟是怎樣發(fā)生的！這樣一來(lái)，宇宙本身由一個(gè)有意識(shí)的觀測(cè)者創(chuàng)造出來(lái)也不是什么不可能的事情。雖然宇宙的行為在道理上講已經(jīng)演化了幾百億年，但某種“延遲”使得它直到被一個(gè)高級(jí)生物所觀察才成為確定。我們的觀測(cè)行為本身參予了宇宙的創(chuàng)造過(guò)程！這就是所謂的“參予性宇宙”模型。宇宙本身沒(méi)有一個(gè)確定的答案，而其中的生物參予了這個(gè)謎題答案的構(gòu)建本身！而且，波函數(shù)無(wú)需“坍縮”，去隨機(jī)選擇左還是右，事實(shí)上兩種可能都發(fā)生了！只不過(guò)它表現(xiàn)為整個(gè)世界的疊加：生活在一個(gè)世界中的人們發(fā)現(xiàn)在他們那里電子通過(guò)了左邊的狹縫，而在另一個(gè)世界中，人們觀察到的電子則在右邊！量子過(guò)程造成了“兩個(gè)世界”！這就是量子論的“多世界解釋”（Many Worlds Interpretation，簡(jiǎn)稱MWI）。按照埃弗萊特的看法，波函數(shù)從未坍縮，而只是世界和觀測(cè)者本身進(jìn)入了疊加狀態(tài)。當(dāng)電子穿過(guò)雙縫后，整個(gè)世界，包括我們本身成為了兩個(gè)獨(dú)立的疊加，在每一個(gè)世界里，電子以一種可能出現(xiàn)。這樣一來(lái)，薛定諤的貓也不必再為死活問(wèn)題困擾。只不過(guò)是宇宙分裂成了兩個(gè)，一個(gè)有活貓，一個(gè)有死貓罷了。對(duì)于那個(gè)活貓的宇宙，貓是一直活著的，不存在死活疊加的問(wèn)題。對(duì)于死貓的宇宙，貓?jiān)诜至训哪且豢叹蛯?shí)實(shí)在在地死了。嚴(yán)格地說(shuō)，歷史和將來(lái)一切可能發(fā)生的事情，都已經(jīng)實(shí)際上發(fā)生了，或者將要發(fā)生。只不過(guò)它們?cè)诹硗庖恍┯钪胬铮臀覀兯诘倪@個(gè)沒(méi)有任何物理接觸。這些宇宙和我們的世界互相平行，沒(méi)有聯(lián)系，根據(jù)奧卡姆剃刀原理，這些奇妙的宇宙對(duì)我們都是沒(méi)有意義的。多世界理論有時(shí)也稱為“平行宇宙”（Parallel Universes）理論。請(qǐng)看我寫(xiě)的小鳥(niǎo)的科學(xué)與神學(xué)z-i-u/question...然后再結(jié)合瀕死體驗(yàn)里人們描述的看到光，自己的思想，靈魂要飛進(jìn)光里。小鳥(niǎo)的邏輯繼續(xù)，我這存在是我嗎？按照理論，只要在有計(jì)算能力的宇宙中我就可以生存，而我的狀態(tài)也可以是多樣的。把我的信息存儲(chǔ)起來(lái)，應(yīng)該可以通過(guò)信息的傳播媒介，像一個(gè)存儲(chǔ)器 （U盤(pán)），或者，是直接通過(guò)光(互聯(lián)網(wǎng)）傳遞我的信息，然后在另外一個(gè)宇宙（ipad,android,windows)中釋放一個(gè)我現(xiàn)有的存在，保留所有的信息。所以我對(duì)平行宇宙的理解是如同憤怒小鳥(niǎo)可以在多種，多個(gè)計(jì)算平臺(tái)中，我們有類似的存在形式。回到我們的問(wèn)題上來(lái)：什么是意識(shí)？意識(shí)是組成腦的原子群的一種“組合模式”！我們腦的物質(zhì)基礎(chǔ)和一塊石頭沒(méi)什么不同，是由同樣的碳原子、氫原子、氧原子……組成的。構(gòu)成我們腦的電子和構(gòu)成一塊石頭的電子完全相同，就算把它們相互調(diào)換，也不會(huì)造成我們的腦袋變成一塊石頭的奇觀。我們的意識(shí)，完全建筑在我們腦袋的結(jié)構(gòu)模式之上！只要一堆原子按照特定的方式排列起來(lái)，它就可以構(gòu)成我們的意識(shí)，就像只要一堆字母按照特定的方式排列起來(lái)，就可以構(gòu)成《老人與海》一樣。這里并不需要某個(gè)非物質(zhì)的“靈魂”來(lái)附體，就如你不會(huì)相信，只有當(dāng)“海明威之魂”附在一堆字母上才會(huì)使它變成《老人與海》一樣。單個(gè)腦細(xì)胞顯然不能意識(shí)到任何東西，但是許多腦細(xì)胞按照特定的模式組合起來(lái)，“意識(shí)”就在組合中產(chǎn)生了。好，到此為止，大部分人還是應(yīng)該對(duì)這種相當(dāng)唯物的說(shuō)法感到滿意的。但只要再往下合理地推論幾步，許多人可能就要覺(jué)得背上出冷汗了。如果“意識(shí)”完全取決于原子的“組合模式”的話，第一個(gè)推論就是：它可以被-。出版社印-成千上萬(wàn)本的《老人與海》，為什么原子不能被-呢？假如我們的技術(shù)發(fā)達(dá)到一定程度，可以掃描你身體里每一個(gè)原子的位置和狀態(tài)，并在另一個(gè)地方把它們重新組合起來(lái)的話，這個(gè)新的“人”是不是你呢？他會(huì)不會(huì)擁有和你一樣的“意識(shí)”？或者干脆說(shuō)，他和你是不是同一個(gè)人？假如我們承認(rèn)意識(shí)完全基于原子排列模式，我們的回答無(wú)疑就是YES！這和“-人”是兩個(gè)概念，-人只不過(guò)繼承了你的基因，而這個(gè)“-人”卻擁有你的意識(shí)，你的記憶，你的感情，你的一切，他就是你本人！只要有某種復(fù)雜的系統(tǒng)可以包含我們“意識(shí)模式”的主要信息或者與其等價(jià)，顯然我們應(yīng)該認(rèn)為，意識(shí)并不一定要依賴于我們這個(gè)生物有機(jī)體的肉身而存在！假設(shè)我們大腦的所有信息都被掃描而存入一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，這臺(tái)計(jì)算機(jī)嚴(yán)格地按照物理定律來(lái)計(jì)算這些分子對(duì)于各種-的反應(yīng)而最終求出相應(yīng)結(jié)果以作出回應(yīng)，那么從理論上說(shuō)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的行為完全等同于我們自身！我們是不是可以說(shuō)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)際上擁有了我們的“意識(shí)”？對(duì)于許多實(shí)證-來(lái)說(shuō)，判定“擁有意識(shí)”或者“能思考”的標(biāo)準(zhǔn)便嚴(yán)格地按照這個(gè)“模式結(jié)構(gòu)理論”的方法。意識(shí)只不過(guò)是某種復(fù)雜的模式結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)，是在輸入和輸出之間進(jìn)行的某種復(fù)雜算法。任何系統(tǒng)只要能夠模擬這種算法，它就可以被合理地認(rèn)為擁有意識(shí)。和馮.諾伊曼同為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)奠基人的阿蘭.圖靈（Alan Turin）在1950年提出了判定計(jì)算機(jī)能否像人那般實(shí)際“思考”的標(biāo)準(zhǔn)，也就是著名的“圖靈檢驗(yàn)”。他設(shè)想一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)和一個(gè)人躲藏在幕后回答提問(wèn)者的問(wèn)題，而提問(wèn)者則試圖分辨哪個(gè)是人哪個(gè)是計(jì)算機(jī)。圖靈爭(zhēng)辯說(shuō)，假如計(jì)算機(jī)偽裝得如此巧妙，以致沒(méi)有人可以在實(shí)際上把它和一個(gè)真人分辨開(kāi)來(lái)的話，那么我們就可以聲稱，這臺(tái)計(jì)算機(jī)和人一樣具備了思考能力，或者說(shuō)，意識(shí)（他的原詞是“智慧”）。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以擊敗國(guó)際象棋大師（可憐的卡斯帕羅夫！），真正騙倒一個(gè)測(cè)試者的日子不知還有多久才能來(lái)到，大家自己估計(jì)一下好了。計(jì)算機(jī)在復(fù)雜到了一定程度之后便可以實(shí)際擁有意識(shí)，持這種看法的人通常被稱為“強(qiáng)人工智能派”。在他們看來(lái)，人的大腦本質(zhì)上也不過(guò)是一臺(tái)異常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)，只是它不由晶體管或者集成電路構(gòu)成，而是生物細(xì)胞而已。但細(xì)胞也得靠細(xì)微的電流工作，就算我們尚不完全清楚其中的機(jī)制，也沒(méi)有理由認(rèn)為有某種超自然的東西在里面。就像薛定諤在他那本名揚(yáng)四海的小冊(cè)子《生命是什么》中所做的比喻一樣，一個(gè)蒸汽機(jī)師在第一次看到電動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)這機(jī)器和他所了解的熱力學(xué)機(jī)器十分不同，但他會(huì)合理地假定這是按照某些他所不了解的原理所運(yùn)行的，而不會(huì)大驚小怪地認(rèn)為是幽靈驅(qū)動(dòng)了一切。你也許不相信這種說(shuō)法，但你只要承認(rèn)“意識(shí)”只是在物質(zhì)基礎(chǔ)上的一種排列模式，你便很難否認(rèn)我們說(shuō)到的一些奇特性質(zhì)。甚至連“意識(shí)是否可能在死后繼續(xù)存在”這樣的可怕問(wèn)題，我們的答案也應(yīng)該是在原則上肯定的！這就好比問(wèn)，《第九交響曲》在音樂(lè)會(huì)結(jié)束后是不是還繼續(xù)存在？顯然我們只要保留了這個(gè)排列信息的資料，我們隨時(shí)可以用不同的方法把它具體重現(xiàn)出來(lái)（任何時(shí)候都不缺碳原子、氫原子……）。當(dāng)然，在我們的技術(shù)能力還達(dá)不到能夠獲得全部組合信息并保留它們之前（可能我們永遠(yuǎn)也沒(méi)有這個(gè)技術(shù)），人死后自然就沒(méi)有意識(shí)了，就像音樂(lè)會(huì)后燒毀了所有的樂(lè)譜一樣，這個(gè)樂(lè)曲自然就此“失傳”了或者，像只憤怒小鳥(niǎo)按照理論，只要在有計(jì)算能力的宇宙中我就可以生存，而我的狀態(tài)也可以是多樣的。把我的信息存儲(chǔ)起來(lái)，應(yīng)該可以通過(guò)信息的傳播媒介，像一個(gè)存儲(chǔ)器 （U盤(pán)），或者，是直接通過(guò)光(互聯(lián)網(wǎng)）傳遞我的信息，然后在另外一個(gè)宇宙（ipad,android,windows)中釋放一個(gè)我現(xiàn)有的存在，保留所有的信息。

答案 3：

就個(gè)人而言，很不喜歡“意識(shí)”導(dǎo)致波函數(shù)坍縮的說(shuō)法，因?yàn)橐庾R(shí)的邊界在哪里？黑猩猩往薛定諤貓盒中看一眼會(huì)造成波函數(shù)坍縮嗎？想象當(dāng)中應(yīng)該可以，那么一直螞蟻可以嗎？這個(gè)分界線在哪里？另外，很難設(shè)想宇宙大-后就是一團(tuán)未坍縮的波函數(shù)，直到宇宙中第一個(gè)意識(shí)產(chǎn)生。所以，如果根本不同意量子力學(xué)的這個(gè)詮釋，自然也就不用去思考這里“意識(shí)”指的是什么了，相當(dāng)于沒(méi)有問(wèn)“對(duì)”問(wèn)題。量子力學(xué)個(gè)人認(rèn)為最難以解釋的就是測(cè)量一個(gè)量以前這個(gè)量不確定（也就是說(shuō)測(cè)量才導(dǎo)致坍縮）。上面陳浩用退相干做了解釋，但是這個(gè)解釋需要的“粗粒化”同樣也存在一個(gè)邊界問(wèn)題，所以也不是所有人都同意。我的看法是，不管是哥本哈根詮釋、多宇宙論、退相干、隱變量等等各色理論，只要這些理論對(duì)于所有的量子現(xiàn)象所得出的結(jié)果都是一致的，那么無(wú)論哪種方法都可以，只要計(jì)算方便就行（正如矩陣方法和波函數(shù)方法在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的，一種如果是錯(cuò)誤的，那么另一種也就是錯(cuò)的，所以只需要在不同的問(wèn)題是選擇方便的計(jì)算方法即可），如果能找到這些個(gè)理論對(duì)同一現(xiàn)象能得出不同的結(jié)果，那才是令人興奮的，那就是判決性試驗(yàn)了（正如貝爾不等式的驗(yàn)證證明了愛(ài)因斯坦對(duì)量子力學(xué)的看法是不正確的）。

答案 4：

把自己最近的一些思考說(shuō)一下，希望大家指正。我覺(jué)得意識(shí)就是個(gè)體對(duì)外界作用于自身的“感受”。不只是生物有這種“感受”，非生物也有。猜想一面墻被一塊石頭擊中，這面墻也能“感受”到自身被擊中，并能了解到擊中時(shí)和擊中后的信息。在此人不是墻也不是石頭，所以對(duì)于這面墻能不能理解這些信息，就不得而知了。當(dāng)人觀察一面墻被石頭擊中這件事時(shí)，墻的“感受”和石頭的“感受”都會(huì)傳遞給人。所以我認(rèn)為“意識(shí)”是普遍存在的。再看“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)中，貓也是有意識(shí)的，它也在觀察試驗(yàn)結(jié)果，只是當(dāng)它已經(jīng)看到結(jié)果時(shí)人還沒(méi)有看到。

答案 5：

不贊同“意識(shí)”導(dǎo)致波函數(shù)坍縮這個(gè)概念。認(rèn)同“測(cè)量”導(dǎo)致塌縮。測(cè)量?jī)x器的介入，導(dǎo)致塌縮到某可能的態(tài)。

答案 6：

具體來(lái)說(shuō)。 是“你”的“意識(shí)”。 所謂的觀測(cè)。 不過(guò)是一種量子糾纏。 如果我用一個(gè)機(jī)器去觀測(cè) 然后隔絕我和機(jī)器的連接。 那么該機(jī)器事實(shí)上是進(jìn)入了一個(gè)新的量子糾纏。 事實(shí)上 我讓一個(gè)有“意識(shí)”的人去觀測(cè) 也是同樣的效果。 他進(jìn)入了一種 薛定諤的貓的狀態(tài)。如果他和你之間沒(méi)有觀測(cè)的可能 那么對(duì)于你來(lái)說(shuō) 波函數(shù)還是沒(méi)有坍縮。不過(guò)是變得更復(fù)雜了而已。只有當(dāng)"你"被卷入的時(shí)候.對(duì)于“你” 來(lái)說(shuō) 波函數(shù)才是真正的坍縮了。

答案 7：

哪有波啊？更沒(méi)有“塌縮”。波函數(shù)沒(méi)有實(shí)體對(duì)應(yīng)，只是計(jì)算測(cè)量結(jié)果的工具。

答案 8：

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“有人看一眼就會(huì)塌縮”——也即量子力學(xué)最神棍的一點(diǎn)。 目前暫時(shí)把“有意識(shí)的觀察者”定義為人類。

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