“如果人類有了更強(qiáng)的觀測手段，薛定諤的貓的模態(tài)并非不能觀測……”朋友在飯桌上的一席話差點(diǎn)嗆到我，我想對他說，你太在意那只貓的生死了，完全沒有理解這只與芝諾烏龜，拉普拉斯獸、麥克斯韋妖齊名的物理學(xué)界四大神獸對于整個人類科學(xué)的意義何在。

自1088年歐洲第一所大學(xué)誕生“自然魔法”的教學(xué)標(biāo)志著以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的當(dāng)代自然科學(xué)登上歷史舞臺，到之后文藝復(fù)興奠定了人本主義，所有現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)最堅(jiān)實(shí)的根基就是這個宇宙、這個世界是物質(zhì)的，而意識不過是附著于人類這個物種上產(chǎn)生的東西，除了腦科學(xué)，意識這個概念甚至都不在自然科學(xué)的研究范疇之中。

然而薛定諤的貓這個隱喻卻打開了一個潘多拉魔盒，人類細(xì)思恐極的發(fā)現(xiàn)這將通往《三體》中要了葉文潔女兒楊冬半條命的那個結(jié)論：物理學(xué)并不存在，而這與三體人的智子一毛錢關(guān)系都沒有。

一切都是由薛定諤意識中產(chǎn)生的這只該死的貓引起的。

當(dāng)我們不觀察時，月亮是不存在的

作為量子理論的先驅(qū)并戲劇性的變成其死敵的薛定諤，很多人并不知道這只已經(jīng)逐漸成為量子理論圖騰的貓其實(shí)是他為了嘲笑哥本哈根學(xué)派，用來反對量子論而設(shè)定的一個思想實(shí)驗(yàn)。

他在1935年為了響應(yīng)愛因斯坦對于量子理論的攻擊也發(fā)表了一篇論文，題為《量子力學(xué)的現(xiàn)狀》（Die gegenwartige Situation in der Quantenmechanik），文章極盡諷刺刻薄，一副與哥本哈根學(xué)派誓不兩立的樣子。

在論文的第5節(jié)，薛定諤描述了那個常被物理學(xué)界視為噩夢的實(shí)驗(yàn)。哥本哈根學(xué)派不是說，在沒有測量之前，一個粒子的狀態(tài)模糊不清，處于各種可能性的混合疊加。比如一個放射性原子，它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察，它便處于衰變/不衰變的疊加狀態(tài)中，只有確實(shí)進(jìn)行了測量，它才能隨機(jī)選擇一種狀態(tài)出現(xiàn)嗎？

很好，那么讓我們把這個原子放在一個不透明的箱子（薛定諤想象了一種結(jié)構(gòu)巧妙的精密裝置）中讓它保持這種疊加狀態(tài)。，每當(dāng)原子衰變而放出一個中子，它就激發(fā)一連串連鎖反應(yīng)，最終結(jié)果是打破箱子里的一個毒氣瓶，而同時在箱子里的還有一只可憐的貓。事情很明顯：如果原子衰變了，那么毒氣瓶就被打破，貓就被毒死。要是原子沒有衰變，那么貓就好好地活著。

但這樣一來，顯然就會有以下的自然推論：當(dāng)一切都被鎖在箱子里時，因?yàn)槲覀儧]有觀察，所以那個原子處在衰變/不衰變的疊加狀態(tài)。因?yàn)樵拥臓顟B(tài)不確定，所以它是否打碎了毒氣瓶也不確定。而毒氣瓶的狀態(tài)不確定，必然導(dǎo)致貓的狀態(tài)也不確定。只有當(dāng)我們打開箱子察看，事情才最終定論：要么貓死掉了，要么它活蹦亂跳。但問題來了：當(dāng)我們沒有打開箱子之前，這只貓?zhí)幵谑裁礌顟B(tài)？似乎唯一的可能就是，它和我們的原子一樣處在疊加態(tài)，也就是說，這只貓當(dāng)時陷入一種又死又活的混合狀態(tài)。

奇哉怪哉。現(xiàn)在就不光是原子是否是幽靈的問題了，現(xiàn)在貓也變成了幽靈。一只貓同時又是死的又是活的？它處在不死不活的疊加態(tài)？這未免和常識太過沖突。

薛定諤的實(shí)驗(yàn)把量子效應(yīng)放大到了我們的日常世界，現(xiàn)在量子的奇特性質(zhì)牽涉到我們的日常生活了，牽涉到我們心愛的寵物貓究竟是死還是活的問題。這個實(shí)驗(yàn)雖然簡單，卻比之前愛因斯坦的攻擊要辛辣許多，甚至連哥本哈根學(xué)派都不得不承認(rèn)：是的，當(dāng)我們沒有觀察的時候，那只貓的確是又死又活的。

但這個推論如果成立，那么不僅僅是貓，一切的一切，當(dāng)我們不去觀察的時候，都是處在不確定的疊加狀態(tài)的，因?yàn)槭篱g萬物也都是由服從不確定性原理的原子構(gòu)成的。

因此，在物理學(xué)派內(nèi)部一直有一個非常極端的論調(diào)：“當(dāng)我們不觀察時，月亮是不存在的?！?strong>因?yàn)樵铝烈彩怯刹淮_定的粒子組成的，所以如果我們轉(zhuǎn)過頭不去看月亮，那一大堆粒子就開始按照波函數(shù)彌散開去。于是乎，月亮的邊緣開始顯得模糊而不確定，它逐漸“融化”，變成概率波擴(kuò)散到周圍的空間里去。當(dāng)然這么大一個月亮完全“融化”成空間中的概率是需要很長很長時間的，不過問題的實(shí)質(zhì)是：要是不觀察月亮，它就從確定的狀態(tài)變成無數(shù)不確定的疊加。不觀察它時，一個確定的、客觀的月亮是不存在的。但只要一回頭，一輪明月便又高懸空中，似乎什么事也沒發(fā)生過一樣。

如果月亮是如此，那么整個宇宙呢？

無限復(fù)歸

事實(shí)上，到這里為止，還沒有失控，雖然那時候物理學(xué)家們已經(jīng)有些覺得不對勁了。

貓?zhí)幱谒?活的疊加態(tài)？人們無法接受這一點(diǎn)，最關(guān)鍵的地方就在于：經(jīng)驗(yàn)告訴我們這種奇異的二重狀態(tài)似乎是不太可能被一個宏觀的生物（比如貓或者我們自己）所感受到的。貓當(dāng)然不能告訴我們它當(dāng)時在箱子里到底處于什么狀態(tài)，那如果把一個會說話的人放入箱子里面去。這個人如果能生還，他肯定無比堅(jiān)定地宣稱，自己從頭到尾都活得好好的，根本沒有什么半生半死的狀態(tài)出現(xiàn)?？墒牵@次不同了，因?yàn)樗约阂呀?jīng)是一個觀察者了啊！他在箱子里不斷觀察自己的狀態(tài)，從而不停地觸動自己的波函數(shù)坍縮！

奇怪，為什么我們對貓就不能這樣說呢？貓也在不停觀察著自己啊。貓和人有什么不同呢？難道區(qū)別就在于，一個可以出來憤怒地反駁量子論的論調(diào)，另一個只能“喵喵”叫嗎？令我們吃驚的是，這的確可能是至關(guān)重要的分別！人可以感覺到自己的存活，而貓不能，換句話說，人有能力“測量”自己活著與否，而貓不能！人有一樣貓所沒有的東西，那就是“意識”！因此，人能夠測量自己的波函數(shù)使其坍縮，而貓無能為力，只能停留在死/活疊加任其發(fā)展的波函數(shù)中。

意識！這個字眼出現(xiàn)在物理學(xué)中真是難以想象。

這太荒謬了，這個時候馮·諾依曼出場了，沒錯，就是那個在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、博弈論、核武器和生化武器等領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)全才之一，被后人稱為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”、“博弈論之父”的天才，他給出了一個更為刺激的結(jié)論。

每當(dāng)我們觀測時，系統(tǒng)的波函數(shù)就坍縮了，按概率跳出來一個實(shí)際的結(jié)果，如果不觀測，那它就按照方程嚴(yán)格發(fā)展。這是兩種迥然不同的過程，后者是連續(xù)的，在數(shù)學(xué)上可逆的、完全確定的，而前者卻是一個“坍縮”，它隨機(jī)，不可逆，至今也不清楚內(nèi)在的機(jī)制究竟是什么。這兩種過程是如何轉(zhuǎn)換的？是什么觸動了波函數(shù)這種劇烈的變化？是“觀測”嗎？

馮·諾伊曼敏銳地指出，我們用于測量目標(biāo)的那些儀器本身也是由不確定的粒子組成的，它們自己也擁有自己的波函數(shù)。當(dāng)我們用儀器去“觀測”的時候，這只會把儀器本身也卷入到這個模糊疊加態(tài)中去。怎么說呢，假如我們想測量一個電子是通過了左邊還是右邊的狹縫，我們用一臺儀器去測量，并用指針搖擺的方向來報(bào)告這一結(jié)果。但是，令人哭笑不得的是，因?yàn)檫@臺儀器本身也有自己的波函數(shù)，如果我們不“觀測”這臺儀器本身，它的波函數(shù)便也陷入一種模糊的疊加態(tài)中！諾伊曼的數(shù)學(xué)模型顯示，當(dāng)儀器測量電子后，電子的波函數(shù)坍縮了不假，但左/右的疊加只是被轉(zhuǎn)移到了儀器那里而已?，F(xiàn)在是我們的儀器處于指針指向左還是右的疊加狀態(tài)了！假如我們再用儀器B去測量那臺儀器A，好，現(xiàn)在A的波函數(shù)又坍縮了，它的狀態(tài)變得確定，可是B又陷入模糊不定中……總而言之，當(dāng)我們用儀器去測量儀器，這整個鏈條的最后一臺儀器總是處在不確定狀態(tài)中，這叫作“無限復(fù)歸”（infinite regression）。從另一個角度看，假如我們把用于測量的儀器也加入到整個系統(tǒng)中去，這個大系統(tǒng)的波函數(shù)從未徹底坍縮過！

可是，我們相當(dāng)肯定的是，當(dāng)我們看到了儀器報(bào)告的結(jié)果后，這個過程就結(jié)束了。我們自己不會處于什么荒誕的疊加態(tài)中去。當(dāng)我們的大腦接受到測量的信息后，波函數(shù)就不再搗亂了。

奇怪，為什么機(jī)器來測量就得疊加，而人來觀察就得到確定結(jié)果呢？難道說，人類意識（Consciousness）的參與才是波函數(shù)坍縮的原因？只有當(dāng)電子的隨機(jī)選擇結(jié)果被“意識到了”，它才真正地變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從波函數(shù)中脫胎而出來到這個世界上。而只要它還沒有“被意識到”，波函數(shù)便總是停留在不確定的狀態(tài)，只不過從一個地方不斷地往最后一個測量儀器那里轉(zhuǎn)移罷了。在諾伊曼看來，波函數(shù)可以看作希爾伯特空間中的一個矢量，而“坍縮”則是它在某個方向上的投影。然而是什么造成這種投影呢？難道是我們的自由意識？

換句話說，因?yàn)橐慌_儀器無法“意識”到自己的指針是指向左還是指向右的，所以它必須陷入左/右的混合態(tài)中。一只貓無法“意識”到自己是活著還是死了，所以它可以陷于死/活的混合態(tài)中。但是，你和我可以“意識”到電子究竟是左還是右，我們是生還是死，所以到了我們這里波函數(shù)終于徹底坍縮了，世界終于變成現(xiàn)實(shí)，以免給我們的意識造成混亂。

延遲實(shí)驗(yàn)

如果說“意識”使得萬事萬物從量子疊加態(tài)中脫離，成為真正的現(xiàn)實(shí)的話，那么我們不禁要問一個自然的問題：當(dāng)智能生物尚未演化出來，這個宇宙中還沒有“意識”的時候，它的狀態(tài)是怎樣的呢？難道說，要等到第一個“有意識”的生物出現(xiàn)，宇宙才在一瞬間變成“現(xiàn)實(shí)”，而之前都只是波函數(shù)的疊加？但問題是，“智慧生物”本身也是宇宙的一部分啊，難道說“意識”的參與可以改變過去，而這個“過去”甚至包含了它自身的演化歷史？

很快就有人證明了這個結(jié)論。1979年是愛因斯坦誕辰100周年，在他生前工作的普林斯頓召開了一次紀(jì)念他的討論會。在會上，愛因斯坦的同事，也是玻爾的密切合作者之一約翰·惠勒（John Wheeler）提出了一個相當(dāng)令人吃驚的構(gòu)想，也就是所謂的“延遲實(shí)驗(yàn)”（delayed choice experiment）。根據(jù)哥本哈根解釋，當(dāng)我們不去探究電子到底通過了哪條縫，它就同時通過雙縫而產(chǎn)生干涉，反之，它就確實(shí)地通過一條縫，順便也消滅了干涉圖紋。然而，惠勒通過一個戲劇化的思維實(shí)驗(yàn)指出，我們可以“延遲”電子的這一決定，使得它在已經(jīng)實(shí)際通過了雙縫屏幕之后，再來選擇究竟是通過了一條縫還是兩條！

想象你去看電影，雖然你對電影內(nèi)容一無所知，但很明顯，既然已經(jīng)剪完上映，說明這部電影早已殺青。但走到電影院門口的時候，你卻被告知，只要你從左門進(jìn)去，就會發(fā)現(xiàn)是吳秀波主演，而只要從右門進(jìn)去，它就會是胡歌主演的。換句話說，這部電影當(dāng)初的主演是誰，可以由你換個場次來決定！

延遲實(shí)驗(yàn)表達(dá)的是同樣的意思。雖然聽上去古怪，這卻是哥本哈根派的一個正統(tǒng)推論！惠勒后來引用玻爾的話說，“任何一種基本量子現(xiàn)象只在其被記錄之后才是一種現(xiàn)象”，光子是一開始還是最后才決定自己的“歷史”，這在量子實(shí)驗(yàn)中是沒有區(qū)別的，因?yàn)樵诹孔诱摽磥?，歷史不是確定和實(shí)在的——除非它已經(jīng)被記錄下來。更精確地說，光子在通過第一塊半透鏡到我們插入第二塊半透鏡之間“到底”在哪里，它是個什么，這是一個沒有意義的問題。我們沒有權(quán)利去談?wù)撨@時候光子“到底在哪里”，因?yàn)樵谟^測之前，它并非是一個“客觀真實(shí)”。

在惠勒的構(gòu)想提出5年后，馬里蘭大學(xué)的卡洛爾·阿雷（Carroll O.Alley）和其同事當(dāng)真做了一個延遲實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果真的證明，我們何時選擇光子的“模式”，這對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是無影響的！與此同時，慕尼黑大學(xué)的一個小組也作出了類似的結(jié)果。

這下徹底亂了！

意識決定物質(zhì)

這樣稀奇古怪的事情說明了什么呢？這說明，宇宙的歷史說不定可以在已經(jīng)發(fā)生后才被決定究竟是怎樣發(fā)生的！

目前宇宙似乎是在以一個“恰到好處”的速度在膨脹。只要它膨脹得稍稍快一點(diǎn)，當(dāng)初的物質(zhì)就會四散飛開，而無法凝聚成星系和行星。反過來，如果稍微慢一點(diǎn)點(diǎn)，引力就會把所有的物質(zhì)都吸到一起，變成一團(tuán)具有驚人密度和溫度的大雜燴。而我們正好處在一個“臨界速度”上，這才使得宇宙中的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生命的誕生成為可能。這個速度要準(zhǔn)確到什么程度呢？大約是1055分之一，這是什么概念？你從宇宙的一端瞄準(zhǔn)并打中在另一端的一只蒼蠅（相隔300億光年），所需準(zhǔn)確性也不過1030分之一。類似的驚人準(zhǔn)確的宇宙常數(shù)，我們還可以舉出幾十個。

在薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)里，如果我們也能設(shè)計(jì)某種延遲實(shí)驗(yàn)，我們就能在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再來決定貓是死是活！比如說，原子在一點(diǎn)鐘要么衰變毒死貓，要么就斷開裝置使貓存活。但如果有某個延遲裝置能夠讓我們在兩點(diǎn)鐘來“延遲決定”原子衰變與否，我們就可以在兩點(diǎn)鐘這個“未來”去實(shí)際決定貓?jiān)谝稽c(diǎn)鐘的死活！

這樣一來，宇宙本身由一個有意識的觀測者創(chuàng)造出來也不是什么不可能的事情。雖然從理論上說，宇宙已經(jīng)演化了幾百億年，但某種“延遲”使得它直到被一個高級生物觀察之后才成為確定。我們的觀測行為本身參與了宇宙的創(chuàng)造過程！這就是所謂的“參與性宇宙”模型（The Participatory Universe）。宇宙本身沒有一個確定的答案，而其中的生物參與了這個謎題答案的構(gòu)建本身！

你肯定很奇怪：為什么宇宙恰好以這樣一個不快也不慢的速度膨脹？人擇原理的回答是：宇宙必須以這樣一個速度膨脹，不然就沒有“你”來問這個問題了。因?yàn)橹挥幸赃@樣一個速度膨脹，生命和智慧才有可能誕生，從而使問題的提出成為可能！從邏輯上來說，顯然絕對不會有人問：“為什么我們的宇宙以一個極快或者極慢的速度膨脹？”因?yàn)槿绻@個問題的前提條件成立，那這個“宇宙”不是冰冷的虛空就是灼熱的火球，根本不會有“人”存在于此，也就更不會有類似的問題被提出。

參與性宇宙是增強(qiáng)版的人擇原理，它不僅表明我們的存在影響了宇宙的性質(zhì)，甚至我們的存在創(chuàng)造了宇宙和它的歷史本身！可以想象這樣一種情形：各種宇宙常數(shù)首先是一個不確定的疊加只有被觀測者觀察后才變成確定。但這樣一來它們又必須保持在某些精確的范圍內(nèi)，以便創(chuàng)造一個好的環(huán)境，令觀測者有可能在宇宙中存在并觀察它們！這似乎是一個邏輯循環(huán)：我們選擇了宇宙，宇宙又創(chuàng)造了我們。這件怪事叫作“自指”或者“自激活”（self-exciting），意識的存在反過來又創(chuàng)造了它自身的過去！

這仿佛就是最后的結(jié)論，我們的這個宇宙竟然是由于我們的意識才產(chǎn)生或者說變成現(xiàn)在這個樣子的。