我們生活的世界充滿了奇跡。 我們一生在這小小的地球上會遇到無數的好事和壞事，更不用說整個宇宙了。 普通人看到的顏色多種多樣，但孩子們可能會看到更多，因為他們更好奇，知道如何命名一切。 一個孩子長大后可能會對奇跡視而不見，因為他已經習慣了周圍的事物，但訓練有素的專家知道一切都在一定的規律下運行。 世界是有序的，而我們能夠理解秩序本身就是一個奇跡。
因此，西方人用同樣的詞匯來表達物理定律中的定律（law）和人類世界中的定律（law）。 為什么天空是藍色的？ 石頭為什么硬？ 為什么鐵加熱時會變紅，為什么隨著溫度升高會由紅色變成白色？ ……這一切的背后都是量子力學定律。
從冰冷的無機世界到生動的動物世界，現象變得越來越復雜。 原則上，沒有什么現象是科學無法解釋的。 當然，還有一些無法解釋的現象會啟發我們發展新的科學。 比如，人類的意識是奇跡中的奇跡，人類的情感也是如此。 有些人從理性中尋找答案，另一些人則尋求宗教。 有一些模糊的領域暫時還不能說是科學能夠立足的領域，所以各種宗教甚至超自然的理論都會產生一定的影響。 然而，已被科學解釋的現象不能用來支持宗教或其他非科學教義。
量子、量子糾纏、量子通信……這些詞越來越流行。 主要原因可能是關于量子技術的科學實驗進展的報道越來越多、通訊速度的提高以及公眾對科學日益增長的好奇心。 這些詞的流行程度。
出版《給孩子們講授量子力學》后，我在簽名售書過程中發現，“量子糾纏”這樣的詞無論是大人還是孩子都會脫口而出。 也有人問量子世界觀是否與佛教世界觀類似，量子力學是否支持人類靈魂的存在？
我還發現，他們提出的問題與朱慶時先生近幾年很熱門的兩篇文章有關。 最早的文章是講弦論和佛教的關系的。 題目是《物理入禪境——緣起與空性》。 那是八年前的事了。 兩年前，朋友圈流傳另一篇專門標注“朱慶石院士”的文章，題為《客觀世界極有可能不存在》。 這篇文章對普通人影響比較大，以至于姐姐把文章發給我，我回復說不信。
我寫這篇文章的出發點是回答這兩個問題：量子世界觀和佛教世界觀是否相似？ 量子力學支持人類靈魂的存在嗎？ 我先來說說我的結論。 量子力學是量子力學，佛教是佛教。 或許我們可以從哲學的角度探討兩者的相似之處，但兩者確實是獨立的。 而且，量子力學并不支持靈魂的存在，更不支持靈魂的不朽。
這里我重點闡述一下《客觀世界極有可能不存在》（以下簡稱《客觀》）一文中的兩個要點：第一，不存在沒有意識的客觀世界；第二，客觀世界很可能不存在。 第二，靈魂是量子信息。
物理學家李淼與中科院院士朱慶時2.將存在一個沒有意識的量子世界
《客觀性》一文先說不存在沒有意識的客觀世界，然后又說客觀世界不存在。
我先引用朱慶石先生的一個主要論點。 他說：
“量子力學就像是說你的女兒既在客廳又不在客廳，如果你想看看女兒在不在，你就實施觀察的動作。你一觀察，女兒的狀態就存在崩潰了，她從原來的狀態發生了變化。是的，在客廳和不在客廳的疊加狀態突然變成了唯一在客廳或不在客廳的狀態。所以奇怪的事情關于量子力學的一點是，如果你不觀察它，它就會處于疊加態，也就是說，一個電子它既在A點，又不在A點。你一觀察它，它的疊加態就塌陷了，它實際上只出現在 A 點，或者實際上只出現在 B 點。只有一個出現。” 最后他得出結論：“所以波函數，也就是量子力學的狀態，從不確定性到確定性一定有意識的參與，這是大家在爭論結束時得出的結論。” 他還說：“意識是物質世界的基礎，意識使物質世界從不確定性走向確定性。”
當然，用“你女兒”作為觀察對象是為了形象和夸張。 事實上，在量子力學中，只有微觀物體才處于量子態，比如原子。 而且幾乎所有宏觀物體都不處于量子態。 原因很簡單，因為一個宏觀物體總是與其他物體不斷接觸，而接觸之后，它們不可避免地會發生相互作用。 這個互動其實和朱老師說的很相似。 《觀察》，宏觀物體 物體一旦與其他物體接觸，就不會處于量子態。 特別是不會處于“既在客廳又不在客廳”的量子疊加態（在客廳是一種量子態，不在客廳是另一種量子態）。 狀態）。
事實上，實驗物理學家仍然無法讓你的女兒進入一種既在客廳又不在客廳的狀態，因為只要空氣或其他類似的環境存在，你的女兒就只能立即選擇一種狀態：在客廳，或者不在客廳，既不在客廳，也不在客廳。 為什么會這樣呢？ 我們稍后會解釋。
“客觀”將人類意識提升到只有意識才能導致量子態崩潰的程度。 這是第一個誤導。 如果只有意識才能引起“波函數塌縮”，那么我們就真的懷疑不存在沒有意識的客觀世界了。
接下來，我們詳細討論意識與物質世界的關系。
朱文的中心論點之一是物質世界與意識密不可分，即沒有意識就沒有物質世界。 如果他是對的，這將一勞永逸地解決宇宙學家的終極問題之一：為什么意識存在于我們的宇宙中？ 因為在他看來，意識必須存在，否則就不會有物質世界。 先有意識，物質世界才能存在。 因此，如果你問我們的世界為什么存在意識，那你就沒有學過量子力學。
真有這么簡單嗎？ 當然事情沒那么簡單。
在物理學中，當我們談論一個物體（例如電子、貓或“你的女兒”）時，我們會為該物體分配一些量。 我們來談談電子產品。 電子有三個最重要的量，第一個是質量。 不管意識是否測量到，電子的質量是固定的，大約是10-27平方克； 接下來是收費。 如何測量電子的電荷？ 非常簡單，通過讓移動的電子穿過磁場并觀察電子路徑的曲率，您可以測量其電荷。 同樣，無論我們是否測量這個電荷，這個電荷都永遠不會改變。 電子的第三個重要屬性是自旋，它就像一個小陀螺。 電子的自旋，就像它的質量和電荷一樣，總是恒定的。
最后，來到核心。 電子是粒子，因此電子可以具有位置和速度。 現在，朱認為量子力學正在發揮作用。 當我們不測量電子的位置和速度時，電子的位置是不確定的。 也就是說，電子是一種非常奇怪的粒子，它可以同時處于不同的位置。 這就是量子力學與經典力學的不同之處。
一個電子可以同時處于不同的位置，并不意味著該電子不存在，或者說，當我們不測量它的位置時物理學家李淼，并不意味著該電子不存在。 只能說電子的物理狀態很奇怪。 它可以處于不同位置狀態的疊加。 由于電子的質量、電荷和自旋與測量無關，因此沒有理由說它在沒有意識的情況下不會存在。 我們只能說，如果不測量電子的位置，我們就無法知道電子的位置，或者電子可以處于不同位置的疊加狀態。 我給你一克電子。 我清楚地知道，這一克電子里有一千億個電子。 這永遠不會改變。 一千億個電子不會憑空消失，連一個電子都不會消失。 消失在稀薄的空氣中。
至于朱文的客觀世界概念，很可能還包括每個電子在某一時刻的位置。 然而，我們只是認為這是經典物理學給我們帶來的錯誤認識。 電子以及任何其他基本粒子都不同于經典物理世界中的粒子，后者在給定時刻必須具有固定位置。
上面我們以電子為例，講了量子世界和經典世界的異同。 我們來談談測量和意識之間的關系。 為什么測量可以揭示電子的位置？
最近去貝志成家吃飯賞櫻花，和幾位客人討論了櫻花的事。 我說，我們去看櫻花吧，櫻花當然看到了。 我們不看櫻花。 櫻花還在，你看見沒看見都沒有關系。 為什么是這樣？
看櫻花，也是一種丈量。 在現代物理學中，測量是兩個系統的糾纏。 例如，當我去稱體重時，我的身體就被秤纏住了。 秤的指針指向了70公斤。 這就是指針的狀態，我身體的重量就是我身體的狀態。 我的體重和指針的方向交織在一起，形成了測量。
再比如，我們在屏幕上擊中一個電子，屏幕上的一個地方亮了，我們就知道了電子在那個地方的位置。 這是什么意思？ 電子的位置與屏幕光的位置糾纏在一起。 即使沒人看，這種糾葛依然存在。 有人看到，但也有人肯定看到過這種糾葛。 目前的情況是三個系統糾纏在一起：電子的位置、發光的屏幕的位置、人眼接收屏幕發光位置發出的光子……我們看到這些三個系統只是糾纏在一起，并且不存在誰先誰后的問題，也不存在哪個系統更重要的問題。 我們也可以類似地推論：人眼接收光子，在視網膜上產生電信號，通過神經網絡進入人腦……這個鏈條可以很長，最后到達人的意識。
現在問題來了，當我們談論意識時，我們到底在談論什么？ 在人類解開意識之謎之前，我們只能含糊地談論它。 例如，猴子有意識嗎？ 如果是這樣，那么猴子也能意識到電子的存在，但它不知道電子是什么概念。 如果猴子沒有意識，那么在智人出現之前電子就不存在了？ 我估計連佛教徒也不會接受這樣的觀點：在智人出現之前，電子不存在，地球不存在，太陽也不存在……
接下來我就來說說為什么我們在測量電子位置的時候，電子的位置是固定的。 其實這和我們使用的儀器有關系。 我們使用熒光屏。 電子撞擊熒光屏并與其上的熒光材料相互作用，導致熒光屏的原子被激發并發光。 電子能讓兩個地方同時發光嗎？ 不能。 這是因為電子是基本粒子，它與原子的相互作用只能是局域的。 我們現在明白為什么當我們使用屏幕測量電子的位置時，它的位置是固定的。 然而，量子力學告訴我們，電子并不是經典世界中的電子。 它的位置可以出現在這里，也可以出現在那里，但是一旦出現，就只能出現在一處。
量子力學的世界是一個神奇的世界。 這個世界再神奇，也不至于神奇到沒有意識就不存在。 它只是告訴我們，一個粒子可以在不同位置處于疊加狀態，甚至任何物體都可以在不同位置處于疊加狀態。 另外，同時具有確定位置和確定速度的電子狀態是不存在的。 沒有這種狀態并不意味著電子不存在，也不意味著電子在沒有意識的情況下不存在。 否則我們就會問一個自相矛盾的問題：宇宙在人類出現之前就已經存在了嗎？
量子力學的另一個特點是，當一個系統非常大時，該系統的行為就像經典物理中的系統一樣。 例如，當我們談論薛定諤的貓時，雖然原則上貓可以同時處于生與死的狀態，但因為貓太大了，貓通過呼吸和空氣來行動，或者說貓的身體處于生死狀態。與外界接觸時，貓肯定會處于生命狀態，或者肯定處于死亡狀態，很少同時出現兩者。 在量子力學中，與這種現象相關的術語稱為退相干：如果一個系統接觸到一個特別大的系統，該系統會很快選擇一個熟悉的經典態，而不是同時處于兩個量子態。 疊加中。 薛定諤的貓要么活著，要么死了。 同樣，當我們測量電子的位置時，由于屏幕是一個大系統，電子很快就會處于固定位置。
薛定諤的貓
上述原因也解釋了為什么北之城院子里的櫻花總是在那里盛開，因為有空氣、有陽光、有土地，與我們是否看到它們無關。
如果沒有人類的測量，量子態也會退相干，即會塌縮。 因此，朱文的主要結論之一就是，“所以波函數，也就是量子力學的狀態，一定是有意識地從不確定性到確定性參與進來的。這是大家經過爭論后得出的結論。” 這是不正確的。
3、靈魂存在嗎？
我們之前看到，意識只是許多“測量”可能性之一。 但《客觀性》一文中有一段話，把意識提升到了非常重要的位置。 讓我們來看看：
“像電子這樣的東西無處不在，如果你不測量它們，它就不會無處不在。一旦你測量了它們，電子就會有一個固定的狀態。意識也是如此。如果你看到這朵花，突然之間你想一想，想一想，本質上就是量它，你用鼻子量它，發現它香，你眼睛量它，發現它又紅又漂亮，你用心量它，發現它這是非常令人愉快的。
那么這些測量的結果，也就是思想的結果，突然給你一個進一步的思考：這是一朵玫瑰，你認識它。
人類意識萌生的過程，實際上就是通過念頭進行測量，進而產生念頭。 這個時候想法就出來了，本質上就是我們通過測量產生的幾個概念。 此時意識不再自由，它突然崩潰成一個概念“玫瑰”。 因此，思想創造了“客觀”，思想就是尺度，客觀世界是由一系列復雜的思想創造出來的。 更進一步，《楞嚴經》說：“性識必須清明，覺知是過失。本覺清妙，覺知是過失。” 這是什么意思？ 整個物質世界的出現，其實在意識形成之初，宇宙本身就是純凈的、原始的。 一旦你有念頭去看它，這個念頭就是一種衡量，這個“清凈自性”就突然改變了。 它成為一種確定的狀態，從而成為物質世界。 《楞嚴經》是關于識與測量關系最早、最明確的表述。 ”
如果你沒有看過我上一節對觀察結果的分析，你可能被這一段誤導了，認為沒有意識，熒光屏不會因電子撞擊而發光，也就是我們的“思想”那么重要。 這當然是錯誤的。 不管我們想不想，電子肯定會與熒光屏上的熒光物質發生相互作用，從而使其位置固定。 同樣，無論我們想與否，玫瑰絕對是玫瑰，因為它生長在玫瑰樹上，沐浴在陽光下。 玫瑰樹還與周圍的空氣相互作用，吸入二氧化碳并呼出氧氣。 無論我們是否考慮到，這些影響使玫瑰變成了現在的樣子。
接下來我們來分析朱文關于靈魂的論證。
他對靈魂的解釋是基于這樣的認識：人腦中的意識可能與糾纏有關。 接下來我們來看看量子糾纏是什么意思。
我喜歡用一雙手套的比喻來解釋什么是量子糾纏。 考慮一下有人將一副手套分成兩部分并裝在兩個盒子里。 在打開兩個盒子之前，我們不知道哪個盒子里裝的是左手手套，哪個盒子里裝的是右手手套。 現在，我們把一個盒子送到月球，留下一個盒子在我們手中。 如果我們打開手中的盒子，發現里面有一只右手手套，那么我們就可以確定月球上的盒子里有一只左手手套。 如果月球上的人也打開月球上的盒子，他當然會發現盒子里裝著一只左手手套。 這意味著兩只手套是糾纏在一起的，也就是說一只是右手的，另一只是左手的。 這種現象并不奇怪，因為戴手套總是會出現這種情況。
現在，奇怪的事情發生了。 在量子世界中，量子手套的左手和右手是不確定的。 也就是說，每只手套都處于不確定狀態，可以是左手，也可以是右手，也就是說處于疊加狀態。 手套的左右手特征只有在打開盒子后才能確定。 現在，我們也把兩只手放在兩個盒子里，一個盒子送到月球，另一個盒子留在我們手里。 我們打開手中剩下的盒子。 手套可以適合左手或右手。 如果我們打開它看到我們手中的手套是右手的，遙遠的月亮上的手套并不確定是左手還是右手，但是當我們看到我們手上剩下的位置是右手時，月球上的手套此時變成了左手手套； 如果我們手上的手套是左手的，那么此刻月球上的手套立刻就變成了右手的。 量子手套和普通手套的區別在于，普通手套的左右手無論你打開與否都是確定的，而量子手套則不確定，但如果我們觀察到一只手套是確定的，另一只手套也會確定。確定。 ，看上去有瞬間的傳送效果。 普通手套沒有瞬時傳輸效果，因為即使我們不觀察，它們的左右屬性也早已固定。
人腦如何產生意識是一個難題。 朱文引用的彭羅斯微管量子假說并未得到科學實驗的證實：
“彭羅斯和哈梅羅夫認為，人腦神經元中有一種細胞骨架蛋白，它是由一些微管組成的，這些微管有很多聚合單元等，微管控制細胞生長和神經細胞傳遞，每個微管含有很多電子，而這些微管控制著細胞的生長和神經細胞的傳遞。”電子彼此非常接近，因此它們都可以處于量子糾纏狀態。
塌陷的過程中，也就是觀察的時候，當心靈開始觀察的時候，在大腦神經中，相當于大量糾纏電子的塌陷。 一旦崩潰物理學家李淼，就會產生想法。 ”
文章隨后利用隱形傳態的概念來證明意識可以與宇宙中的其他地方進行量子糾纏，從而使意識也存在于那個地方。 這個論點有太多的跳躍。 下面我就仔細分析一下跳躍在哪里。
如前所述，彭羅斯的假設尚未得到實驗證實。 即使我們假設像彭羅斯假說這樣的東西是正確的，假設這些分子可以處于量子態，但這些量子態只存在于人的大腦中，不一定相互糾纏或與大腦之外的其他事物糾纏在一起，這否認人的大腦與宇宙中的其他東西糾纏在一起。 我們在朱文關于靈魂的論證中看到了兩個飛躍：一個飛躍到人腦中許多不同分子（或微管中許多電子）之間的糾纏，另一個飛躍到大腦中這些分子與其他分子的糾纏。宇宙的。 。 以下是朱文關于大腦如何與宇宙其他部分糾纏在一起的部分：
“根據彭羅斯和卡梅洛夫的理論，如果我們的大腦中真的存在大量的糾纏電子，而我們的意識是由這些糾纏電子的塌陷產生的，那么意識就不僅僅存在于我們的大腦神經中。 在系統的細胞內部，不僅有大腦中神經細胞的相互作用，還有宇宙中的神經細胞的相互作用，因為宇宙中不同地方的電子可能會發生糾纏。
這樣一來，人類的意識不僅存在于大腦中，還存在于宇宙中，而且不確定在宇宙的哪個位置。 量子糾纏告訴我們，人類意識一定存在于某個地方。 這就是量子糾纏的結論。
如果人類的意識不僅存在于大腦中，還通過糾纏存在于宇宙的某個地方，那么當一個人死亡時，意識可能會離開你的身體，完全進入宇宙。 ”
這一段跳得太過分了。 當我的父母生下我時，我的大腦實際上與宇宙中的其他東西糾纏在一起。 請注意，我們一生都在不斷學習，這些知識存儲在我們的大腦中。 如果我們相信上面的“論點”，當我在學習的時候，其他地方的東西也在學習，因為我和那個東西糾纏在一起，這真是不可思議。
朱文表示，通過量子隱態傳輸，人死后意識可以離開身體，因此靈魂存在。 這是另一個論證跳躍。 事實上，量子隱態傳輸是一件非常困難的事情。 科學家只能將一些光子或原子傳輸到實驗室的其他地方。 人腦中含有數量巨大的分子原子，其數量比阿伏加德羅常數還要大（阿伏加德羅常數是一克氫中含有的氫原子數，約為六萬億萬億）。 以量子態傳輸人腦或腦內分子是一個巨大的工程。
順便解釋一下什么是量子隱態傳輸。 我們仍然用量子手套或量子鞋來比喻。 我將粒子比作鞋子。 我想把我的右鞋送上月球，但量子克隆是不可能的。 我怎樣才能發送它？ 沒有辦法發送不可克隆的內容。 經過多年研究隱形傳輸，我想出了一個絕妙的方法。 我首先找到一雙量子鞋，一定是一只在左邊，一只在右邊。 我把其中的一個送上了月球。 我不知道左右，但量子糾纏告訴我們，一定是一左一右。 現在我將其中之一送上月球。 鞋子就成了我本來想送的鞋子，也就是我本來想送的第三只皮鞋。 我不會送人，因為我已經送人了一只鞋，一雙量子鞋，一只留在我手里，一只送到月球。 現在拿第三只鞋，不管是左還是右，我都要把它送到月球。 將第三只鞋與我的一只手進行比較。 如果沒問題的話，顯然月亮上的是左腳，那就讓月亮上的把鞋翻過來吧。 如果對比結果是一左一右，可以看出原本打算送的鞋子應該和月球上的那雙是一樣的，而月球上的那雙根本不需要做任何改變。 聽起來很簡單，但道理卻很深刻。
量子隱態傳輸
你看，要把一只量子鞋傳到月球上，我就得再準備一雙量子鞋，而且月球上還得有人。 如果我計劃傳輸一億雙量子鞋，我需要另外準備一億雙糾纏態的量子鞋。 現在，如果我要運輸我的大腦，我的大腦物質必須是原來的兩倍，而且必須是糾纏在一起的。 之后，實驗者必須將我的大腦與他手中的材料進行比較。 這是一個非常復雜的項目。
總結一下：首先，即使我相信我的大腦處于量子態，或者我大腦的一部分處于量子態，它也不會與宇宙中的其他任何東西糾纏在一起。 這就像我們在實驗室準備量子態一樣。 其次，如果我想在死后傳承我的意識，我必須讓我的朋友們準備一個比我大一倍的電子。 大腦物質，這兩部分相互糾纏在一起，然后將一部分發送到其他地方，并將另一部分與我的大腦進行比較。 這樣一來，即使我的“靈魂”得以保存，那也將是高科技人工智能的結果，而不是自然的結果。
意識是如何產生的？ 傳統認知科學和心理學認為，意識無非是我們大腦中神經元集體作用的結果。 神經元之間通過放電的相互作用似乎與量子力學沒有任何關系。 或許，隨著腦科學與物理學有機相互作用的發展，人們會發現大腦中存在著量子過程，而這些量子過程對于意識的發生起著非常重要的作用。 即便如此，人腦中的量子過程并不與宇宙中其他任何地方的量子過程糾纏在一起，就像氫原子中的電子肯定不會與遙遠的氫原子中的電子糾纏一樣。
未來，人類可能實現量子計算機，實現宏觀物體的量子傳輸，甚至保存人類意識，但這與自然界的“靈魂”無關。
4。結論
我們的時代非常奇怪。 隨著科學技術越來越發達，越來越多的人依賴科學技術帶來的各種便利，因此科學的聲音也越來越大，導致一些人將科學視為一種萬能的工具。 另一方面，人們生活節奏的加快及其帶來的壓力，也促使一些人向宗教尋求精神寄托。 科學話語的主導地位導致一些宗教人士和那些偏愛宗教的人從科學中尋找“證據”。 甚至有人說“科學的終點就是宗教”、“當科學家登上山峰時，佛教大師早已在等待著他們”。 它就在那里”等等。 宗教和科學攀登的不是同一座山。
費曼在文章中表示，科學與宗教的區別在于，前者的核心是不確定性，而后者的核心是確定性。 例如，解釋某種現象的科學理論是臨時的，需要越來越多的證據，因此它本質上總是統計性的。 在物理學中，我們經常說現象的證據是一些標準誤差。 換句話說，只是很有可能，而不是100%確定。 理論和模型也是如此，當科學家需要時，牛頓力學被修改為相對論力學，等等。 另一方面，在宗教中，斷言是 100% 正確的。 當然，佛教是一種獨特的宗教，具有很大的哲學成分。 即便如此，量子力學也不能用來支持某些主張，比如世界是虛幻的、靈魂存在的。
宗教與科學相處的最好辦法，就是讓科學歸科學，讓宗教歸宗教。
（本文作者李淼，現任中山大學物理與天文學院行政院長、天文與空間科學研究所院長。）
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