《自然》雜誌:當量子物理學遇上了精神病學

2020-12-16 量子認知

在剛出的這一期《自然》雜誌上,發表了一篇重要評論文章,題為:「當量子物理學遇上了精神病學」(When quantum physics met psychiatry)。

這是一篇關於最近的一本新書的書評論文,書名為:「共時性:了解因果關係量子性質的史詩般的探索」(Synchronicity: The Epic Quest to Understand the Quantum Nature of Cause and Effect)。

先介紹一下這本書的作者、保羅·哈珀恩(Paul Halpern),美國理論物理學家、教授和費城科學大學人文學科研究員,撰寫了許多流行的科學書籍和文章,其中他的《量子迷宮》、《偉大的超越》、《探尋萬物至理:大強子對撞機》等書的中譯本在中國廣為流傳。

這本書從亞裡斯多德的物理學到量子隱形傳態,通過對世界的深入研究,了解對共時性非因果性原理的科學追求。

幾千年來,科學家一直對一個簡單的問題感到困惑:宇宙中是否存在有速度極限?如果不是這樣,則某些影響可能與導致它們的動作同時發生。荒謬的是,某些影響甚至可能在其原因之前發生。到100年前,似乎很明顯,光速是最快的速度。因果關係很明顯。然後量子力學發生了,引入了怪異的聯繫,似乎在繞過因果定律。

受到新物理學的啟發,著名精神分析專家、分析心理學的創始人、卡爾·榮格(Carl Jung)和諾貝爾獎得主、著名量子物理學家、沃爾夫岡·泡利(Wolfgang Pauli)共同探索了一種名為「共時性」的概念,他們認為這是一種可以將事件無緣無故地聯繫起來的奇怪的現象。

共時性,英語:synchronicity,又譯同時性、同步性,是榮格於1920年代提出的一個概念,內涵包括了「有意義的巧合」,用於表示在沒有因果關係的情況下出現的事件之間看似有有意義的關聯。榮格在他的事業歷程中為這個概念下了幾種不同的定義,如「非因果性原理」、「有意義的巧合」、「非因果性平行」等。榮格認為,這些表面上無因果關係的事件之間有著非因果性、有意義的聯繫,這些聯繫常取決於人的主觀經驗。

1952年,榮格發表了一篇論文,題為《共時性——一種非因果性原理》。這篇論文和泡利寫的一篇與此研究課題相關的論文都被收錄在同一卷中。榮格認為當事件可能都是被因果關系所關聯的,它們也有可能可以通過意義相關聯。而由意義所關聯的事件之間不需要因果關係上的解釋,這通常不違背因果性公理,但是在少數情況下會造成過早放棄因果解釋的後果。這本書具體描述了榮格(左)和泡利(右)之間關於共時性非因果關係原理的歷史故事與論述。

《自然》雜誌的這篇評論文章作者、阿尼爾·阿南塔斯瓦米(Anil Ananthaswamy),系著名科技作家、科學記者、目前為麻省理工學院科學新聞研究員,還是《新科學家》,《量子》,《科學美國人》,《PNS前沿問題》,《自然》、《華爾街日報》、《發現》、《文學評論》等科學與物理學撰稿人。他的一本書《不存在的人:從精神分裂、人格解體、離體體驗……探索自我感從何而來》中譯本在中國廣為流傳。

他指出,現代物理學的講故事者一直在尋找新的方法來表達廣義相對論與量子力學之間的對現實描述的差異性。相對論主張一個宇宙,在宇宙中導致結果的產生,沒有比光更快的傳播。量子物理學告訴我們一個更怪異的世界,在這個世界中,事物似乎是隨機發生的,連接似乎是瞬間出現的。兩者都挑戰了我們的直覺。

為了探索這一點,哈珀恩從當泡利遇上了榮格的這種特殊關係中尋找靈感。在書中,他講述了泡利在1930年離婚後,心煩意亂並飲酒上癮,如何尋求榮格進行治療的情況。反過來,榮格則接受了泡利的量子物理學的教育。榮格了解了如何測量一個粒子的狀態似乎可以立即影響另一個粒子的狀態,這種特性稱為糾纏。

在與泡利會面之前,榮格創造了共時性一詞來描述非因果關係的原理。他正在尋求一個關於集體無意識的影響人類夢想、思想和行為的觀念的解釋。泡利對榮格發展此觀念很有幫助,泡利可以輕鬆生動地回憶起自己歷來的夢想。

哈珀恩寫道,對榮格來說,「分析一位傑出的量子物理學家,碰巧自己能輕鬆記住的複雜夢想,是一次非凡的發現」。對泡利來講,這種互動使他加強了物質和思想統一的認知。泡利在1920年代完成了量子力學方面的開創性工作,包括制定了他的不相容原理,這解釋了為什麼普通物質是穩定的並佔據一定的空間。

哈珀恩這本書的核心是人類對宇宙深層聯繫的直覺與這種聯繫的科學依據之間的衝突。他使讀者從古希臘轉向現代物理學,從柏拉圖和恩培多克勒、克卜勒、伽利略、牛頓、麥克斯韋等人的著作,到相對論和量子力學,為潛在的非因果關係奠定了基礎。書尾涉及衛星的最新糾纏實驗,將糾纏與時空性質聯繫起來的複雜理論。

本書不僅是關於物理學,更是關於與個人人格的衝突使這本書獨具特色。書中介紹泡利和德國數學物理學家、帕斯庫爾·約爾當(Pascual Jordan,量子力學的早期貢獻者)對超心理學的興趣,令人震驚。美國植物學家、約瑟夫·班克斯·萊茵(Joseph Banks Rhine)對約爾當進行了實驗,據稱,某些人可以具有讀心術,以比偶然性更高的速度猜測隱藏在卡片上的圖像。哈珀恩寫道:「泡利對命理學和超自然現象持開放態度,這是通過與榮格的互動而引起的興趣」。哈珀恩評價道,當面對一個人的深度主觀認知時,即使是非常理性的智力也可能會變得不足。

泡利和海森堡對共時性一致的認知也令人震驚。在他們職業生涯的後期,他們二人提出了一個單一領域的想法,「所有物質、能量和自然的相互作用都將融合為特例」。令人吃驚的是,海森堡也開始在德國宣傳這一觀點。

這本題為「共時性:了解因果關係量子性質的史詩般的探索」的書,描述的是當一個著名量子物理學家遇上了一個著名的精神病學家共同探索關於因果關係的真實故事,同時從更深入的角度探討人的認知關於非因果性的共時性的本質。

共時性的觀念是對還是錯?關於我們的自然界與宇宙有太多的奧秘需要發現,所以非因果性四處依然存在。如我們生活裡常說,「說曹操,曹操到」,這種共時性是因果關係、還是非因果性的巧合?

參考:Anil Ananthaswamy. When quantum physics met psychiatry. Nature. www.nature.com/articles/d41586-020-02456-5

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