最实在的科学实验,我们先从这里说起。毕竟再抽象的道理,也抵不过眼见为实的验证。电子双缝实验,就是最经典的一个。你不用记复杂原理,只要想象电子是个调皮的小家伙:没盯着它的时候,像在两条缝之间跳一支来回穿梭的舞的,是它,落在后面的板子上,一道道交错的条纹会被留下,活像水波干涉的样子。可一旦架起设备想看清它到底从哪条缝过,这支舞突然就停了,电子乖乖变成了一个小球,只从一条缝穿过去,板子上的条纹也跟着消失。这并非设备出了问题,而是观测这个动作,真的改变了电子的状态。
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之后科学家又做了更具突破性的实验。2010年,富勒烯分子被魏茨曼研究所用来做了实验,里面含有60个碳原子的这种分子,比电子大太多,宏观层面的东西,说的就是它。结果没想到,察看的时候,和电子一样的奇怪行为,它居然也表现了出来,能产生干涉效应。这一下打破了很多人的固有认知,原来这种效应不是微观粒子的专属技能,就算是我们能感知到的大东西,也可能被监测影响。还有约翰·惠勒的延迟选择实验,更让人惊讶。哪怕电子已经穿过双缝了,你再回头去注视它,它之前走过的路径居然会被改写。这就像你先看完了一场电影,再按下记录键,电影里的剧情却跟着变了,想想都觉得刷新认知。
说到这,肯定有人好奇,我们的生活里,能用到这个效应吗?还真有不少能对上的情况。教育领域里,班里某个孩子肯定能学好,是有些老师常有的想法。没刻意给多补课,只是平时多给点鼓励、多关注些他的作业,慢慢的,一点点往上冲的,是这孩子的成绩,最后比大家预期的好太多。之后有人做过统计,这种积极期待能让成绩提升,其实这就是观测效应在宏观世界的体现,不是老师有魔法,是关注本身就像一束光,潜移默化影响了被观察的人。
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再看医疗场景,类似例子也不少。必须治好的执念,有些癌症患者并没抱着,反而放宽心态,认真过好每一天。身边人也不将病人的标签贴在他身上,只是正常陪伴、关注他的心情。慢慢的,居然变小甚至出现自愈情况的,是肿瘤。有人说这是心念在调控身体,和量子领域里观测影响粒子是一个道理,但也有科学家不认同,他们觉得宏观世界的这些变化,不是主观感知直接作用的结果,而是观测时带来的干扰,比如老师关注学生时,会不自觉调整教学方式,这些实际动作才是关键。
而且主流物理学家还有个量子退相干理论。每天要和空气、光线、水分打交道的,是我们的身体、桌子椅子这类宏观物体。这些外界干扰会快速破坏量子态,就算有这种观测现象,也维持不了多久,比如人体细胞,大概只能存在10的负18次方秒的,是量子效应,快到我们根本感知不到。所以到底是心念影响了现实,还是干扰带来了变化,现在还没完全统一的答案,但这种争议本身,就特别有意思。
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古人的智慧,居然能和这个现代科学概念对上。心外无物,是王阳明的观点,以前我总觉得这说法偏唯心。可对照量子领域的情形看,不一样的理解,竟慢慢有了,不是说心里不想,东西就不存在,而是你带着意识活动去看它、去感知它的时候,它才从无数种可能的状态里,定成了你能看到的样子。致虚极,守静笃,是道德经中的表述,现在也有人觉得,这其实是在说让意识保持纯粹、不被杂念干扰,才能更清晰地察看事物的本质,甚至和量子的状态产生某种呼应。
不过哲学界的争论,也没停过。存在主义者觉得,其实算不上有真实的意义的,是没被观测过的事情。这和量子力学里的说法特别像,没被观测时的粒子,是一团概率云。可这一点,科学实在论者并不认可,他们觉得量子态的改变是物理过程,和人的意识没关系,就像石头掉在地上会碎,不管有没有人看,结果都一样。后续彭罗斯提出客观崩现理论,想把两边的观点调和起来,可惜到现在还没找到足够的实验证据支撑。
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抛开这些争论,观测效应已经实实在在用到了技术里,给我们的生活带来了改变。就拿当下热门的量子计算机来说,比普通电脑快那么多的原因,在于利用了粒子能同时处于多个状态的特点。可这一点,也是它最娇贵的地方,稍微有一点外界的观测干扰,比如温度变化、轻微震动,就会消失的,是这种叠加状态,也就是退相干。所以科学家们费了好大劲,要么把量子计算机放在接近绝对零度的环境里,要么用特殊材料隔绝干扰,本质上就是在掌控这种观测效应,让量子态能稳定久一点。
量子加密通信,也是靠这种效应实现的。如果有人想窃听,传输的量子信号就必须被察看。可一察看,就会改变的,是信号的状态,接收方马上就能发现异常。信息不会被偷偷复制,就这样得到了保证。以前觉得量子技术离我们很远,没想到这些厉害的应用,核心居然是我们今天聊的观测改变世界的道理。
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当然,还有很多问题没解开。比如意识到底是什么?2015年,提出一个观点的,是名叫费希尔的科学家,大脑里的磷原子核,可能通过量子纠缠处理信息。也就是说,可能和量子有关的,是意识本身,但这么多年过去了,还没找到直接证据。还有参与式宇宙,是惠勒提出的概念,说我们人类的观测行为,不只是看宇宙,其实还在参与宇宙的演化,就像我们既是观众,也是演员,这个想法真的特别大胆,却也让人忍不住思考,我们和这个世界的关系,是不是比想象中更紧密?
其实不用把观测效应想得多高深,总结下来就是两点:微观世界里,无数实验验证过一个事实,观测能改变粒子状态,可到了我们生活的宏观世界,还需要更多研究的,是心念到底能不能直接改变现实。但哪怕只是知道这个效应,也能给我们一点启发,平时多给身边人一点积极关注,少一点负面评判,说不定就能默默帮到对方,看待事情的时候,也可以多换几个角度察看,不一样的可能,或许就能被发现。
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