第43節(1 / 2)

學中,對原子核模型的建立起到了至關重要的作用。他和狄拉克、約爾當等人一起成為量子場論的奠基人,順便說一句,他的妹妹嫁給了狄拉克,因而成為後者的大舅子。他參予了曼哈頓計劃,在核反應理論方麵有著突出的貢獻。1963年,他被授予諾貝爾物理獎金。

對於量子論中的觀測問題,維格納的意見是:意識無疑在觸動波函數中擔當了一個重要的角色。當人們還在為薛定諤那隻倒黴的貓而爭論不休的時候,維格納又出來捅了一個更大的馬蜂窩,這就是所謂的“維格納的朋友”。

“維格納的朋友”是他所想象的某個熟人(我猜想其原型不是狄拉克就是馮諾伊曼!),當薛定諤的貓在箱子裏默默地等待命運的判決之時,這位朋友戴著一個防毒麵具也同樣呆在箱子裏觀察這隻貓。維格納本人則退到房間外麵不去觀測箱子裏到底發生了什麼。現在,對於維格納來說,他對房間裏的情況一無所知,他是不是可以假定箱子裏處於一個(活貓

高興的朋友)AND(死貓

悲傷的朋友)的混合態呢?可是,當他事後詢問那位朋友的時候,後者肯定會否認這一種疊加狀態。維格納總結道,當朋友的意識被包含在整個係統中的時候,疊加態就不適用了。即使他本人在門外,箱子裏的波函數還是因為朋友的觀測而不斷地被觸動,因此隻有活貓或者死貓兩個純態的可能。

維格納論證說,意識可以作用於外部世界,使波函數坍縮是不足為奇的。因為外部世界的變化可以引起我們意識的改變,根據牛頓第三定律,作用與反作用原理,意識也應當能夠反過來作用於外部世界。他把論文命名為《對於靈肉問題的評論》(Remarksonthemind-bodyquestion),收集在他1967年的論文集裏。

量子論是不是玩得過火了?難道“意識”,這種虛無飄渺的概念真的要占領神聖的物理領域,成為我們理論的一個核心嗎?人們總在內心深處排斥這種“恐怖”的想法,柯文尼(PeterCoveney)和海菲爾德(RogerHighfield)寫過一本叫做《時間之箭》(Thearrowoftime)的書,其中講到了維格納的主張。但在這本書的中文版裏,譯者特地加了一個“讀者存照”,說這種基於意識的解釋是“牽強附會”的,它聲稱觀測完全可以由一套測量儀器作出,因此是“完全客觀”的。但是這種說法顯然也站不住腳,因為儀器也隻不過給馮諾伊曼的無限後退鏈條增添了一個環節而已,不觀測這儀器,它仍然處在疊加的波函數中。

可問題是,究竟什麼才是“意識”?這帶來的問題比我們的波函數本身還要多得多,是一個得不償失的策略。意識是獨立於物質的嗎?它服從物理定律嗎?意識可以存在於低等動物身上嗎?可以存在於機器中嗎?更多的難題如潮水般地湧來把無助的我們吞沒,這滋味並不比困擾於波函數怎樣坍縮來得好受多少。

事實上,隻有沒事幹的哲學家才對這種問題津津樂道,真正的腦科學家和神經科學家對此往往是不屑一顧或者漠不關心。當意識問題被拉入對於量子論的解釋後,許多介紹物理的書籍裏都煞有介事地出現了大腦的剖麵圖,不厭其煩地講解皮層的各個分區,神經結的連接,海馬體……這的確是有趣的景象!接下來,我們不如對這個意識問題做幾句簡單的探討,不過我們並不想在這上麵花太多的時間,因為我們的史話還要繼續前進,仍有一些新奇的東西正等著我們。

在這節的最後要特別聲明的是,關於“意識作用於外部世界”隻是一種可能的說法而已。這並不意味著種種所謂的“特異功能”,“心靈感應”,“意念移物”,“遠距離彎曲勺子”等等有了理論基礎。對於這些東西,大家最好還是堅持“特別異乎尋常的聲明需要有特別堅強的證據支持”這一原則,要求對每一個個例進行嚴格的,可重複的雙盲實驗。就我所知,還沒有一個特異功能的例子通過了類似的檢驗。

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飯後閑話:海森堡和德國原子彈計劃(六)

計算臨界質量的大小本質上是一個統計問題。為了確保在過多的中子逃逸而使鏈式反應停止之前有足夠的鈾235分子得到分裂,它至少應該能保證2^80個分子(大約1摩爾)進行了反應,也就是維持80次分裂。這個範圍是多大呢?這相當於問,一個人(分子)在隨機地前進並折返了80次之後大約會停留在多大的半徑裏。這是非常有名的“醉鬼走路”問題,如果你讀過蓋莫夫的老科普書《從一到無窮大》,也許你還會對它有點印象。海森堡就此算出了一個距離:54厘米,這相當於需要13噸鈾235,而在當時要分離出如此之多是難以想象的。

但是,54厘米這個數字是一個上限,也就是說,在最壞的情況下才需要54厘米半徑的鈾235。實際上在計算中忽略了許多的具體情況比如中子的吸收,或者在少得多的情況下也能夠引起鏈式反應,還有種種海森堡因為太過“聰明”而忽略的重要限製條件。海森堡把一個相當複雜的問題過分簡化,從他的計算中可以看出,他對快中子反應其實缺乏徹底的了解,這一切都導致他在報告中把幾噸的鈾235當作一個下限,也就是“最少需要”的質量,而且直到廣島原子彈爆炸後還帶著這一觀點(他不知道,佩爾斯在1939年已經做出了正確的結果!)。