量子纏繞和我們的認知

2021-01-15 生涯漢語

       近來,一股關注量子纏繞(又譯量子糾纏)物理現象的熱鬧正在席捲世界科學界和社會科學領域。由於這是一個研究宇宙而偶然發現的物理現象,很多不涉及專業的人士對此還難以通俗理解它的含義。但這個理論確確實實正在逐步影響我們的生活或改變我們的認知。


      據筆者近半年的關注研究和認識,量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象,雖然粒子在空間上可能分開,但兩者是纏繞的,也是會相互影響的。量子糾纏是個「事實」,研究表明,即便兩個相距數光年的粒子也會出現「心靈感應」,通俗地說,一個系統中的兩個物體(在物理模型中稱為「粒子」),如果你把它們分開了,一分為二,其中一個帶到月球,只要其中一個發生異動,兩一個也會出現變化的異動。愛因斯坦也曾經認為這個現象是看不見的遠距離「幽靈行為」,但愛因斯坦不承認這種變化的科學性。如今科學家通過無數次的實驗證明了量子糾纏是真實的。在實驗中獲得的現象可以這樣描述,比如科學家通過向兩個處於室溫的糾纏的小鑽石發射雷射(圖中綠色)。科學家希望能夠建造量子計算機,利用粒子糾纏進行超高速計算。量子糾纏說明在兩個或兩個以上的穩定粒子間,會有強的量子關聯。例如在雙光子糾纏態中,向左(或向右)運動的光子既非左旋,也非右旋,既無所謂的x偏振,也無所謂的y偏振,實際上無論自旋或其投影,在測量之前並不存在。在未測之時,二粒子態本來是不可分割的量子非局域性表明物體具有整體性。簡單地說,量子非局域性是指,屬於一個系統中的兩個物體(在物理模型中稱為「粒子」),如果你把它們分開了,有一個粒子甲在這裡,另一個粒子乙在非常非常遙遠(比如說相距幾千、幾萬光年)的地方。如果你對任何一個粒子擾動(假設粒子甲),那麼瞬間粒子乙就能知道,就有相應的反應。這種反應是瞬時的,超越了我們的四維時空,不需要等到很久信號傳遞到那邊。這邊一動,那邊不管有多遙遠,立即就知道了,即一個地方發生的事情立即影響到很遠的地方。這說明,看起來互不相干的、相距遙遠的粒子甲和乙在冥冥之中存在著聯繫。史丹福大學理論物理學家胡安·馬丁等也發現了蟲洞與量子糾纏之間的聯繫,兩個發生「纏繞」的黑洞可以通過多種方式形成,這樣處於遙遠時空的兩個事件就可以聯繫到一起,也就是說此類黑洞由處於纏繞態的粒子構成。是一種量子力學現象,其定義上描述複合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態,此量子態無法分解為成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。


      量子纏繞是關於量子力學理論最著名的預測。近些年的實證研究已經描述了兩個粒子的互相糾纏,即使相距遙遠距離,一個粒子的行為將會影響另一個的狀態。尼爾斯·玻爾將量子纏繞稱為"鬼魅似的遠距作用"(spooky action at a distance)。但這並不僅僅是個詭異的預測,而是對人類現有認知的一種挑戰,尤其是西方的實證科學。


        關於量子纏繞的比喻有很多,有科學家曾經打過一個比方比喻量子通信,說在美國的女兒生下孩子那一瞬間,遠在中國的母親就變成了姥姥,即便她自己還不知道。之所以她是姥姥別人不是,而且她一定會成為姥姥,就是因為她和女兒之間有一種「糾纏」關係。打的比方的重點是:如果今天有人告訴你中國最美的女明星結婚了「目前來看結婚的只會是範冰冰和李晨」,這句話相當於把範冰冰和李晨「糾纏」到了一塊,如果沒有這句話,量子纏繞的意義就解釋不清了。


      而筆者認為,量子纏繞其實是粒子之間一種空間的擠位行動,就如同性極限粒子之間形成的空間膨脹所引起的擴散運動由於必然的消融而造成凹陷而出現的收縮現象。統一資訊理論「雙子定律」證實:宇宙只有極限粒子和能量(子)兩種客觀存在,它們造就了宇宙的萬千世界。極限粒子是宇宙最小物質單元體,可分為正反極限粒子。同性極限粒子之間集合同性能量子形成同性極限粒子及相應空間,造成空間膨脹,引起周圍物質進行擴散運動;異性極限粒子之間分解極限粒子形成能量(子)後消融相應空間,造成空間凹陷,引起周圍物質進行收縮運動。極限粒子集合和分解極限粒子的性能與自身質量成正比,而與相互之間的距離成反比。極限粒子與能量子之間的關係規律是宇宙萬物產生及運動發展變化的最基礎根源和宇宙總規律。這個定律告訴我們:宇宙的所謂物質都是由一個個具有質量和三維結構的極限粒子疊加而成的,宇宙根本不存在沒有物質實體的「真空」。這些上述這些特徵都極為符合愛因斯坦關於真實世界的理論具有邏輯簡單性的判斷。然而,自然科學有一個巨大的缺陷,就是它的直觀性,就事論事,不深究其產生現象的原因,自然科學之所以不能回答「為什麼」的問題,就是因為它只能對現象做直觀的描述,並在此基礎上構建自己的理論。自然科學的許多概念就是很直觀地產生的。比如,當看到一種物質之間相互作用而不能根本性解釋時,就僅僅只是形象地說這是「力」;當感覺到周圍溫度升高而產生熱感時,就說這是熱量所致;當看到物體之間相互排斥或吸引時,就說這是「場」所致。在進一步問及原因時,則就會進一步用一些直觀的概念予以應對。如:問到為什麼會有力啊,答曰是因為其攜帶能量所致;問到為何有熱量,答曰能量所致;問到何以存在場,答曰能量所致。至此,自然科學把所有的理論都歸結自己設定的概念——能量上了。再問能量何來,答曰質量轉化所致;再問質量何來,能量轉化所致。於是,便陷入了概念循環中,再問何以會相互轉換,則不知所云了,或者就乾脆歸為上帝的事情了。因此,許多頂尖科學家在研究成果的後期,遇到不能解釋的問題時,就開始相信神。由此可見,自然科學帶有明顯的直觀性,其根本上不能回答「為什麼」的問題,而在很多問題上只能給予模糊的搪塞回答,其求實屬性顯見不足。如今,量子纏繞理論的出現,意味著,終於對自然科學不能再簡單直觀了。這個理論的發現,意味著對所有物質體存在形式的確定,也標誌著人類對意識形成和存在方式的認知將會發生翻天覆地的變化。


       回到量子纏繞來看,由此可見,當一個極限粒子形成和消失後,必然會因一個極限粒子的空間佔位的形成和消失,而導致整個宇宙連鎖性地發生空間膨脹和消失,這就體現了所謂量子纏繞效應。這個問題如果用極限粒子理論解釋,將是非常簡單清楚明白的,可是如果用量子纏繞理論解釋就會顯得非常複雜,而事實上真實的物理世界本來就是簡單清楚的。愛因斯坦曾經說過:「邏輯簡單的東西,當然不一定就是物理上真實的東西。但是,物理上真實的東西一定是邏輯上簡單的東西,也就是說,它在基礎上具有統一性」。整個宇宙僅僅有能量(子)和極限粒子兩種客觀存在,它們分別作為作為非物質存在和物質存在構成了整個宇宙的萬千事物;力、電、磁、場等只是人為虛構的物理現象,它們僅僅是極限粒子和能量(子)相互轉化時的外在表象而實質並不存在;統一資訊理論以信息本原論、極限粒子論、主體程序論將自然、社會、精神統一起來,使生命、精神、社會等任何複雜的現象變得極為簡單明了並符合邏輯事實,同時也能夠比科學更好地揭示各種各樣的現象,且可以破解很多未解之謎。這裡要說明的就是試驗中提到的量子的非局域性。非局域性表明物體之間存在現代科學還認識不到的內在聯繫,所顯示的整體性大於組成整體的個體之和,這和實證科學的假設相牴觸。從這個意義上說,我們的認知在不遠的將來會出現更本性的轉變,就是:現代科學是見點不見面,只見樹木不見森林,而一直在西方不待見的中國傳統哲學、科學、醫學都具有整體性的觀點。


  量子纏繞理論驗證了粒子之間的糾纏,表明了宇宙是個不可分割的整體,某個物體或物體與物體之間在冥冥之中存在著聯繫,整體大於個體之和,實證實驗證明了這個現象,同時也反正了實證科學的基點是錯誤的,反證了西方主流世界觀有嚴重的缺陷。


      當然,這個實驗也引出了一個值得思考和優待證實的命題:意識是物質的一個基本特性。西方科學的世界觀認為,宇宙的行為就象一臺機器一樣,生活在宇宙中的人與其它生命也象機器一樣。具有意識的科學家們用機械世界觀研究自然和宇宙,用幾個世紀時間研究出來的結果和意識沒有任何關係,不知道意識是什麼。意識(consciousness)對西方科學來說仍然是個迷。西方科學在研究意識中遇到的困難是,無法用我們人類熟悉的時間、空間、質量、能量等來測量意識,但是我們每一個頭腦清醒的人都知道自己的意識是存在的。如何來研究無法用常規方法測量而又存在的意識呢?人們在總結各個學科的經驗教訓,尤其是在研究生命現象所遇到的困難時,越來越多的科學家和研究人員認識到,長期被西方實證科學所忽視的意識,必須要被考慮進來,當然也會涉及唯物世界觀的不斷完善和修正。


      前面說的量子纏繞的實驗證實,人們從中認識到物質之間存在著內在的聯繫,但是無法全面認識量子間糾纏的意義。其主要原因還是人們習慣於用物質的角度來看待微觀粒子。實驗表明,量子纏繞這種關係一旦發生後,就保持了下去,微觀粒子能夠保持這種記憶能力,能夠區分和識別和其有「糾纏關係」的特定粒子,能夠不受時空限制地「認識」和「記住」這種糾纏關係,這用純物質的觀念是無法理解的,其實微觀粒子的這些特徵和人的意識相似。筆者認為,這也將引發宗教理論的認知思考。西方有一句諺語,叫「走起來象鴨子,叫起來象鴨子,那麼很可能就是鴨子」,因此,我們可以說,量子纏繞和所表現的就是兩個微觀粒子意識的反映,這種觀點能夠給量子之間的糾纏一個合理的解釋。即量子纏繞的存在是微觀粒子具有意識的證據,給「意識是物質的一個基本特性」提供一個好的證據,其意義非同尋常。


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