我們現在知道,電子既是粒子又是波。在圍繞原子核跳動時它表現為粒子,但它伴隨著神秘的波,這就是量子物理學中奇怪的「波粒二象性」。1925年,奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格提出了著名的「薛丁格波動方程」,精確地描述了伴隨電子的波的運動,這個波的運動用希臘字母ψ(普西)表示,它驚人地精確預計了電子的行為,引發了物理學的一場革命。
方程中的字母ψ(普西)代表的就是「波函數」,那麼我們應該如何理解波函數呢?1928年,物理學家馬克斯·玻恩提出:波函數代表在一個給定地點發現電子的概率。換句話說,你絕不能知道電子在哪兒,你能做的就是計算它的波函數,由此知道電子可能在某處的概率。如果在某一點的波函數大,意味著在此處發現電子的概率就大;如果在某一點電子的波函數小,那麼在這個點發現電子的概率就小。
玻爾和海森堡最終將這個理論完美地應用到了原子實驗中,但是,概率波和事實存在之間有著常識上的矛盾,比如說,一棵樹的波函數可以告訴我們它是挺立的還是倒下的概率,而不能確切告訴我們它的準確狀態。但常識告訴我們,我們所看到的物體都是處於一個確定的狀態。玻爾的「哥本哈根學派」由此提出了一個假定:在一位外界觀察者做了觀察測量之後,波函數就魔術般地「消失」了,電子落入確定的狀態。即:觀察過程確定電子的最終狀態。
也就是說,觀察對存在是至關重要的,在我們觀察了電子之後,它的波函數就消失了,電子就處於確定的狀態,這稱為「波函數坍塌」。但所謂「觀察」,其實是一個不精確的、模糊的概念,這很令物理學家和哲學家們感到頭疼。打個比方說,如果此刻你正在進行觀察,那麼又是什麼在確定你的狀態呢?如果你是確定的,就意味著必須有別的人在觀察你,使你的波函數坍塌。隨之而來會出現一系列的問題,假如是你的朋友在觀察你,那麼誰在觀察你的朋友?可以想像得出,這樣的問題可以無休止地問下去。
諾貝爾獎得主尤金·維格納提倡:意識決定存在。他說:「不考慮觀察者的意識就不可能以完全一致的方式建立量子力學的定律」。物理學家、宇宙膨脹理論的奠基人安德烈·林德也認同維格納的觀點,他認為,宇宙的存在必須要有具有意識的觀察者存在,否則宇宙就是無意義的。根據他們的觀點,我們可以設想,恐龍化石在你看到它們之前並不實際存在,但當你看到它們時,恐龍化石一躍而出,好像它們幾百萬年前就存在了?
關於「意識決定存在」的觀點,很多物理學家並不喜歡,更不願意將它引入物理學中。他們提出,一臺自動照相機就可以觀察一個電子並將之記錄下來,而照相機是不具有意識的,因此並不需要藉助意識存在讓電子的波函數坍塌。但是,問題又來了,誰來確定照相機存不存在呢?需要第二臺照相機來觀察第一臺照相機嗎?如果是這樣,就需要第三臺照相機來觀察第二臺照相機,如此等等,最終並不能回答波函數怎樣坍塌的問題。所以,最後我們不得不提出一個終極問題:是不是有一個宇宙的整體意識在觀察整個宇宙?