當“量子糾纏”遇到“佛學”，人類終於接近真理了！

朱清時

導讀：今天我們帶您一起看一看當今人類科學中的最新成就——量子力學和人類智慧中最古老的思想——佛學相互交融時那種不約而同的驚歎。

　　演講者：朱清時

　　（中國科學院院士，曾擔任中國科學技術大學第七任校長）

　　（內容有刪減）

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　　量子力學的詭異現象

　　我先把量子力學中人們最不好懂的東西介紹給大家：

　　1　　態疊加與坍縮

　　量子力學的第一個詭異現象叫做態疊加原理和坍縮。

　　為了解釋量子力學觀念，我先說說普通人的日常經驗。一般人認為客觀物體一定要有一個確定的空間位置，這種存在，是不以人的意志為轉移的、是客觀的。比如說，我的女兒現在在客廳裡面，或者說我的女兒現在不在客廳裡面，兩者必居其一。

　　▲ 女兒可以既在又不在客廳裡嗎？

　　但在量子力學裡就不一樣了。量子力學就像說你的女兒既在客廳又不在客廳，你要去看這個女兒在不在，你就實施了觀察的動作。你一觀察，這個女兒的存在狀態就坍縮了，她就從原來的，在客廳又不在客廳的疊加狀態，一下子變成在客廳或者不在客廳的唯一的狀態了。

　　所以量子力學怪就怪在這兒：你不觀察它，它就處於疊加態，也就是一個電子既在A點又不在A點，你一觀察，它這種疊加狀態就崩潰了，它就真的只在A點或者真的只在B點了，只出現一個。

　　那有人就會說了：你這是詭辯，你怎麼知道電子不觀察它的時候，它既在A點又不在A點呢？

　　這就是量子力學發展過程中，很多實驗確證的事情：

　　2　　單體的疊加態：薛定諤的貓

　　這個實驗是量子力學的創始人薛定諤提出的，被稱為“薛定諤的貓”。

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　　既死又活的疊加態貓

 

　　把一隻貓放進一個封閉的盒子裡，然後把這個盒子接到一個裝置上，這個裝置包含一個原子核和一個毒氣設施。原子核有百分之五十的可能性發生衰變，衰變的時候就會發射出一個粒子來，這個粒子一發出來就會觸發毒氣設施，毒氣一觸發就會殺死這只貓，就是說貓也處於這種既死又活的迭加狀態。這是他想像中的一個實驗。

　　這個問題一提出來，物理學家一個個都驚呆了，原來以為只有微觀世界才有這種態疊加，就是狀態不確定，既處於這個狀態，又不處於這個狀態。現在宏觀世界也一樣了，貓不就是這樣嗎？有一隻既死又活的貓。

　　這與我們的經驗嚴重違背。這個實驗實際上就是“女兒在客廳裡，女兒不在客廳裡”變了個樣子說出來。這個貓是死了還是活著？既死又活是同時存在的，量子力學就認為兩者同時存在。

　　那麼怎麼可能既死又活同時存在呢？人不能想像這種狀態，於是大家就把這個實驗進一步討論下去。

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　　從不確定到確定可避免意識參與嗎？

　　1963年獲得諾貝爾物理學獎的維格納想了一個新的辦法，他說：我讓個朋友戴著防毒面具也和貓一起呆在那個盒子裡面去，我躲在門外，對我來說，這貓是死是活我不知道，貓是既死又活。事後我問在毒氣室裡戴防毒面具的朋友，貓是死是活？朋友肯定會回答，貓要麼是死要麼是活，不會說是半死不活的。

　　他這個說法一出來大家就發現，問題在哪兒呢？一個人和貓一起呆在盒子裡，人有意識，意識一旦包含到量子力學的系統中去，它的波函數就坍縮了，貓就變成要麼是死，要麼是活了。也就是說貓是死是活，只要一有人的意識參與，就變成要麼是死，要麼是活了，就不再是模糊狀態了。

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　　多體的疊加態：量子糾纏

　　現在再來講下量子糾纏。

　　“薛定諤的貓”講的是同一個東西處於不同的狀態的疊加，量子糾纏講的是如果有兩個以上的東西它們都處於不同的狀態的疊加，它們彼此之間一定有明確的關係。這就是量子糾纏。

 

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　　糾纏態的手套

　　比方，我們從北京買了一雙手套，把手套中的一隻寄到香港，另一隻寄到華盛頓，那麼寄到香港的是左手戴的還是右手戴的？

　　誰都不知道，如果香港的人收到了打開一看，是左手的，那華盛頓的人不用看就知道收到的是右手的，因為手套是左右配對的，這是個規則。一旦寄出去了，寄的過程中不確定，但是一個人只要觀測了他收到的手套是左手的還是右手的，另一個人不用觀測就知道了。這就是糾纏的一個例子。

　　大家會認為，你看沒看它沒關係，它早就確定了。但量子力學大量實驗證明，如果把同一個量子體系分開成幾個部分，在未檢測之前，你永遠不知道這些部分的準確狀態；如果你檢測出其中之一的狀態，在這瞬間其他部分立即調整自己的狀態與之相應。

　　這樣的量子體系的狀態叫做“糾纏態”。就好比這個手套在寄出以後，在還沒被觀測之前，它是不是確定呢？肯定不確定。只有在你確定了其中某一個的狀態，另一個的狀態立刻就變化了，也變得確定起來了。這種關聯就叫作量子糾纏。

　　大家也許很難理解這個糾纏，說實話，這個已經超出了我們人類的理解能力的範圍之外，你只能去試圖想他、接受他，跟我們日常生活中的客觀經驗已經不符了。

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　　意識是量子物理現象

　　意識是一種量子力學現象。為什麼這麼說呢？比如你面前出現了一朵花，這時有兩種可能的狀態：

　　一個沒有任何分別心的人，“對境無心”，看花不是花，此時他的意識處於自由的狀態，他沒看到花是不是紅的，好不好看，他看它並不是花，他根本就不動念頭。

　　這種境界在唐代張拙的詩中寫道“一念不生全體現，六根才動被雲遮”。

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　　未經測試的電子&未生念頭的意識

　　這個自由狀態與剛才所說量子力學的詭異現象怎麼可以比較起來呢？就是電子這些東西，在你沒有測量的時候，它處處都存在，也處處不存在，一旦你測量，電子就有個固定狀態出來了。

　　意識也是這樣，如果你看到這朵花，一下子動念頭了，動念頭實質上就是作了測量。

　　你用鼻子作了測量發現是香的，你眼睛進行測量發現是紅色的而且美麗，你動意念去測量它，發現它很令人愉快。

　　於是這些測量的結果，也就是念頭的結果，一下子使你產生了進一步的念頭：這是一朵玫瑰花，就認出它來了。

　　人意識的發動的過程實際上是通過動念進行測量，然後產生念頭。這時候念頭產生出來了，實質是通過測量得出的幾個我們製造出來的概念。這時意識不再自由，它突然坍塌到一個概念“玫瑰花”上。

　　因此是念頭產生了“客觀”，念頭就是測量，客觀世界是一系列複雜念頭造成的。

　　說得更深一步，《楞嚴經》講“性覺必明,妄為明覺,本覺明妙,覺明為咎”，是什麼意思呢？

　　整個物質世界的產生，實際上在意識形成之初，宇宙本體本來是清淨本然的，一旦動了念頭想去看它了，這念頭就是一種測量，一下子就使這個“清淨本然”變成一種確定的狀態，這樣就生成為物質世界了。《楞嚴經》最早、最清楚地把意識和測量的關係說出來了。

　　▲ 佛學和自然科學最終會在山頂匯合嗎？

　　有很多人習慣說佛學是迷信，我說不，佛學不是迷信，佛學研究的東西和自然科學不同，是宇宙的另一方面，就是意識。

　　佛學和自然科學的研究就像爬喜馬拉山一樣，一個從北坡往上爬，一個從南坡往上爬，總有一天兩者要會合的。

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　　科學和佛學認識真理的方法

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　　量子力學與佛學的碰撞

　　來比較一下，佛學和量子力學對物質和意識測量之間關係的闡述。

　　量子物理嚴格的實驗已經證明了：基本粒子在沒有觀測的時候是沒有確定的狀態的。

　　佛學中的意識是：意識的本體是“一念不生”的境界，處於這種境界的人，面對所有事物都對境無心，這時意識處於不確定狀態，不住相。如來的法身其實不在任何具體的空間，不住相，又存在於任何地方；不在某處又存在於任何一處。人的意念也是不住相，沒有任何具體的色相。

　　在量子物理中，這種沒有確定的狀態，一被觀測，也就是人的意識一參與，基本粒子的波函數就開始坍縮了，電子就會出現在個確定的位置，就出現某種客觀實在，所以客觀實在產生於意識參與的測量。

　　在量子力學中，物質是由測量而產生的，而起心動念的實質我們也可以把它叫做一種測量。起心動念的時候意識本身就不再自由了，它突然就坍縮到個具體的概念之上了。

　　這就是科學與佛學的比較。作這個比較的主要目的是想讓大家理解，為什麼現在我們要開始把意識現象當作是一種量子力學現象來看待了。

　　把意識當作量子力學現象看待，這個時候的意識就是量子意識，量子意識是現在科學發展的一個新的前沿，已經有很多人在研究它。

　　（注）這有個很著名的故事：愛因斯坦就是個反對量子力學的人，有一天他朋友來了，陪他在外邊散步，看到了月亮。他問朋友：你是否真相信，月亮在沒有人看它之前就不存在呢？他就一直在思考這個問題。那麼月亮在沒有任何人觀測之前，在人類產生之前，它是沒有確定的狀態的，這就是量子力學的結論。

　　也就是說，整個世界也都這樣，一旦有了意識，才可能有確定的狀態出現。但這個問題太大了，究竟怎麼理解，物理學還遠遠沒有走到這一步。我想，把心和意識掛鉤起來，佛說“一切唯心造”，而在量子力學看來，一切是意識產生的結果，那這個意思就比較接近了。

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　　量子意識

　　科學家們現在已經開始認識到了，意識是種量子力學現象。

　　這點可能與我前面講的這些東西有關：意識像量子力學的現象，意識的念頭像量子力學的測量。

　　人的意識過去一直都沒有搞清楚，包括中醫經絡學說講的的“氣”，“氣”用任何實驗方法都沒有找到。

　　很可能意識或是“真氣”這種東西，實際上是量子力學現象，用經典物理學的電學、磁學及力學方法去測量，是測量不出來的。

　　量子力學現象的一個主要狀態，就是剛才說的量子糾纏。

　　大腦中有海量的電子，它們處於複雜的糾纏狀態。意識就是大腦中這些處於糾纏狀態的電子在週期性的坍縮中間產生出來的。這些電子不斷坍縮又不斷被大腦以某種方式使之重新處於糾纏態。這就是現在量子意識的一種基本觀念。

　　這個假說在解釋大腦的功能方面已經開始有一些地位了，形成了量子意識現象的基礎。

　　英國劍橋大學的教授彭羅斯（Roger Penrose）和美國一位教授哈梅羅夫(Stuart Hameroff)他倆創立了一個理論。

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　　靈魂也是量子資訊嗎？

　　彭羅斯和哈梅羅夫認為，在人的大腦神經元裡有一種細胞骨架蛋白，是由一些微管組成的，這些微管有很多聚合單元等等，微管控制細胞生長和神經細胞傳輸，每個微管裡都含有很多電子，這些電子之間距離很近，所以都可以處於量子糾纏的狀態。

　　在坍縮的時候，也就是進行觀測的時候，起心動念開始觀測的時候，在大腦神經裡，就相當於海量的糾纏態的電子坍縮一次，一旦坍縮，就產生了念頭。

　　如果按照他們的理論，腦細胞裡存在著大量的糾纏態的電子，那就不可避免地有量子隱性傳輸存在，因為宇宙中的電子和大腦中的電子都來源於“大爆炸”，是可能糾纏在一起的，一旦糾纏，資訊傳輸就能不受時間空間限制地隱性傳輸了。

　　按照彭羅斯和哈梅羅夫的理論，我們的大腦中真是存在海量的糾纏態電子的話，而且我們的意識是這些糾纏態電子坍縮而產生的，那麼意識就不光是存在於我們的大腦神經系統細胞之中，不只是大腦神經細胞的交互，而且也形成在宇宙之中，因為宇宙中不同地方的電子可能是糾纏在一起的。

　　這樣一來，人的意識不僅存在於大腦之中，也存在於宇宙之中，在宇宙的哪個地方不確定。量子糾纏告訴我們，一定有個地方存在著人的意識，這是量子糾纏的結論。

　　如果人的意識不光存在於大腦之中，也通過糾纏而存在於宇宙某處，那麼在人死亡的時候，意識就可能離開你的身體，完全進入到宇宙中去。

　　所以他們認為有些人的瀕死體驗，實際上是大腦中的量子資訊所致。

　　在這個時候，心臟停止跳動、血液停止流動，微管失去了量子狀態，而大腦中的量子資訊並沒有被破壞，它只是被干擾驅散到宇宙中去了。

　　如果一個人死後複生，蘇醒過來，量子資訊又回到他的大腦中去，此時他會驚訝地說：“我經歷了一次瀕死的經驗。”

　　如果這位患者沒有死而復生，最終死亡之後量子資訊將離開身體，從而可能被模糊地鑒別為靈魂。

　　所以，彭羅斯和哈梅羅夫就認為，如果是用量子資訊的方法來解釋，說人的大腦意識真是產生於量子資訊的狀態，有量子糾纏存在的話，那麼人體的資訊是不會消滅的，只會回到宇宙的某一處。

　　他們認為人體的這種資訊可以模模糊糊地定義為靈魂。不是和大家說的那個靈魂一模一樣，但是它的狀態與我們過去說的靈魂非常類似。

　　以上的這些是彭羅斯和哈梅羅夫的理論，現在的科學家正在開始進行大量的實驗，來驗證人的大腦中是否存在量子糾纏態的電子。已經有一批實驗做出來了。

　　關於量子意識理論的實驗仍正在進行之中，目前還很難下結論。

　　但是毫無疑問，物理學已經從任何事物都是“如露亦如電，應作如是觀”這個方嚮往佛學的境界上又靠近一步了。

　　世界上可能存在著類似靈魂的東西，它在人生結束之後不死，只是回到宇宙中的某個地方去了。這種觀念跟唯識的根本-阿賴耶識學說是相一致的。