棉花文学网

手机浏览器扫描二维码访问

第五十四十八章 函数坍缩和意识有关 量子力学（第1页）

在自然科学理论的发展历史上，唯一涉及到“意识”的理论就是量子力学。不过，这里要多说一点，并不是说，量子力学和“意识”有关，而是有科学家在往这方面琢磨，不过并没有成为主流理论。这个理论之所以会备受关注，最主要的原因还是提出者是大名鼎鼎的计算机之父：冯·诺依曼。

要了解这个问题，我们就得先来聊一聊冯诺依曼之前的量子力学发展。量子力学起初是一门研究微观世界的科学理论。这是基于20世纪初，大量的观测设备已经可以直接或者间接观测到微观世界的物理学现象。于是，科学家基于这些现象提出了相应的理论。

我们可以从电子的角度来简单地了解一下量子力学。科学家一直都在研究，微观粒子的运动。起初，很多人都用宏观世界的那一套，用时间、速度、质量等物理学概念来描述。可是，后来科学家越来越发现不是那么回事。尤其是物理学家波尔所能领衔的哥本哈根学派，他们就提出了许多颠覆人们认知的观念。

具体来说是这样的，我们知道原子是有原子核和电子构成的。一般情况下，我们看到的原子模型有点类似于太阳系，电子在原子核外绕着原子核转。

不过，事实上，他们发现事实并非如此。所谓的轨道其实是假想出来的，而不是真实存在的。他们发现，电子其实是以概率云的形式存在于原子核外。那具体是啥意思呢？

意思是就是说，电子同时存在于不同的原子核外的各个地方，处于一种叠加态当中。我们只知道它出现在某个位置的概率，可以用薛定谔的波函数方程进行描述。

当我们一观测它时，系统的波函数就会坍缩，就会按照概率对应出一个实际的结果。如果不观测，那电子还会继续遵守波函数方程。不过，科学家就一直在纠结一个问题：在观测和没观测之间到底存在着什么样的机制，可以导致一观测就出现如此巨大的变化？

冯·诺依曼

恰好，当时冯·诺依曼就在欧洲跟随者数学家希尔伯特搞研究，而他研究的领域就是量子力学的数学基础。他也一直在琢磨这个问题。那冯·诺依曼是如何思考的呢？

首先，虽然我们一直在用“观测”这个词，但是如果仔细琢磨，你就会发现，这个词很模棱两可。什么样的才算是“观测”？

到底是用眼睛看一下，还是用手摸一下，还是用计算机等仪器记录一下？

冯·诺依曼就认为，用于观测的仪器本身就是由不确定性的粒子构成的，也是拥有自身的波函数。当科学家用这些仪器去“观测”时，仪器本身的也会被卷入到“叠加状态”当中。

如果用无限多的仪器，一台观测着电子的状态，另外一台观测着第一台仪器，第三台仪器观测着第二台仪器，这样无限复归下去，那么整个系统（从电子到所有的观测设备）的波函数都不会坍缩。

这个过程也被称为冯·诺依曼的无限复归链。那么问题就来了，为什么人来观测就会坍缩，而仅仅机器测量，就会发生叠加呢？这不是预示着人的“观测”才是影响波函数坍缩的原因吗？这是不是说明“人的意识”是会影响系统的波函数？

于是，冯·诺依曼就提出：只有当电子的波函数被“意识到”，才会发生坍缩，得到一个确定的结果。如果没有被“意识到”，电子就总是处于叠加态当中。

这听起来是不是很疯狂？其实不光是冯·诺依曼在疯狂，也有和他志同道合的科学家。这个人就是魏格纳。

魏格纳的朋友

魏格纳就直接提出，“人的意识”在改变波函数中起到了极其关键的作用。他还提出了一个思想实验叫做：魏格纳的朋友。

要了解“魏格纳的朋友”，我们就得像搞懂另外一个着名的思想实验：薛定谔的猫。这是物理学薛定谔提出来反驳哥本哈根学派的一个着名实验。

他假定有一只猫在一个密封的盒子里，在这个盒子当中装了“镭”和“氰化物”。其中“镭”存在着衰变的概率，一旦衰变机关就会打破装有氰化物的瓶子，这时候猫就会被氰化物毒死；如果“镭”没有发生衰变，猫就可以活下来。

根据量子力学，我们知道“镭”是处在了衰变和不衰变的叠加态，因此，猫也应该处于死猫和活猫的叠加态中。所以，这就会出现“既死又活的猫”。

“魏格纳的朋友”就是在“薛定谔的猫”基础上延伸出来的思想实验。魏格纳提出就在猫在盒子里时，如果他有个好朋友带着贩毒面具也进入到这个盒子里等待观测这只猫。而魏格纳自己不去观测这个盒子，因此，他是不知道猫到底是死还是活的。不过，他可以事后去询问朋友。而他的朋友肯定会告诉他一个猫的确定状态。而不是这猫既死又活的叠加态。这就说明，他的朋友虽然在系统当中，但却影响波函数，这也正是“意识”在起作用。

因此，魏格纳就提出，意识是可以作用于外部世界的，并且使得波函数发生坍缩。他还进一步解释了其中的原因，他认为外部世界的变化会引发意识的改变。因此，根据牛顿第三定律，也就是作用力与反作用力，意识也可以引发外部世界的改变。

无论是冯诺依曼还是魏格纳，他们的看法都足够颠覆。但是也存在着一些问题。首先，我们根本无法定义“意识”，谁也说不清楚到底什么才算是意识？是一些动物拥有意识，还是只有人才拥有？所以，这个理论还有很多基础都不牢固。

许多科学家认为他们的解释太过牵强附会，因此，目前这个理论并非是主流的科学理论。

喜欢数学心请大家收藏：（）数学心

小仓鼠今天有猫了吗  攻略对象变成室友后，他不对劲  迷津蝴蝶  穿到虫族和军雌相亲  上流假象  第三十年明月夜  死神不来了  撩惹疯批顶E，笨蛋少爷他逃了  兽世养山君[种田]  神魔剑玄录  我在死亡副本当管理员  怪物崽崽和他的怪物监护人  还是修仙吧  我真没想在过去的年代当学霸  枭鸢  末世后我成了疯批alpha们的安抚剂  新搬来的邻居  夸夸我的神探祖父穿越爹  君为客  杀了那个妖鬼