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量子纠缠的秘密
资讯动态| 浏览量:1593| 2022-12-07 |

量子纠缠的秘密

编辑:曾伟

随着2022年诺贝尔物理学奖颁给了量子纠缠领域的研究者,“量子纠缠”便成了热门词汇,网络上各种谈论“量子纠缠”的文章和视频便纷纷出笼,大有谁不懂“量子纠缠”谁傻逼的味道。很多的文章和视频看得我这个曾经在大学考量子力学得过一百分的人也给懵掉了,什么心灵感应?超光速?多维空间投影?等等,直到我看到中科院郭光灿院士在中央电视台《开讲》栏目中的说明,心中才算松了一口气。为何呢?因为他既直接否定了心灵感应、超光速,等等说法,又通过一个简单的但唯一准确的比喻说明了“量子纠缠”:一个母亲在北京,她的女儿在深圳打工,女儿生了孩子,女儿成了母亲,远在北京的母亲则同时成为了外婆,无论女儿是否告知她的母亲,即她母亲的身份发生变化既与她同时,又无需信息传递,量子纠缠就是一种这样的关联变化。科学家就是科学家,尽管他也只能通过比喻来向普通人说明量子纠缠,但他却是我至今唯一见到的抓住了量子纠缠本质来向大众说明的学者。那么,究竟量子纠缠的实质是什么呢?为什么说郭院士的比喻是抓住了量子纠缠实质的说明呢?

首先大家先来看看郭院士的比喻:女儿升级为母亲,则她的母亲则自然的同时的无需信息传递的升级为外婆。看起来是女儿变了母亲跟着变,但这里“变”的内容是什么呢?对,是“身份”,而不是身体,女儿生孩子身体和身份同时发生了变化,但她母亲则身体毫无变化也无移动,身份就自然而然的同时发生了变化,注意,她们能同时发生变化并且不需要信息传递就能发生变化的只能是双方的“身份”,因为她们能相互纠缠的也只能是“身份”,她们的身体是无法纠缠的完全独立的个体。其实,这或许就是量子纠缠的秘密,也是绝大多数人都理解不了量子纠缠的原因,因为他们都把量子纠缠当做了两个独立个体的相互纠缠,然后就需要超光速、感应等等这样的概念来连接这两个独立个体之间的行为,最后越说越错,无法自圆其说。当然,也有科学家说两个纠缠的粒子其实还是一体,这种说法的确好很多,但尽管纠缠的粒子本质上是一体,可是彼此相距遥远,一个变化影响另一个变化怎么可能不要时间?怎么可能没有作用机制?如果真的不要时间,也没有相互作用机制,但又是真实发生在两个粒子之间的物理活动,那这还是在研究物理学吗?难怪,各路牛鬼蛇神都要跳出来表演,因为,这些科学家自己作茧自缚了。

还是回到郭院士的比喻上来吧,母女纠缠的是身份而不是身体,是“名”而不是“物”,只有这样的纠缠才不需要时间,也不需要信息传递。那么有人会说,难道量子纠缠也不是两个物之间的真实的纠缠,而只是“名”的纠缠吗?难道科学家们通过实验证实了这两个粒子之间的纠缠现象时,只是发生在“名”上,而不是真实的发生在“物”上吗?科学不是唯物的而是唯心的吗?这一系列的问号还真可能把人打趴下,但事实却会告诉大家,量子纠缠真的只是“名”上的纠缠,至于两个粒子之间在物的层面真实发生的事,科学家们真的不知道,也无法知道,这是真相,科学家们自己都知道这点,只是那些喜欢谈论量子纠缠的老百姓们不知道而已,他们用自己的经验和认知来解读科学家自己都承认不知道的东西,然后像写科幻小说一样让事情变得神乎其神,最后用迷信解决了科学家们悬而未决的问题,真是一群无知无畏的阿Q。

我这样说的根据是什么呢?回到量子力学掌门人,也是与爱因斯坦发生世纪之争从而让量子纠缠名噪天下的玻尔这里来吧。玻尔在讨论量子纠缠时讲了一个非常重要的观点,那就是相互纠缠的两个粒子是只能用一个波涵数来描述的,这是关键,而这恰恰是这两个粒子能相互纠缠的原因。因为如果这两个粒子是可以用两个独立的波涵数来描述的,那他们之间就不会必然的互相影响,也就不存在生死不离的纠缠行为,正如X和Y在一个函数中,比如:Y=3十X,则X=1时,Y=4。X=5时,Y=8。X变Y必然变,这就是纠缠,而根本原因是它们在一个函数中,如果X与Y分属不同函数,则XY互不影响,不存在纠缠。所以,相互纠缠的两个粒子只能用一个函数来描述才是问题的要害,这是为什么呢?

为什么两个相互纠缠的粒子只能用一个波涵数描述?这要回到两个相互纠缠的粒子是如何产生的这个问题上来,因为并不是任何两个粒子间都能产生纠缠的。两个相互纠缠的粒子一般都有同一个源头,比如来源于某一粒子的衰变。而如果衰变前的某粒子的自旋为零,则衰变后产生的两个粒子的自旋则必然相反,一个向上,另一个必然向下,反之亦然,并且无论两个粒子分开后相距多远,这就叫量子纠缠。而原来的自旋为零和后来的自旋一个向上,一个向下,总自旋仍然为零,这叫角动量守恒,是物理学里最基本的几个定律之一。正因为角动量守恒,哪怕两个粒子的波涵数可以分开描述,但通过角动量守恒依然可以将分开的两个波涵数归整为一个波涵数,因为这两个波涵数有一个自旋向上,一个自旋必向下的相关性,有了这种关联性,它就成了一个波涵数,而在一个函数中,它们当然彼此依赖,同时互动,形成纠缠。这就是纠缠的真相。也就是说角动量守恒才是纠缠发生的本质。而根据物理学家艾米洛特的推演,角动量守恒定律是根据空间转动对称性而来的,所以,真正量子纠缠的本质源于空间的对称性,也就是说,对称才是纠缠的本质和根源。那么,世界的对称性又是来源于哪里呢?这就超越今天科学的范畴了,让大家走到科学以外去看看!

科学的尽头是佛学?

科学的尽头是佛学是当前在佛学界流行的一句话,但这句话的意思却连讲这句话的很多人也是并不明白的,的确,科学怎么会跟佛学扯上关系的呢?那是因为科学在量子力学尤其是量子纠缠这里遇到了“名”与“实”的两难。大家都知道科学是研究真实存在的事物其发展变化规律的知识,尤其物理学研究的是物理世界的物质运动变化的规律,它的研究对象是客观的真实存在的物质世界,简单的来说就是“物”,这个“物”用佛门的说法也就叫“色”。所以大家在理解量子纠缠的时候才会遇到无法逾越的障碍,那就是两个分得很开的粒子为什么一个变化时另一个会同时的随之发生变化,相互之间的信息传递不需要时间或者说根本就不发生信息传递,这绝不是真实的物理世界的情景,或者说绝不是客观存在的两个实体粒子的行为,问题就在于大家把它当成了完全客观的物质世界的现象对待了,这是问题的根。

科学真的是在跟真实世界本身打交道吗?不是,人类所有的认知活动都不是跟真实世界本身打交道,都只是在模拟真实世界,所以才有科学的证伪说,也即科学只能证伪,不能证实。爱因斯坦自己也说哪怕有一天相对论得到了实验和观察的证实,也不能证明相对论就一定正确,但只要有一个事实与相对论不符,那就证明相对论是错的,这才是真正科学的态度。所以牛顿力学才会被相对论超越并包含,爱因斯坦的很多观念才又会被量子力学中的很多预言所超越,包括量子纠缠,因为大家都没有直接跟真实打交道,都在跟真实呈现在大家面前的“相”打交道,而真实呈现的“相”与真实“本身”是不能划等号的,因为真实呈现的“相”是有大家参与其中的,是因我而生的,哲学上把这叫“我在之物”。而真实“本身”是大家未介入之前的存在,是自在的存在,哲学上叫“自在之物”。那么“自在之物”与“我在之物”有什么区别呢?很简单的区别就是一个无我,一个有我,这种说法当然正确,但并没有讲到问题的实质,无我、有我的实质是什么呢?

无我、有我的根本区别是《道德经》讲的“无名天地之始,有名万物之母”。因为人的介入带来的是“名”,是对“自在之物”的命“名”。千万不要把命“名”简单的理解成给一个一个的物取“名字”,这是常人对无名、有名最大的误解,也是常人看《道德经》这句话时无法理解的地方:天地之始和万物之母有什么区别呢?难道天地之始没有万物吗?那天地由什么构成呢?此时的万物又存在于哪里呢?如果天地之始中没有万物那万物后来是从哪里冒出来的呢?“有名万物之母”,难道“万物”是从“名”当中冒出来的吗?“名”是主观的,“物”是客观的,客观的物质存在怎么可能从主观的东西里面生出来呢?这纯粹是唯心主义嘛!这就是很多人对《道德经》的误解,也是很多人无法读懂《心经》的原因,大家太不知道大家是怎样认知世界的了,或者说大家太不知道世界由于人的介入究竟发生了什么改变了,直到科学发展到今天才让大家不得不正视“人的介入给世界带来的改变”这件事。

人的介入究竟给世界带来了怎样的改变呢?量子物理学家薛定谔会告诉你,人没有介入之前,世界没有一个确定的状态,用科学的说法叫量子叠加态,即它有无数种可能,用薛定谔自己形象的说法是“猫可能是死、可能是活”,千万不要想猫究竟是死是活,或者用什么方法去确定猫究竟是死是活,记住,此时的猫没有“死”、“活”,因为“死”、“活”都是“名”,人未介入时哪来的“名”呢?所以当然没有“死”、没有“活”,你去测量它、思考它都是人的介入,都是命“名”,当然就有“死”有“活”了,但薛定谔讲的是人未介入前,所以,猫就是没有确定的“死”、“活”状态,不用去想,事实就是如此,准确的讲,确定的“猫”都没有,这就叫“无名天地之始”的状态,是混沌,是没有分别,是《金刚经》讲的“一合相”,是“整体”。此时的确没有“万物”,因为还未“分别”,不要去想万物原本就分开的“样子”,这个“样子”就是“相”,它也是来源于人的认知,来源于人的介入,人未介入前,“相”也是不存在的,因为“相”也是通过人的眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官和意识而成的,人未介入时,天地无“相”。“有名”就意味着人的介入,此时天地化为万物,万“相”丛生,所以,“有名万物之母”。量子力学的说法把这叫“量子坍缩”,即由不确定的叠加态成为了确定的状态。薛定谔的猫是“死”是“活”,一目了然。注意,一目了然的“目”指观察,指人的介入,所以人介入了才能“了然”,也即清晰成“相”,“相”就是这样来的,所以佛门说“相由心生”。“名”和“相”是一不是二,佛门统称为“名相”。

不看月亮时月亮在吗?

爱因斯坦曾经问过玻尔一个问题:你真的以为你不看月亮时,月亮就不在了吗?爱因斯坦提这个问题的原因是因为玻尔、薛定谔等物理学家认为量子世界的物质没有一个确定的状态,而是无数种可能状态的叠加,也即有无数种可能的状态,人的介入也即观察才让这无数种可能的状态“缩”为某一确定的状态。这就是说在量子世界里,物质呈现为什么状态是与观察有关的,未观察前大家谈论物质处于什么状态是没有意义的,也即不可确定。正是在这样的背景下爱因斯坦提出了“难道你真的以为你不看月亮,月亮就不在了吗?”这样的质问。初看起来这是一个不好回答的问题:如果你回答不看月亮时月亮不在了,显然大家会觉得很荒谬,仿佛玻尔的观点不攻自破。而如果你回答不看月亮时月亮还在,那这就是个确定的答案,世界的确定性得到了捍卫,而玻尔等人的不确定性观点也不攻自破。爱因斯坦的确是一个伟大的科学家,信仰非常坚固,但可惜这一次他错了,他的错并不仅仅是因为量子纠缠得到了证实,证明量子世界在人未介入前也即未观察前的确是不确定的。这其实并不是爱因斯坦真正的错,因为即便量子纠缠得到了证实,大家还是无法回答“人不看月亮时,月亮在还是不在?”这个问题,因为你说“在”,仿佛的确是在肯定世界的确定性,而要说“不在”,则显然很荒谬,如果说可能“在”、可能“不在”,那就不是科学的态度了。所以这个问题即便在量子纠缠得到证实,爱因斯坦输给了尔的今天仍然是一个不好回答的问题,而这恰恰就是很多人理解和说明不了量子纠缠的原因。的确,现在并没有人直接回答爱因斯坦的提问,没人回答月亮“在”还是“不在”,只是大家觉得爱因斯坦既然输了,这个问题自然就回答了,甚至有的人说它的答案就是个概率,也就是“在”和“不在”的叠加态,科学就是这样被一群人胡言乱语着,连讲这些话的人自己都不知道在讲什么?那么爱因斯坦这个问题究竟该怎样回答呢?

大家首先看一下爱因斯坦错在里?爱因斯坦只是一个伟大的科学家而不是一个伟大的哲学家,所以他犯这样的错也并不奇怪,他犯了怎样的错呢?爱因斯坦把“在”和“是”混为一谈了。“在”是“存在”,是“自在"的存在,即是康德讲的“自在之物”,它是大家人未介入时即未观察时的世界的“本来面目”,也就是老子讲的“无名天地之始”。而“是”指状态,指“在”呈现出的“样子”、“相”,而这个状态是与人的介入也即观察相关的,这就是老子讲的“有名万物之母”的意思,“万物”已经是指“样子”、“相”了。明白了“在”和“是”的区别,大家再来回答爱因斯坦的问题:人不看月亮时月亮在吗?答案是:它只是一个“在”,但还未成为一个“是”。也就是说,人不看月亮时,作为“存在”,它当然是“在”的,但却是一个没有“样子”的“存在”,也即没有“相”的“存在”,佛门叫“无相”的“存在”,这就是佛门说的“本来面目”。“在”是确定的,而“相”是不确定的,或者说“在”是确定的,而“是”是不确定的,还需要人的介入也即观察,让它的“样子”、“相”呈现出来,让大家知道它“是什么?”记住,这里千万不要想大家不观察的时候它是什么“样子”,不观察的时候它没有“样子”,只有一个“存在”,也即“在”,这是关键。爱因斯坦包括常人都是在这个地方理解不了量子力学的,认为世界原本不仅存在,而且是有一个确定“样子”的存在,这是所有人错的根源,包括爱因斯坦。量子力学颠覆的观念与佛门、道家一样,那就是:世界原本只是存在,没有“样子”,“存在”不是人赋予的,但“样子”是人赋予的。只是“存在”叫“天地之始”,有了“样子”叫“万物之母”,因为“万物”的区别也就是“样子”,就是“相”。所以爱因斯坦问题的答案应该是:月亮的“在”不以人的介入为转移,但月亮的“样子”也就是“相”当然以人是否介入为转移。人看月亮,月亮就有“相”,人不看月亮,月亮就“无相”,如果按常人习惯于用“相”来理解事物,那么,“无相”的月亮大家是认为不“存在”的,于是,也可以通俗的说成“不在”。但不是真的不“在”,而只是没有“样子”的“在”。

现在的量子力学和佛道两家都到了同一个处境:“在”和“是”分开了。世界原本只是一个“在”,这叫“自在之物”,佛门叫“本来面目”,道家叫“道”,哲学叫“本体界”。人的介入即观察让世界由“在”而成为了“是”,成了“我在之物”,有了“样子”,有了“相”,哲学叫“现象界”,道家叫“名”的世界,佛家叫“相”的世界。所以,有人说科学的尽头是佛学也是有道理的。

新的世界观和方法论

知道世界的本来是一个真实的存在,但却是一个没有“样子(相)”的存在,“样子”(相)是人的介入即观察赋予它的。这不仅是佛道两家的世界观,更是量子力学的世界观。只不过量子力学的表述更为学究一些:大家未观察时,量子世界处于叠加态,即无限可能的状态,总之是不确定的,当然也就没有一个确定的“样子”(相),科学上叫状态,而观察也即人的介入让这无限的可能瞬间变为一个确定的状态,科学上把这叫“缩”,即从“无相”瞬间变为“有相”,《道德经》把这称为“有生于无”。那么,“有”是怎么生于“无”的呢?从混沌没有“样子”成为有“样子”受制于什么呢?显然受制于人的观察和介入。那么也就必然受于人的观察器官,包括眼、耳、鼻、舌、身这五大感觉器官,所以人看到的世界跟动物看到的世界肯定不一样,不同的人看到的世界也会有差异。世界呈现的“样子”(相)除了受制于人的感官外,肯定还受制于人的经历和经验,这就是仁者见仁,智者见智的意思。再其次也是最重要的就是受制于人的常识体系,也即受制于学问,这是核心的制约。

《道德经》里讲的“名”其实就是“学问”,所以《道德经》开宗明义就宣示了世界本体的“无相”性:道可道,非常道。也就是说从本体直接切入是不切实际的,因为本体“无相”,没有“样子”,既无法描述,又无法传播,那怎么办呢?老子立马提出了切入点:名。从“名”切入才是唯一可行的方法,所以他紧跟着说:名可名,非常名,无名天地之始,有名万物之母。表面上他对“名”的引入跟“道”一样,是否定之否定的态度,但这只是他提醒世人,“名”也不可固执,因为“名”并不等于“本体”,但从他接下来的内容看,他是将“名”作为切入点来看的。谈了“无名”、“有名”的差异,紧跟着他在第二章就谈“名”的内在规定性:有无相生,难易相成,长短相形,高下相倾,音声相和,前后相随…。老子在这一章立马将“名”的特征也就是学问的特征揭示出来了,这就是“对称”,物理学上叫“对偶”。“名”的特点就是总是成双成对的存在的,这是语言的内在规律,也是思维的内在规律,也是学问的内在规律。所以,当大家人介入世界的本体来观察和认知时,世界就被大家“一分为二”了,这就叫“一生二”,最基本的“二”就是“我”和“非我”,“非我”又可以再细分为“二”,乃至细分为“万物”,这就叫“一生二,二生三,三生万物”。总之,是“名”自身内在的“对称”性带来的这一切,这就是大家人介入世本体带来的故事,而这个“本体”就叫“道”,它尽管“无相”但却是一切的源头,所以,“道生一”,“名”也要作用于“道”才能生出这一切。

知道世界的本来是“无相”的存在,是佛道两家的世界观,也是量子力学的世界观。而知道大家所认知的世界具有“对称”的本质,则是佛道两家的方法论,因为认知的世界来源于“名”的使用,是大家将“名”赋予本来自在的世界而产生的,“自在”因而成为“我在”,老子把这一过程称为:“有名万物之母”。量子力学的说法就是人的介入即观察让无限可能的叠加态“缩”为确定的状态,也即成为某一个“相”。但量子力学未明确的就是一旦大家人介入了“自在之物”的“观察”,那么这种“观察”就不可能是“纯客观”的“观察”,而是一种“描述”和“解读”,是大家人用自己的常识体系来“定义”、“命名”和“说明”这些现象,那么,人的常识体系中固有的“语言结构”就会左右大家对“观察”的“描述”和“解读”,也就是说,语言内在的“对称性”将会成为这种“描述”和“解读”的基本结构,从而让大家立足于“观察”之上的认知世界也自然而然的具有了“对称性”的结构特征,仿佛这种“对称性”是世界原本就存在的“结构”一样。

但事实并非如此,这种“对称性”结构是大家通过观察,以及进一步通过描述和解读加之其上的,“自在之物”本身没有“结构”,因为它是“无相”的存在,只是一个“在”,什么样的“是”都没有。大家完成了这样的“操作”以后,就把本属于人自身的东西当成了世界本来的东西,从而把“自在”与“我在”混在了一起,形成“重叠”。当然,“重叠”只是一个形象的说法,一个比喻,本身并不成立,因为“自在”无相,它与“我在”无法在“相”上叠加,只能说“我在”遮了“自在”,这就是佛门讲的“自性”被“妄念”遮的意思。所以佛陀说大家的世界是一个娑婆世界,“娑婆”就是叠影,“树影婆娑”描述的正是这个状态。所以,因为人的介入即观察而形成的认知世界,也即大家能感受和理解的世界,简称“我在”的世界,是一定具有“对称性”的,这是人的语言和思维的结构,建于其上的常识体系就必然具有内在的“对称性”,而当“自在”与“我在”重叠的时候,大家就会将这视为世界本身的属性,这便是物世界“对称性”的来源。

明白了真实世界的“对称性”是大家人赋予的,是大家学问的属性,是大家认知体系的内在“结构”,大家当然也就能理解物理学家艾米洛特根据对称性原理推出能量守恒、质量守恒、角动量守恒等定律的原因了,因为真实世界的守恒性就隐藏在“认知”世界的“对称性”中,这是由大家的“认知”本身决定的,并不是世界的“本来面目”。由此,基于角动量守恒定律而预测出的量子纠缠现象其实也是深藏在大家“常识体系”当中的事,也就是说,纠缠的本质是“名”的纠缠,所以大家才说郭院士的比喻是最准确的比喻。因为“角动量”是“名”,“自旋”是“名”,甚至“粒子”本身都只是“名”,大家只不过把大家在宏观世界形成的各种“名”和“相”迁移到超微观世界里而已,谁真正“见”过超微观世界的“粒子”及其“行为”呢?谁都未像见宏观世界一样的“见”过“它们”,都是借助已有的常识体系及基于这些常识体系而形成的工具“见到”的,也就是通过“名相”来“见”到的,当然“见”到的也只能是“名相”,而非“实相”。离开这些“名”,哪天大家真“见”到了,恐怕也跟没见到一样,因为大家不“知道”是什么?它们对大家而言依然是混沌。既然如此,大家去想象量子纠缠发生时,真实的世界究竟发生了什么?以及所谓的超微观“粒子”又是怎样的相互“超光速”或“超时空”发生作用?这样的想象和思考有意义吗?毫无意义!因为根本不存在这样的事情!假设存在大家也根本无从知晓和“观察”。

离开“名”,大家根本无法认知“物”,因为“名”为“物”之母,“心”为“相”之母,科学的说法就是,事实是人的观察的介入而呈现的。所以,量子力学的世界观也应该就是佛道的世界观:世界本“无相”。量子力学的方法论也就是佛道的方法论:认知必“对称”。“一阴一阳之谓道”是对这一方法论的简明扼要的表述。“阴阳”也就是“对称”,就是纠缠,所以,纠缠深藏在大家的内心,深藏在学问的基因中。大家只能观察到纠缠,而无法观察到纠缠的过程,因为这是“自在世界”的事情,对于“无相”的存在,大家除了知其“在”,还能知道的更多吗?如果知道的更多,那一定是人的介入也即观察带来的,是“名”和“相”的运用带来的,是“心”带来的,但这还是自在世界的“本来面目”吗?所以,这是认知的边界,停止思考吧,等待以及观察它的呈现,或许这是最明智的态度。


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