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量子力学理论是否正确已不再是一个问题，新问题是量子力学的意义

导语：随着量子力学的预言被证实，我们对现实世界的理解也需要更上一层楼。

关键词：量子力学 现实哲学意识

近一个世纪以来，物理学家们一直想知道量子力学最反直觉的预测是否是真的。而直到近几年，才有了可行的、回答这个问题所需的技术，一系列实验结果随之涌现，其中包括2007和2010年发表的令人震惊的研究成果，而今年5月发表的一项令人印象深刻的测试则带来了该领域研究的高潮——其表明量子力学的关键预测是正确的。综上所述，这些实验表明，我们的日常世界在被观察到之前并不存在，这反过来又如我们将在这篇文章中论证的一样：心智在自然中起主要作用。因此，这让更广泛的科学团体，而不仅仅是那些与量子力学基础相关的——不得不面对量子力学最具争议的预言所带来的反直觉的推断。

多年来，我们写了许多文章来解释为什么量子力学似乎暗示了世界本质上是唯心的，因此也常常被误解和歪曲为拥护唯我论或某种形式的“量子神秘主义”，让我们再次澄清：对于精神世界的论证并不意味着世界仅仅是个人的幻觉或想象。我们的观点完全是自然主义的：世界的基本心智是一种依据自然法则的超越个人的心智。它包括，且远远超越任何个人的心灵。

因此，宇宙中所有无生命物质的动态对应于超越人类的思维，就像个人同样由物质构成的大脑的活动对应于个人思维。这个概念消除了模棱两可的不连续性，并提供了缺失的物质世界内在本质：所有的事物，不仅仅是那些存在于有生命的大脑中的，都是内在体验的外在表现，不同的物质形态反映了不同的心智活动形态或模式。

根据量子力学理论，世界存在的方式是一个同一时刻重叠在一起的可能性，技术上称之为为“叠加”——直到观察将这些可能性中的一个变为明确的物体和事件。这种转变在技术上被称为“测量”。我们对于精神世界的关键争论之一是，是否只有有意识的观察者才能进行测量。

一些人声称，如探测器一样的无生命物体也可以在上述意义上进行测量，从而反驳这一观点。问题是，把世界分割成离散的无生命物体仅仅是名义上的分割。岩石与它所组成的山脉是一个整体吗？如果是的话，它会仅仅因为从山上分离而变成一个单独的物体吗？再有，当它从山坡上滚下的时候，每与山脉接触一次，都引发了一次测量吗？对这些问题的简要思考表明，探测器的定义边界是模糊的。无生命世界是由量子力学统治的单一物理系统。事实上，正如约翰·冯·诺依曼第一次论证的、及一位后来者的工作重现的那样，当两个无生命物体相互作用时，它们只是简单机械地“纠缠”在一起，也就是说，它们以这样一种方式结合在一起——其中一个的行为会密不可分地影响另外一个，但并没有实际的测量发生。

让我们更具体一些。在著名的双缝实验中，电子通过两个狭缝被射出。当它们在狭缝处被观察时，电子表现为特定的粒子。只有在它们通过狭缝之后才观察时，电子表现为可能性的云。1998年，以色列魏茨曼研究所的研究人员表明，当探测器放置在狭缝处时，电子表现为一定的粒子。乍一看，这似乎表明测量不需要有意识的观察者。

然而，探测器的输出只有当人们有意识地观察时才被所知。这种有意识观察之前的测量假设缺乏令人信服的理论或经验基础。毕竟，正如上面所讨论的，量子力学没有解释为什么整个系统——电子、狭缝和探测器的结合，在有人看着探测器的输出之前不会重叠纠缠在一起。

因此，有意识的观察者可能是不可或缺的，我们中的一位在所谓的“延迟选择量子擦除”实验中进一步阐述了这个想法。底线问题是，我们无法知道事实上探测器是否执行了测量，因为我们无法将我们自己从知觉中抽离出来。回想马克思.普朗克的立场：“我把意识视为根本。我把物质看作是意识的衍生物。我们不能落后于意识。”（强调）

有人声称，最新的“退相干”概念将意识作为测量的中介。根据这种说法，当探测叠加态的量子系统时，叠加态中，重叠的可能性的信息“泄漏”并分散在周围环境中。据称，这是以相当机械的方式解释为什么叠加在测量之后变得不可见。

然而问题是，退相干一开始就不能解释周围环境的状态是如何确定的，因此它不能解决测量的问题或排除意识的作用。事实上，正如退相干提出者之一Wojciech Zurek所承认的那样，

对于“为什么我们会感知到一个明确世界”这个问题，详尽的答案无疑会涉及到一个“意识”模型，因为我们真正关心的是我们的“观察者”印象，即我们只意识到其中一种可能性。

事实上，纠缠量子系统行为的特殊统计特性（即它们实验上证实的对所谓“贝尔不等式”和“莱格特不等式”的违反）似乎排除了除意识作为测量中介外的一切说法。有些人接下来声称纠缠仅在微观系统中被观察到，因此，它的特性被认为与桌子和椅子尺度的宏观世界无关。

但是这样的说法是不正确的，因为最近的一些研究（例如2009, 2011和2015年的）已经证明了更大的系统存在纠缠。去年，一篇论文甚至报道了“巨大”物体的纠缠。此外，量子叠加已经在多种系统中被观察到，如小金属桨叶和活的组织。显然，量子力学定律适用于所有尺度和基本物。

保持叠加的是量子系统与我们所直接意识到的宏观世界隔绝的程度，而无关量子系统的大小。如果一个叠加被暴露于这个世界中就不会存在，即说明，在一个明确的物质现实中意识的作用十分重要。

现在，随着大多数哲学上有争议的量子力学预言最终都在没有留下漏洞的情况下被实验证实，对于那些想要避免面对量子力学的影响的人来说就没有任何借口了。为免我们继续依赖一种现在被认为是错误的现实观点生活，我们必须从文化的对话转为理解大自然不断地告诉我们关于它自己的东西。

本文作者：

Bernardo Kastrup, Henry P. Stapp, Menas C. Kafatos

翻译：马一瑗 审校：施怿

原文链接：

https://blogs.scientificamerican.com/observations/coming-to-grips-with-the-implications-of-quantum-mechanics/