世界边缘的秘密

• 圆圆

  2022-07-16
  除了双缝实验，有许多其他证据也说明“观察”对被观察的对象有着深刻的影响，其中一类被称为量子芝诺效应（Quantum ZenoEffect），指持续观察一个不稳定（容易衰变）的粒子，它将不会衰变一一足够高频率的观测会使其“冻结”在初始状态。这就像被放在温室里的一块神奇的冰，如果你不管它，它很快就化了；但如果你盯着它看，它就总也不化。基本粒子在被观察时，才从波“固定”成一颗确定的粒子（唯一的“现实”），量子物理学家们给这个变化过程取了个玄幻而赋有动感的名字，叫做“坍缩”（“collapse”）。没有观察，就没有坍缩，也就没有被观察到的粒子态，所以不仅“观察”对于实验不可或缺，而且实验结果根本就是“观察”所导致的一一你所看到的是因为你在看。玻尔总结得很好：“任何一种基本量子现象只在其被记录（观测）之后才是一种现象”，“而在观察发生之前，没有任何物理量是客观实在的”。牛顿客观独立、确定僵硬的“大钟世界”在量子力学的实验证据面前轰然崩塌，取而代之的是一团“数字的烟”（概率波或可能性），时间、空间、物质、能量浸没其中，每个观察者用“观察”创造了自己眼中的现实。德国物理学家海森伯（Werner KarlHeisenberg，1901一1976）说得一针见血：“原子或基本粒子本身不是真实的，它们组成了一个潜在或可能性的世界，而不是一个实物或事实的世界。”玻尔也说：“所有我们称之为‘真实’的东西是由我们不能称其为‘真实’的东西组成的。”他十分明白这有多违背常识和直觉，“如果量子力学没从根本上让你震惊，那你就还没弄懂它。”
• 圆圆

  2022-07-16
  从小，惠勒就是个特别好奇的孩子，为了弄清1.1万伏高压电是什么感觉，他竟然用手去摸。他四岁就问母亲“宇宙的尽头在哪里？在宇宙上我们能走多远？”，当他发现连在他眼里什么都知道的母亲都被难倒了，便更加好奇，四处查书；当连书里也查不到的时候，他便将一生奉献给了对宇宙奥秘的探索。他21岁获得了霍普金斯大学的博士学位，其后到哥本哈根大学成了玻尔的同事。他回忆说，“我们讨论了许多宗教人物，菩萨、耶稣、摩西，在和玻尔的对话中，我相信他们真的存在。”惠勒最具代表性的思想是“现在”的观察可以坍缩“过去”的概率波，今天的观察能把历史从“可能性”确定成现实。历史不是已经发生过了吗？它应该是唯一、真实、固定的吧？惠勒的回答是否定的，他认为历史只是“数字的烟”（可能性或概率波），是我们今天的观察将历史“固定”了下来。
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  2022-07-16
  任何东西的位置和动量都无法同时被确定，我们在现实生活中怎么没发现啊？因为我们接触的般是宏观物体，它们的质量（相对于微观粒子来说）十分巨大，所以“测不准”的程度微乎其微，无法察觉。微观粒子的不确定性较容易测量，例如，假如确定了一颗电子的速度，它位置的不确定性就变得无穷大一一它按照一定概率分布在宇宙中所有的地方。
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  2022-07-16
  这些物理发现有着深刻的哲学意义，而海森伯深谙物理和哲学的联系，他曾说：“现在无论是谁，如果没有相当丰富的当代物理学知识，就不能理解哲学，你要是不愿成为最落后的人，就应该马上去学物理。”亲爱的读者，你显然“不愿成为最落后的人”，否则怎么会花精力翻过本书中一座座物理的高山？你一定己经明白：这不仅仅是一本科普的书，也是一本哲学的书。
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  2022-07-16
  后来相继出现了许多形式的贝尔实验，都支持玻尔的理论。在和玻尔的“战争”中，爱因斯坦败下阵来。今天，科学家们已经用光子、电子，中微子、巴基球分子甚至小钻石等做实验证明了量子纠缠的存在，纠缠在通信与计算中的应用是一个非常活跃的研究领域。纠缠是超时空的。无论相距多远，两颗纠缠的粒子之间都存在着瞬时的“幽灵般的超距作用”。就像延迟选择实验说明时间也许只是幻像一样，量子纠缠说明空间距离也许只是幻像一一任何距离不需要时间就可以跨越，意味着世间万物是由某种人类还不理解的方式“连在一起”的。对寻找世界边缘的人来说，这真是天大的喜讯一一我们不必再像蚂蚁那样一点一点地丈量空间了。但世界变得更加扑朔迷离，如果时间和空间都是幻像，我们生活在怎样一个世界里啊？
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  2022-07-16
  维格纳——诺依曼诠释认为：物质世界由基本粒子组成，在没被观察时都是概率波，概率波无法把自己坍缩成粒子态，必须要意识的观察才能实现。例如，在某个实验中（如下图所示），承载着实验结果的光信号从测量仪器传进实验员的眼球，在视网膜变成神经电脉冲，传进他的大脑，他的意识中出现了实验结果。从概率波到粒子的坍缩发生在何处？是测量仪器？眼球？视神经？还是大脑？都不是，因为这些东西都是由基本粒子组成的，它们本身还需要被观察才能从概率波坍缩成粒子态。维格纳一一诺依曼诠释认为，“观察”发生在物质和意识的“交界处”，是意识的观察导致了概率波的“坍缩”。实验的信息到达意识之前所经历的路径是实验的一部分，是由量子力学主宰的，只有意识是在量子力学的疆域之外。如果把世界当成一个“大实验”，意识就是它唯一的观察者。这理论的惊人之处是将实验员的身体，包括大脑，都归成了实验的一部分。倘若如此，是谁在做实验啊？该诠释的回答是：实验员的意识在做实验，意识在物质世界之外，是唯一的观察者。无独有偶，薛定谔也认为意识在物质世界之外：“物质和能量在结构上由微粒组成，生命也一样，但意识却不同。”“我们不属于科学为我们所建造的这个物质世界。我们不在里面，而在外面，我们只是观察者。我们之所以相信自己在其中，属于这个画面，是因为我们的身体在画面中。我们的身体属于它（指物质世界）。”
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  2022-07-16
  如果意识导致坍缩，世界就和我们从前所认为的大不相同：在没人观察时，世界是一大团数字的烟”（概率波或可能性），它是虚无缥缈、变幻莫测的。意识就像面镜子，我们所观察和经历的粒子态世界，就像镜面中所映射出的“烟”的影子；所谓坍缩，是指这一映射的过程。我们所熟知的所谓“现实”，虽然感觉是确实、固定的，却不过是一个影像，依赖于镜面（“我”的意识）的映射。薛定谔得出了类似的结论，他把意识比作一幅画面，而不是镜子，但效果是一样的：“为什么在我们描绘的科学世界的图画中任何部分都找不到感觉、知觉、思考的自我？…因为它就是那幅画面本身。它与整个画面相同，因此无法作为部分被包括进去。”
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  2022-07-16
  ⭐ 古印度人信仰婆罗门教，后来发展为印度教。今天印度教徒有约11亿之众，是佛教徒的两倍多。他们认为，世界有两个，一个看不见，叫做“梵”；另一个看得见，叫做“幻”。“梵”是一个无所不在、无所不包、无法直接感知的实在，而“幻”是“梵”所产生的幻像。正如《伊莎奥义书》（大约公元前600年一前300年）开篇所写：“不可见的梵是无限的，可见的宇宙也是无限的，无限的宇宙出自无限的梵。”“幻”就是可见的宇宙，它让人想到爱因斯坦的名言：“现实只是一种幻觉，虽然是一种非常持久的幻觉。”意识导致时间和空间？延迟选择实验似乎说明时间是个幻像，量子纠缠似乎说明空间也是个幻像，但我们分明能感到时空的存在，这是怎么回事？就拿时间来说吧，它看不见摸不着（钟表只是用以代表时间的物体，并非时间本身），如何知道它究竟存不存在？科学家们一直没能找到它存在的客观证据，反而惊奇地发现，所有物理定律都不依赖于时间的方向性，也就是说，即使时间是倒流的，它们仍然成立。“意识镜面和数字的烟”的模型也许能解释。人类之所以认为时间在从过去流向未来，也许是因为意识在按一定顺序“读世界”。世界（“数字的烟”）只是一堆可能性，本身是没有时间和空间的。它就像一本散了架的书，所有的页面都胡乱地散落着，并没有什么顺序。每一页的右下角有个页码，代表着那一页的混乱程度（物理中对应的量叫做“嫡”）。“我”的意识总是从页码低的向高的读（也就是向越来越混乱，即“熵增”的方向），于是把这些页的内容串成了一个故事。我们也可以把时间和空间想象成“意识镜面”的长和宽两个维度，“数字的烟”本身没有时空，但当它被映入镜面，镜中的影像就有了时空。
• 圆圆

  2022-07-16
  每个人的意识都是一面独立的“明镜”（人们并没共享着同一个意识），因为人与人之间的相对速度（相对于光速来说）总是很小，所以映射出的“数字的烟”的影像非常相似，以至于我们以为经历着同一个现实。但这“数字的烟”并不唯一或实在，我们只是各自在一大堆可能性里取了一个来体验。这个模型从根本上解释了世界的物心二相性。粒子态世界是一堆可能性在“意识镜面”中的影像，从这个意义上说，世界是唯心的；同时，概率波是一种客观存在，而且遵循着严格的数学规律，从这个意义上说，世界又是唯物的。竟然有两个世界，一个在“意识镜面”中，一个在“意识镜面”外？这思想太新颖了吧！它不仅不新颖，而且很古老。古今中外，有许多伟大的哲人和思想家得出过相同的结论，只是他们表达的方式不同罢了。
• 圆圆

  2022-07-16
  科学、宗教和哲学，抵达了同一个结论：世界有看得见的一面，也有看不见的一面。它既是“数字的烟”又是“意识镜面”中的影像，既是“波”又是“粒子，既是“梵”又是“幻”，既是“色”又是“空”，既是“道”又是“物，既是“阿派朗”又是“万物”，既是“理念世界”又是“现象世界”。这些成对的概念描述了世界相互对立而又互补互依的两面。为了彻底解释清楚，让我用彩虹打个比方。彩虹是空气中的细小水珠将阳光反射到人眼里所形成的影像，只要空中有一团雾气，而且人和阳光在特定的角度上，就会出现彩虹。它只是个幻像一一空中并没有一条七彩的带子，如果没有人眼从特定的角度接受水珠反射来的光，就不会出现彩虹。雾气就是“数字的烟”（或概率波、“梵”、“空”、“道”、“阿派朗”、“一”和“理念世界”)；而彩虹就是“意识镜面”中的影像（或粒子、“幻”、“色”、“物”、“可见世界”和“现象世界”)。粒子态世界是因为我们的观察而看到的幻像，它背后有一个我们无法直接体验的概率波世界。
• 圆圆

  2022-07-16
  “梵”是“数字的烟”，就是说这个无所不在、无所不包的终极存在是一堆数字，这不就是“万物皆数”吗？科学走过了一个巨大的圆圈，回到了毕达哥拉斯的理论。对什么是“现实”做了几士年研究的惠勒也悟到了这一点，创造了“万物皆数”的现代版，叫做万物源于比特”（“1 t frombt”）。他认为，世界源于信息，是信急的表达；物理世界中的物质都有非物质的根源和解释。“换句话说，任何东西一每个粒子、每个力场甚至时空连续体本身，其功能、其意义、其存在，全都是从测量装置对“是/否”问题、二元选择、比特所给出的答案中产生出来的即使在某些情况下是间接产生的。”后来的量子物理学家们对这想法进行了深化，认为“万物源于量子比特”：空间是量子比特的“海洋”，基本粒子是量子比特的“波动涡旋”，基本粒子的性质和规律起源于“量子比特海”中量子比特的组织结构（即量子比特的序）。
• 圆圆

  2022-07-16
  英国神经学家洛伯（John Lorber）发现的“无脑人”就是个例子。这是个患有严重脑积水的年轻人51，他颅腔的95%都被脑脊液所充满，脑组织大部分缺失，仅剩的一点仅重约100克，是正常人的约1/15。这样一个人，别说意识了，就连活着都够呛吧？但他很健康，智力健全，有大学数学学位，而且IQ高达126。有人会说，“无脑人”并非完全无脑啊，也许他剩下的那1/15的大脑效率特别高，完成了一般大脑的功能？这不是不可能，那就让我们换个角度进行分析。如果意识仅仅是神经电现象的“副产物”，它理应是机械的、被动的，而不应该反过来对大脑的功能和结构产生影响，这就像灯泡完全遵循物理法则亮和灭，闪烁的图案对灯泡本身不应该有影响，但却有证据表明恰恰相反。
• 圆圆

  2022-07-16
  薛定谔也发现“我”的意识和我所感知的世界是一体的。他在《我的世界观》一书中主张思维和存在、心和物是同一的，认为感觉一一知觉是构成外部世界的真正材料：“意识用自身的材料建造了自然哲学家的客观外部世界。”“每个人的世界是并且总是他自己意识的产物。”“正是同样的元素组成了我的意识和我的世界。”据说，他的这个思想不是自己发明的，而是来自古印度哲学。在婆罗门教和印度教中，“幻”与“我”（也称“阿特曼”）同源同宗，无法割裂。“幻”是“我”所体验的“幻”，它们都来源于“梵”，终归于“梵”，因此是同一的。古印度哲学家们不仅认为“梵幻不二”，也相信“梵我一如”，即作为外在的、宇宙终极原因的“梵”和作为内在的、人的本质的“我”在本性上是同一的。客观世界的本源和主观世界的基础都是“梵”；个人的“小我”和永恒的“大我”是一回事。佛教也倡导类似的思想。在佛教中，主体被称为“能”，客体被称为“所”，它们分别又和别的字组合在一起，形成一对一对的概念，如：“能缘”指认识主体级其能动作用，“所缘”指认识对象；“能取”是内识，“所取”是外境：“能知”是认识主体，“所知”为认识对象。佛教认为“能”、“所”相对，“所”不能离开“能”，而且“能所不二”（主体和客体是同一的）。佛教有时也将“我”的意识称为“心”，将“我”所经历的世界称为“外境”，心和外境是同时生起、互相对待产生，而且是一一对应的，既没有离开心的外境，也没有离开外境的心，即所谓“见物便见心，无物心不现”。我们所经历的世界和我们的心有关，所有认识都离不开心，正如《密严经》中说：“一切唯心现。”道家的思想也相似，但用了不同的名词：“物”和“我”，道家主张“齐物我”。因为天、地与我都是“道”的化身，都来源于“道”，所以从“道”的高度来看，天、地、人是同等共存的，万物与我在本质上没有区别，所以我如万物，万物如我，“天地与我并...
• 圆圆

  2022-07-16
  每个“我”都经历着一个独一无二的世界；“我”和这个世界同时发生，同时消灭。没有“我”的观察，世界只是一堆可能性；在“我”出生以前和去世以后，“我”所经历的粒子态世界并不存在。从这个意义上来说，“我”所经历的世界是因我而生，因我而在的。
• 圆圆

  2022-07-16
  抑郁症患者一般都是在自己的孤独世界里与疾病抗争，所以许多人没意识到今天抑郁症问题有多严重。2018年12月，就在本书即将完稿的时候，张首晟，一位杰出的华人科学家，因为抑郁症自杀了，享年仅55岁。他是斯坦福大学物理系讲席教授，曾获欧洲物理奖、富兰克林物理奖等一系列国际大奖。他发现的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为2007年“全球十大重要科学突破”之一。近年来，他获诺奖的呼声越来越高。张首晟最伟大的成就之一，是为马约拉纳费米子（Majoranafermion，张首晟称之为天使粒子”）的存在找到了有力证据。前文提到，狄拉克根据数学演算发现反粒子的存在：粒子都有与其对应的反粒子，就像正数都有与其对应的负数一样（有1就有-1，有2就有-2）。但是否存在没有反粒子的粒子呢（就像0对应着0本身一样）？意大利理论物理学家马约拉纳（Ettore Majorana，1906一卒年不详）根据数学演算，于1937年预言它们存在，它们因此被命名为马约拉纳费米子。马约拉纳是个数学奇才，但淡泊名利，被许多人认为“脑子有毛病”。他信手拈来就有许多惊人发现，但不屑发表，据说常把重大成果写在餐巾纸之类的东西上随手扔掉。他一生中真正用于研究物理的时间只有五六年，仅发表过9篇论文，却对现代物理产生了深远影响。32岁时，他在那不勒斯大学当教授，却神秘地失踪了。他登上了一艘开往西西里首府巴勒莫的邮船，就从人间“蒸发”了。后人对他的去向有许多猜测，诸如流落街头成了乞丐、移民南美、自杀或被杀之类，最离谱的说他被外星人接走了！八十年来，科学家们一直在寻找马约拉纳费米子的踪迹，张首晟和他的团队为手性马约拉纳费米子的发现提供了直接而有力的实验证据，他们的工作对量子计算，高速数据处理等方面有着重要意义。我近20年前在硅谷有幸认识了张首晟，当时我刚从斯坦福商学院毕...
• 圆圆

  2022-07-16
  有个富商赚了很多钱，但仍觉得内心空虚，活着没什么意思。他听说一条河边住着个神仙婆婆，非常智慧，便不远万里找她祈问生命的意义。她把他带到河边，说：“对面山上有宝贝，你去寻吧，回来我再告诉你。”富商游泳过河，上了山。山上景色美不胜收，但他急于寻宝，眼晴一直盯着地面。他发现了一堆金锭，抱着兴高采烈地下了山。但到了河边才发现，金子太沉，无法带着游过河，只好扔掉。他两手空空地去见婆婆，她说：“这条河让你注定是什么也带不回来的，山上那些美景才是真正的宝贝。”“那生命的意义是什么呢？”“我已经告诉你了啊。”
• Veronica

  2020-01-04
  像牛顿一样，他（爱因斯坦）靠的是“思想实验”——凭脑子想出来的。他说：“想象力比知识更重要。因为知识是有限的，但想象力涵盖整个世界，激发进步，产生变革。”
• Veronica

  2020-01-04
  创造科学史的人怎么都是些奇奇怪怪的出身啊？神父、医生、音乐家、退伍军人、律师、看门人、专利员……是的，历史正是“怪人”创造的！被历史所遗忘的，往往反而是那些“正常人”！只有那些不顾自己的出身和背景，热烈地循着好奇勇往直前的人们，才会刨根问底、持之以恒，抵御常人无法抵御的嘲笑，克服常人无法克服的困难。正是这些不以正常、传统方式思维的人们，才能突破“‘正’字牢笼”的束缚，对传统进行革命。
• Veronica

  2020-01-02
  如果你的心灵足够强大，就没人能伤害你；你能通过调整自己的心态，避免别人“侵袭”你的世界。英语中有个谚语体现了这一生活哲学：The best revenge is to live well（最好的复仇是滋润地活着）。不要试图改变别人的世界，不要让负面情绪吞噬自己，而要专注于照顾好自己的世界。
• Veronica

  2020-01-02
  正如普朗克所说“一个重要的科学发现之所以取得胜利，很少是通过逐渐征服和转变对手，而是对手都死光了。”“科学的进步是一步一个葬礼进行的。”