打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
观察者效应:你没看我,你怎么知道我在看你?


观察者效应:你没看我,你怎么知道我在看你?

“为了与原子理论的教程作一类比……(我必须转向)这样一些方法论的问题,如来佛与老子这样一些思想家早就遇到了这类问题,就是在存在这幕壮观的戏剧中,如何使我们既是观众又是演员的身分能够协调起来。”——N.玻尔


    所谓的“观察者效应”,指的是被观察的现象会因为观察行为而受到一定程度或者很大程度的影响。说得广泛一点,我们几乎没办法不影响我们观察的事物——只不过是程度高低不同而已。

    科学家在锲而不舍的对物质进行一分再分,寻求万物终极构造物的过程中,不可避免在微观粒子层面无法忽略哲学层面的“观察者效应”:在物理理论中,平常大家总是认为可以不必干涉所研究的对象,就可以观测该对象,但从量子理论看来却不可能,因为对原子体系的任何观测,都将涉及所观测的对象在观测过程中已经有所改变,例如用光子仪测量,光子作为概念上的微观粒子,用光子测量这个动作,光子的扰动本身就影响了被测量粒子的运动轨迹、动量等物理量。如此就不能测量到粒子“本来”的物理状态,测量到的只是被测量物与测量动作合力的叠加态。

    测量微观粒子这个动作怎么产生的?没有测量这个“念头”,会产生测量这个动作吗?这又不可避免涉及到意识的影响力。

    量子力学认为物体在没有测量之前,都是几率波,测量使得物体的几率波“塌缩”成为观测到的现实。那可怜又著名的“薛定谔猫”,被迫担当起了连接宏观与微观世界的重任。

    关于薛定谔猫举个通俗版本的解释:一男人在外找小三,老婆知道后很生气,并警告”你若再去和那贱人约会,老娘就弄死她“。男的很淡定的回了一句“我不去见她,我怎么知道她是活着还是被你弄死了?”

现实与几率

    联系到股票、期货市场,从量子力学角度,按各级别,走势后续分类的几种走法也是几率波,直到级别所构筑之结构的当下(即为测量)使得走势的几率波“塌缩”成为观测(操作)的现实。级别由大到小的次第划分如同对物质由大到小的追溯。对于小级别走势细节,其后续作用力演化的走势分类就接近最近的当下。换句话说,从某种角度看,在某边界范围内,即使你知道某事件发生的必然性,也无法事前知晓必然发生事件的所有细节,这各细节也存在分类的几率波,且由发展过程中的就近当下所决定。

宏观与微观

    双缝实验所显示,如果我们把一束电子直接打在屏幕上,屏幕会显示一个亮点,表明电子是粒子性的。我们再让一束电子通过两段平行的狭缝,在屏幕上则会显示出明暗相间的干涉图案,表现出波动性。如果将双缝之一关闭,则屏幕会出现衍射图案,但干涉图案与衍射图案并不相同,双缝干涉图案并不是单缝衍射图案的叠加。最奇怪的是,在上述实验中,让电子一粒一粒的发射,实验结果还是一样的。那么电子到底是粒子还是波呢?还是具有“波粒二象性”呢?

    目前主流的看法是,电子(其他亚原子粒子也一样)是处在一种所有可能状态的迭加态中,我们无法推测电子在某一时刻的具体位置(除非进行观测),但我们可以知道电子出现在某一位置的几率是多少,这个几率可通过薛定谔波函数计算得出。

    不少人以为粒子世界怎么回事,跟我们的生活关系好像不大。粒子再怎么奇怪,太阳还是有规律的东升西落,我们还是要有规律的上学上班,微观粒子世界和宏观世界是不相干的。
   
    但是,真的不相干吗?薛定谔的那只可怜的猫打碎了我们希望窝在有规律的宏观世界的美梦,把微观世界和宏观世界生生的扯到了一起。埃尔温·薛定谔是量子力学的奠基人之一,在1935年就已经觉察到量子迭加的哲学问题怎样可以在宏观级上出现。他设计了这样一个思想实验:“一只猫关在一钢盒内,盒中有一种残忍的装置(必须保证此装置不受猫的直接干扰):在盖革计数器中有一小块辐射物质,它非常小,或许在1小时内只有一个原子衰变。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变,计数管便放电并通过继电器释放一锤,击碎一个小的氢氰酸瓶。于是猫被毒死”。

    我们运用自己的逻辑推测,那只猫是非死即活的,两者必居其一。可是,按照量子力学规则,盒内整个系统处于两种态的迭加之中,一态中有活猫,另一态中有死猫。但是,一个又活又死的猫,是什么意思呢?猫的死活被摆在了台面上,我们不能再奉行鸵鸟政策了!
   
    对于量子领域的这种奇怪特性,量子理论的奠基人之一的玻尔给出了自己的理解。他的解释也被认为是量子理论的传统观点,被称为哥本哈根解释。玻尔认为:在对某个量子物体实行一次测量之前,就把一组完全的属性委归于它,那是没有意义的。也就是说,询问一个电子“实际”是什么的问题,是没有意义的。或者至少,当您提这个问题时,物理学家不可能给予回答。他宣称:物理学不告诉我们世界是什么,我们只能说观察到的世界是什么。对于薛定谔的那只被量子论决定生死的猫,玻尔的观点是,物理学不能告诉我们猫是生还是死(当然我们的逻辑可以判断),只有在我们观察后,波函数发生“塌缩”,我们才能知道确定的结果。

    玻尔的结论是惊世骇俗的,因为本来是客观的物理实验,结果却要由主观的意识来决定,这是大多数人所不愿接受的。我们一般会毫不犹豫的认为这个世界是实实在在存在着的,眼前的电脑、屋外的果树、鲜花,一切的一切,都是实实在在的呆在那儿,并不会因为我们注意到它们就不存在。换句话说,就算我们魂归西天,这个地球还是一样的转。是的,我们坚定的这样认为。不仅我们,大多数物理学家都是同样的看法,认为我们这个世界具有两种特性:实在性和定域性。其中定域性是指,一个物体或人,比如张三,要么在家里,要么在办公室,或者在其他某个地方从事秘密活动。我们可以确定,在某个具体的时间,张三只可能出现在一个地方,他不可能同时在家又在办公室(当然除了他是SOHO的在家办公一族)。也就是说,没有一种东西可以超过光的速度。然而玻尔告诉我们,在粒子世界,所谓的定域性是不存在的,而实在性,从物理学角度也是无法确定的。
      
    经典理论认为人、动物、山、河等等万物均各种分子、原子、离子等构成,原子由原子核、电子等构成……如此不断追溯。这些是构造万物大厦的基础“砖块”,然而到了亚原子层面的微观粒子,量子力学揭示经典世界的这些“砖块”并没有人们想象中的那么“牢靠”,这显然是习惯“现实”的人们难以接受的。

两个决定性实验

  在谈到前一个实验之前,我们必须先介绍一个被称之为“科学中最深刻的发现”的贝尔不等式,这个不等式的形式是:|Pxz-Pzy|≤1+Pxy。我们可以不用理会这个不等式的具体含义,也不用管贝尔是怎么推导出来的,我们只要知道,贝尔为我们提供了一种可能,即直接用实验数据验证量子理论。贝尔不等式用数学语言告诉我们,如果我们的世界是经典实在的,那么不等式成立,反之,则不成立。

  贝尔不等式使物理学家们用具体实验来验证ERP佯谬成为可能。

  ERP佯谬是爱因斯坦和波多尔斯基以及罗森联合提出的一个思想实验。天才的爱因斯坦建立了相对论,可是在他内心深处仍然渴望经典实在的世界,这方面他是保守的。因此为了反驳量子理论,爱因斯坦提出了他的诘难:想象一个大粒子衰变成两个小粒子反向飞开。如果粒子A自旋为“左”,粒子B便一定是“右”,以保持总体守恒。按照量子理论,在观察之前,它们的状态是不确定的,只有一个波函数可以描绘它们。当彼此飞离数光年后,我们开始观察粒子A,它的波函数坍缩了,瞬间随机选择了比如说“左”旋。此时粒子B也必须瞬间成为“右”旋了。那么B是如何得知A的状态呢?难道有超光速信号来回于它们之间?这显然违背了相对论。

  1982年,法国奥赛理论与应用光学研究所的阿斯派克特小组第一次在精确意义上对EPR作出检验,这个实验被命名为阿斯派克特实验——即证实“量子纠缠”的存在。实验结果毫无悬念的证明了量子理论的胜利,贝尔不等式不成立!之后若干物理学家多次重复检验,结果一致。阿斯派克特系列实验是20世纪物理史上影响最为深远的实验之一,甚至可以和1886年迈克尔逊—莫雷实验相提并论。

    如果说阿斯派克特实验让人们还保留一些经典世界定域性的希望,那么下一个实验——延迟选择实验将彻底摧毁人们的这最后一点希望。

    延迟选择实验是……(略)

    延迟选择实验和阿斯派克特实验是任何试图解释量子世界奇异特性理论的试金石,那些试图保有经典世界实在性和定域性的企图在这两个实验面前都将无法自圆其说。相对论与量子论的矛盾实际上已经明确的告诉了我们,并不是理论有问题,而是理论的公设有问题。当爱因斯坦在与玻尔争执的时候,哥德尔可能在心里说:看吧,我早就说过任何具有公设的系统都是不完备的。所以你们的争执也是迟早的事!
 
    的确,用相对论无法解释量子的古怪行为,而量子论自己都无法解释量子的行为,更不要说去解释相对论了。

  现代科学面临着一种尴尬的境地,如果不从根本上进行反思,这种悖论恐怕无法化解。我们不妨回味一下玻尔的观点:“物理学不告诉我们世界是什么,我们只能说观察到的世界是什么。”大家是否注意到,玻尔的观点与佛家的理论不谋而合!佛家的观点认为,没有一个独立于观察者之外的世界,每个人所感知到的世界,只不过是自己无明分别念所产生的幻象。既然如此,我们能否从佛学的角度来解释粒子的古怪行为,并最终化解相对论与量子论的矛盾呢?

    前面我们说过,从佛家的角度来看,世界是虚幻不实的。但是,这个世界如此鲜活而真实,怎么可能是虚幻的呢?是什么原因导致了这个虚幻的世界的产生呢?佛经中说,我们是因为无明,产生分别心,又因分别心,产生执著念。分别心产生了幻象,而我们执著于幻象,因此我们就以虚幻的世界为真,从而迷失了自己的本来面目。在佛家的观念里,无明是现象世界生成在逻辑上的原因。所谓无明,即是指没有智慧,迷失了本心。而分别念,是现象世界生成的直接原因。

  大家都是由于分别心而产生了幻象,那为什么我们自己一点都没有察觉呢?佛说,那是因为分别心太过细微,而我们的意识太过粗放。我们的意识是由连续不断的念头组成,我们每个人在安静沉思的时候,可以自己审视自己的念头生起和消逝,有时候,一个念头起来,我们的心思就随着这个念头而去,从而产生了更多的念头。不间断的念头在我们的脑海中起起落落,就组成了一幅连续而动态的画卷。我们误以为我们的思维是连续的,其实我们只要安静的进行内视,就可以发现念头与念头之间是存在间隔的。著名的哲学家,禅修大师克里希那穆提在其著作《最初和最终的自由》中写道:“如果你非常仔细的察看,你会看见,尽管反应,即思想的运动,看起来如此迅速,但是,念头之间是有缝隙的,在两个念头之间存在着间隔。”

  分别的念头我们在安静时就可以察觉,但是,念头又是由更细微的分别念组成,细微的分别念还由更加细微的生灭所组成。这样的生灭就不是一般状况下可以察觉到的。按照佛经的记载,一弹指含二十瞬,一瞬含二十念,一念含九十刹那,一刹那含九百生灭。在华严经中,记载了佛与弥勒菩萨的对话:“佛告弥勒,心有所念几念几相几识耶,弥勒言,举手弹指之顷,三十二亿百千念,念念成形,形皆有识,(识)念极微细不可执持,佛之威神入彼微识皆令得度,此识教化非无识也。”在这段对话中,弥勒菩萨说,一弹指之间,就有320兆个细微的念头。实际上,佛经中涉及到的数字概念都是方便说,无非是表达生灭心的细微而已。

  为了帮助理解,我们可以把分别心划分为三个层次:最粗的级别为分别觉,其次为分别念,最细微的称为分别识,也就是佛法中的生灭。我们把这三个层次分别对应于时钟的时针、分针和秒针。假如我们的分别心处在时针的层次,我们只能察觉到时针的运动,如果分别心处在分针的层次,那我们可以察觉到时针和分针的运动但察觉不到秒针的运动。如果分别心处在秒针的层次,那么时针、分针和秒针的运动我们都能察觉到。相应的,佛法说,我们普通人都处在分别觉的层次上,也就是时针的层次,更细微的分别念和分别识我们察觉不到。那么普通人要怎样才能察觉到最细微的生灭呢?佛经里说,要修炼到八地菩萨以上才可以

  由于这样细微的分别识,现象世界得以生成。我们把现象世界认为是真实的世界,是因为我们无法分辨最细微的分别识,因此看不出现象世界的生灭性。分别识以极快的速度生灭。我们再来看光量子,光是一份一份发出的,两份光子之间有一个间隔,如果用佛家生灭的观点来看,这难道不是一种生灭吗?一份光子是生,间隔表示灭,没错!这正是佛学与科学的共通之处!所谓的光,按照佛学观点,其实就是我们每个人分别识生灭所产生的幻象,而光传播的速度,正是对应于分别识生灭的速度!

  这个原理,可以通过我们在影院中看电影的情形来理解。电影的画面其实是一帧帧静止的画面所组成,我们所看到的连续的电影画面,其实是我们自己分别识所产生的错觉,在电影播放时,两帧画面之间是有一个很小的时间间隔的,这个时间间隔大约是1/24秒,我们无法察觉到这种间隔,因此,电影画面看起来就是生动而连续的。而电影播放的速度,正是对应于电影画面帧的切换频率,当切换频率越快,电影播放的速度也越快,当切换频率恒定,电影的播放速度也就恒定不变。由于我们每个人分别识生灭的速度都一样,所以光速相对我们每个观测者来说都是恒定不变的。这样,从佛学的原理来看相对论的光速不变前提就显得顺理成章了!

  我们继续以这样的思路来探究。很容易明白,所谓普朗克时间,就是分别识从生到灭的间隔,而普朗克空间,就是在这一个短暂的生灭中分别识所产生的虚幻的最小空间单位。而为什么小于普朗克时间和空间的概念对于科学来说是个禁区,从佛学理论则很容易解释:虚拟的四维时空幻象本身就是建筑在一个个连续不断生灭的分别识之上,想要用虚拟时空中的要素去探索建筑该时空的基元之间的缝隙,这是本末倒置的行为,用一个不太恰当的比喻就是,想用一把钢尺去测量钢尺上两个铁原子间的距离,当然是不可能的。

    我们再看相对论中的第二个原理——相对性原理。

  对于相对论所阐释的相对性原理,从佛学角度同样可以很好的理解。在佛家看来,我们每个人眼中的现象世界,都是因无明分别念建构而成。因此,我们每一个观测者就是一个独立的系统,每个人所观测到的一切现象,都只是站在自己的角度来观测,也都有自己的时间、空间、质量、能量等等量度,只不过大家的量度在大多数情况下都是相似的,所以,看起来现象世界似乎有着客观的标准和量度。然而,本质上说,并没有一个能够独立于观察者之外的所谓客观世界。如果有这样的世界,必然会有统一的时间、空间等等相同的量度单位,然而相对论效应的证实已经否定了有一套客观量度单位的说法。那么,从佛学的角度,能否对相对论中的“钟慢尺缩”等效应进行符合逻辑的解读呢?
下接:http://bbs.pinggu.org/forum.php ... ;extra=#pid25575766

 

 

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
2022物理诺奖颠覆了相对论?
爱因斯坦:物理学的进化
寻找时间的源头 | CosmoScape | 星空天文网
文化面面观:起心动念,惊动十方神煞
粒子运动真的遵守“测不准原理”吗?
上帝掷骰子吗——量子物理史话(11)
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服