真實的世界?還是幻象的世界?量子信息學告訴你

量子力學史上著名的雙縫干涉實驗揭開了物質內部世界的奧秘。

在試驗單電子干涉而慢速發射電子的雙縫實驗中,後一個電子是在前一個電子落在屏幕上才發射的,亦即說,在發射槍與屏幕之間每次只有一個電子在運動。但不可思議的是,這個電子似乎會提前知道前面有幾條縫而決定自己從哪條縫通過並落在哪個位置。只要兩條縫都打開,它就落在雙縫干涉的位置,如果只留一條縫,它就落在單縫衍射的位置。這證明電子始終是以干涉的波形式而運動。

這個電子是如何知道前面有幾條縫的呢,而在兩條縫都打開時,它又是如何決定通過哪條縫的!為了解決這個問題,科學家們在兩條縫都安裝了探測電子的裝置,但結果讓人大為詫異!電子不再行蹤不定,而每次只是通過了一條縫,而從來沒有分成兩半通過的電子,也不會落在干涉的位置。即電子始終是以粒子的形式運動。

也就是說,如果我們觀察電子,它就變成了粒子,如果我們不觀察它,它就是行蹤不定的波動的電子。電子好象懂得與我們交流一樣,一旦我們觀察它,它就不再顯示干涉圖像。這說明,只要我們意識參與進去,電子就會乖乖聽話而變得循規蹈矩了!也就是說,電子在沒我們觀察前是具備多種狀態的“疊加態”,而在觀察之後才變成了單一狀態的“坍縮態”!

真實的世界?還是幻象的世界?量子信息學告訴你

為了排除意識之影響而回歸傳統的世界和經典和科學,科學家們窮盡方法、絞盡腦汁而一無所獲,其中尤以“多重宇宙論”最讓人咂舌。美國哲學家與心理學家威廉·詹姆士於1895年指出:“為什麼量子物體能同時具備多種形態——疊加態,而在人們意識觀測時又縮減為單一形態——坍縮態,這是因為我們看不見的其它的所有態其實一直存在,只不過它們是存在於平行世界中”。這就是“平行宇宙論”或“多重宇宙論”。但事實證明,為了小小的量子,而要搬出那麼宏大而繁多的宇宙,這本身就遠遠要比意識影響之說更不可思議。

美國物理學家克里斯托弗福熙則提出了一個創新而又讓人豁然開朗的理論:“我們的任務不應該只是為了證明量子理論的意義,而去無端的、額外的製造更多的麻煩、更多的結構、更多的定義和更多像科幻一般的假設。反而是要將這一切統統拋棄、清零,而重新的從零開始。那麼,就必須迴歸到量子信息學的技術和含義的基礎之上。”

對,這就是關於信息的!“信息”一詞終於在量子力學上出現,並帶來了它的光芒!信息的概念難以準確定義,但我們對它都非常熟悉,直覺上知道它到底是什麼:在信息學上,信息就是對能夠被按照0和1這二進制數進行編碼的元素。現在,科學家們已經創立了一套新的語言,這就是“量子信息學”。既然我們可以用量子力學來處理信息,那麼為什麼不能反過來用信息去理解量子力學呢?

這是因為,信息具有與物質完全不同的屬性:與普通的物質相反,信息沒有空間和時間的位置,因而我們可以任意的複製它、分享它、總結它、刪除它。那些神奇的量子現象,我們一直都以為它們是物質的屬性。但如果從信息的角度來看,我們對這些量子現象逐一加以重新考察,就會發現它們其實都是非常正常的。尤其重要的是,我們認識的這個所謂真實的世界,本質上是我們意識的信息描述而已。

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首先是量子疊加。為什麼一個系統能同時存在好幾種狀態呢?其實很簡單,這是因為我們已知的信息尚不足以準確的說明它到底是何種狀態。而又為什麼當我們對該系統進行觀測,就能使其縮減為單一態呢?換言之,我們只能看到一種狀態而已!正是因為這種觀測使我們獲得了新的信息,從而加深了對該系統的認識。

其次是量子糾纏。為什麼兩個系統之間可以發生超時空關聯?這是因為,兩個系統之間存在著某種共同點。只要我們從其中一個系統獲得了信息,就可以馬上知道了另一個系統的信息。比如量子概率。量子世界裡為什麼會有概率存在呢?這是因為我們缺乏了必要的信息,無法對一些問題作出回答,所以不得不將其劃歸概率的範疇。

再有是量子化。為什麼能量不是連續的而是一份一份的?這是因為它和信息本身也是一份一份的即對稱的,量子化的信息可以縮減為二進制的答案:是或否、無或有、0或1。

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由此可見,量子力學的基礎概念最先就是來自於我們的意識,我們意識最基本的表現就是信息,那麼我們用信息就很自然的能理解量子現象了。如此一來,量子現象就變會為合乎於我們邏輯思維裡的常識了。

一方面,既然世界本來的面目並非我們眼中所見的,那就說明了,我們之所以認為世界是真實的,其根源是意識在起作用。換言之,是意識讓我們有了這種感覺——意識是使我們感覺世界真實的根源、來源——意識是世界之源。那麼也就包括了我們本身的身體、大腦和感覺皆來源於意識。

另一方面,人類以自己意識信息描述的這個世界是這樣的,而其它生命以他們的意識信息描述的這個世界並不一定是這樣的。那麼就說明正是不同的意識決定了世界的不同的面目。所謂真實,不同的意識就有不同的“真實”。換言之,真實是相對的,幻象才是絕對的。

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