維格納《對(duì)靈肉問題的評(píng)論》
? ? ? ? 元旦讀了六十多年前的一篇很有意思的論文,維格納作于1961年的《對(duì)靈肉問題的評(píng)論》(Remarks on the Mind-Body Question)。貌似沒有中文版,我就試著自己翻譯了一下。
? ? ? ? 繼量子力學(xué)中著名的“薛定諤的貓”佯謬后,這篇論文提出了“維格納的朋友”這一佯謬:“不論你用什么方式測(cè)量甚至根本不測(cè)量,只要朋友的意識(shí)被包括在系統(tǒng)中時(shí),薛定諤的貓就不會(huì)不死不活;而當(dāng)朋友的意識(shí)被排除出系統(tǒng),貓立刻就是不死不活的?!倍S格納對(duì)此的觀點(diǎn)是,在量子力學(xué)中,意識(shí)的存在會(huì)破壞物理定律,有意識(shí)的存在必須扮演與無生命的測(cè)量裝置(例如原子)不同的角色。
? ? ? ? 原文在《對(duì)稱和反射》(Symmetries and Reflections)(印第安納州布盧明頓:印第安納大學(xué)出版社,1967年)第171-184頁,再版自《科學(xué)家的推斷》(The Scientist Speculates),歐文·約翰·古德編輯(倫敦:威廉·海涅曼出版公司,1961年;紐約:基本圖書出版公司,1962年)。


1. 介紹性的評(píng)論
? ? ? ? 弗里曼·戴森在非常有思想深度的一篇文章中指出[1],科學(xué)探究的范圍越來越廣。靈與肉之間的關(guān)系是否會(huì)在不久的將來進(jìn)入科學(xué)探究的領(lǐng)域?筆者準(zhǔn)備承認(rèn)這是一個(gè)開放的問題。對(duì)最明顯的事實(shí)進(jìn)行冷靜思考所得出的這些觀點(diǎn),看來值得總結(jié)一下。筆者與其他任何物理學(xué)家相比,并沒有更多資格發(fā)表自己的觀點(diǎn)。筆者相信,自己的大多數(shù)同事如果受到不停追問,都會(huì)對(duì)這個(gè)問題發(fā)表類似的觀點(diǎn)。
? ? ? ? 直到近些年為止,大多數(shù)物理學(xué)家都會(huì)激動(dòng)地否認(rèn)“心靈”或“靈魂”的“存在性”。機(jī)械論——更一般地說,宏觀物理學(xué)和化學(xué)——的輝煌成就,掩蓋了一個(gè)明顯的事實(shí),即思想、欲望和情感不是由物質(zhì)構(gòu)成的。物理學(xué)家?guī)缀跗毡檎J(rèn)為,宇宙中除了物質(zhì)以外,什么都沒有。這種信念曾可被濃縮為如下的信仰:如果知道所有基本粒子在某一時(shí)刻的位置和速度,我們就可以計(jì)算宇宙未來的命運(yùn)。即便到了今天,這一觀點(diǎn)[2]的擁護(hù)者依然很多,盡管物理學(xué)界的擁護(hù)者少于生物化學(xué)界。
? ? ? ? 笛卡爾提出“我思故我在”,承認(rèn)思想——也就是說,“心靈”——是首要的。對(duì)于大多數(shù)物理學(xué)家來說,回歸笛卡爾的精神有如下幾個(gè)原因。首先,力學(xué)的輝煌成就不僅已成為過去,也被認(rèn)為是“部分的”,僅與事象在宏觀領(lǐng)域的一個(gè)狹窄范圍有關(guān)。當(dāng)物理理論所統(tǒng)轄的領(lǐng)域不斷擴(kuò)張,囊括了微觀的事象時(shí),意識(shí)的概念就通過量子力學(xué)的創(chuàng)立而再度來到臺(tái)前:我們不可能在無關(guān)意識(shí)的情況下以完全一致的方式確切表述量子力學(xué)定律[3]。量子力學(xué)聲稱,其所提供的只是意識(shí)的后續(xù)印象(也稱為“感知”)之間的概率聯(lián)系。即使意識(shí)受到影響的觀察者和被觀察的物理對(duì)象之間的界限,可以在相當(dāng)程度上來回移動(dòng)[4],這種聯(lián)系也無法消除。認(rèn)定現(xiàn)在的量子力學(xué)哲學(xué)觀會(huì)在未來的物理理論中留下永久印記,可能為時(shí)過早。但這一點(diǎn)仍然值得注意——無論我們未來的概念以何種方式發(fā)展,對(duì)外部世界的研究都會(huì)得出這樣的結(jié)論,即意識(shí)的內(nèi)涵是一種終極的現(xiàn)實(shí)。
? ? ? ? 在這個(gè)關(guān)頭,或許有必要指出,關(guān)于幾乎任何事物(甚至整個(gè)外部世界)的存在性的問題都不是非常相關(guān)的。我們所有人都能立刻意識(shí)到,對(duì)于真空中電場(chǎng)存在性的質(zhì)疑是多么沒有意義。相關(guān)的僅僅是,交流我們的想法和我們自己的思考時(shí),電場(chǎng)的概念是有用的。其“存在”的說法僅僅意味著:(一)它是可以被測(cè)量的,因此也是唯一定義的;(二)有關(guān)它的知識(shí)對(duì)于理解過去現(xiàn)象和幫助預(yù)見未來事件是有用的。它可以成為“世界觀”的一部分。在接下來關(guān)于外部世界的量子力學(xué)描述的討論中,這一評(píng)論要銘記在心。

2. 量子力學(xué)的語言
? ? ? ? 本節(jié)和下一節(jié)試圖描述在存儲(chǔ)并傳遞信息、表述在自然界中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律等方面,量子力學(xué)所教會(huì)我們的概念。這些概念可以稱為量子力學(xué)的語言。我們先不要對(duì)規(guī)律本身——也就是量子力學(xué)書里的內(nèi)容感興趣,而只對(duì)語言感興趣。下面對(duì)這一語言的描述,對(duì)于不熟悉該主題的人來說,可能過于簡(jiǎn)短和抽象,而對(duì)于熟悉該主題的人來說,則可能過于乏味[5]。盡管如此,它應(yīng)該是有幫助的。然而,本節(jié)和下一節(jié)的知識(shí)對(duì)于理解之后的幾節(jié)并非必要,除了“靈肉問題的最簡(jiǎn)答案”那一節(jié)的幾個(gè)部分以外。
? ? ? ? 給定任何物體,對(duì)于該物體的所有可能認(rèn)知都可以其波函數(shù)的形式給出。這是一個(gè)數(shù)學(xué)概念,它的確切性質(zhì)在這里不需要我們關(guān)注——它由(可數(shù))無窮多個(gè)數(shù)字組成。如果你知道這些數(shù)字,你就可以在其能被預(yù)見到的范圍內(nèi)預(yù)見該物體的行為。更準(zhǔn)確地說,波函數(shù)允許我們預(yù)測(cè)的是,該物體直接或間接與我們交互時(shí)給我們留下的印象。這個(gè)物體可能是一個(gè)輻射場(chǎng),它的波函數(shù)會(huì)告訴我們,把眼睛放在某個(gè)點(diǎn)上時(shí)看到閃光的概率有多大,把感光板放在某個(gè)位置時(shí)留下黑點(diǎn)的概率有多少。在許多情況下,一種確切的感覺發(fā)生的概率會(huì)很高,以至于它相當(dāng)于一種確定性——如果經(jīng)典力學(xué)提供了一個(gè)足夠接近量子定律的近似值,就總是如此。
? ? ? ? 波函數(shù)給出的信息是可傳遞的。如果其他人以某種方式確定了一個(gè)系統(tǒng)的波函數(shù),他就可以告訴我。而且根據(jù)理論,無論他或我是否以給定的方式與系統(tǒng)交互,可能的不同印象(或“感覺”)發(fā)生的概率都會(huì)同樣高。在這個(gè)意義上,波函數(shù)“存在”。
? ? ? ? 前面已經(jīng)提到過,即使對(duì)波函數(shù)完全了解,人們也不能總是確定地預(yù)見到與系統(tǒng)交互時(shí)可能獲得的感覺。在某些情況下,一個(gè)事件(看到閃光)與另一個(gè)事件(沒有看到閃光)的概率同樣高。然而,在大多數(shù)情況下,通過這種方式獲得的印象(例如,對(duì)于是否看到閃光的認(rèn)知)允許人們以更高的確定度預(yù)見以后的印象。因此,你可能會(huì)確定,如果朝一個(gè)方向看時(shí)沒有看到閃光,那么隨后朝另一個(gè)方向看就肯定會(huì)看到閃光。觀察有著提升我們預(yù)見未來的能力的性質(zhì),這是因?yàn)?,一切?duì)于波函數(shù)的認(rèn)知,歸根結(jié)底,都是基于我們所獲得的印象。事實(shí)上,波函數(shù)只是描述通過觀察獲得的知識(shí)體系的一種合適語言,而這些知識(shí)與預(yù)測(cè)系統(tǒng)的未來行為相關(guān)。因此,可能在我們身上產(chǎn)生一種或另一種感覺的交互也被稱為“觀察”或“測(cè)量”。人們認(rèn)識(shí)到,物理定律所提供的所有信息,都是由一個(gè)人與一個(gè)系統(tǒng)重復(fù)交互,即對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí),該系統(tǒng)隨后給這個(gè)人的印象之間的概率聯(lián)系所組成的。波函數(shù)是對(duì)過去印象的一部分的方便總結(jié),而這部分和之后與系統(tǒng)交互時(shí)獲得可能的各種不同印象的概率是相關(guān)的。

3. 舉個(gè)例子
? ? ? ? 或許有必要舉一個(gè)示意性的例子來說明以上兩節(jié)的觀點(diǎn)。假設(shè)我們與系統(tǒng)的所有交互都是在某一時(shí)刻??朝某一方向觀察某一點(diǎn),而我們可能獲得的感覺是看到或沒有看到閃光。相關(guān)的自然定律可以是:“你如果在?
時(shí)刻看到了閃光,那么在?
時(shí)刻有?
的概率看到閃光、有?
的概率看不到閃光;而你如果在?
時(shí)刻沒有看到閃光,那么在?
?時(shí)刻有?
?的概率看到閃光、有?
?的概率看不到閃光;沒有更多的概率聯(lián)系?!憋@然,這一定律可通過一系列足夠長時(shí)間的觀察以任意的精確度加以驗(yàn)證或反駁。這個(gè)例子的波函數(shù)僅取決于最后一次觀察:在最后一次交互中,如果看到閃光,則波函數(shù)為?
,如果看不到到閃光,則波函數(shù)為?
。對(duì)于前者,即波函數(shù)為?
的情況,計(jì)算單位時(shí)間間隔后有無閃光的概率,可分別得出?
?和?
?的數(shù)值;而對(duì)于?
,有無閃光的概率必然分別是?
?和?
?。上文引號(hào)中的定律與通過使用波函數(shù)而得出的定律,給出的預(yù)測(cè)結(jié)果是一致的,這并不奇怪。人們既可以說,波函數(shù)是為了算出正確的概率而發(fā)明的;也可以說,引號(hào)中的定律是通過使用波函數(shù)進(jìn)行計(jì)算而得出的,而波函數(shù)的用法是薛定諤教給我們的。
? ? ? ? 在這個(gè)例子中,信息的傳遞意味著,如果其他人在時(shí)刻? 觀察,并告訴我們他是否看到了閃光,則我們可以在時(shí)刻?
?觀察,且看到閃光的概率與假設(shè)在時(shí)刻?
進(jìn)行觀察的是我們自己的情況下,根據(jù)是否看到閃光所作出的判斷相同。換言之,其他人可以告訴我們波函數(shù)是哪個(gè):如果他看到了閃光,則波函數(shù)是?
;而如果他沒有看到閃光,則波函數(shù)是?
。
? ? ? ? 上述例子很簡(jiǎn)單。而一般說來,人們可以參與進(jìn)與系統(tǒng)的不同類型的交互,導(dǎo)致不同類型的觀察或測(cè)量。此外,在下一次交互中獲得的各種可能印象的概率也許不僅取決于上一次交互,還取決于先前的許多觀察結(jié)果。重要的一點(diǎn)是,一個(gè)人在一次交互中獲得的印象可能,而且通常,會(huì)改變他在之后的交互中獲得各種可能印象的概率。換言之,一個(gè)人在交互中獲得的印象,也稱為“觀察結(jié)果”,改變了系統(tǒng)的波函數(shù)。此外,在交互中獲得的印象進(jìn)入我們的意識(shí)之前,改變后的波函數(shù)通常是不可預(yù)測(cè)的:改變了波函數(shù)的,正是印象進(jìn)入我們意識(shí)的這個(gè)過程,因?yàn)樗淖兞宋覀儗?duì)未來預(yù)期獲得的不同印象的概率評(píng)估。正是在這一點(diǎn)上,意識(shí)不可避免且不容改變地,進(jìn)入了物理理論。如果以“波函數(shù)”的字眼來說話,那么波函數(shù)的改變會(huì)與印象進(jìn)入我們意識(shí)的過程相結(jié)合。如果以“印象的概率”的形式表述量子力學(xué)定律,那么這些事實(shí)上正是我們所討論的首要概念。
? ? ? ? 接下來,我們很自然地考慮不親自觀察、而是讓其他人觀察的情況。如果我的朋友在時(shí)刻$t$看了閃光可能出現(xiàn)的地方,那么波函數(shù)是什么?答案是,可獲取的有關(guān)“物體”的信息并不能用波函數(shù)來描述。人們可以將波函數(shù)歸結(jié)于“朋友加物體”的聯(lián)合系統(tǒng)——這個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)在交互之后,也就是在朋友觀察之后,也會(huì)有波函數(shù)。我只要問朋友是否看到了閃光,就參與進(jìn)了與這個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)的交互。如果朋友的回答給我的印象是“看到了”,那么“朋友加物體”聯(lián)合系統(tǒng)的波函數(shù)會(huì)變?yōu)椤芭笥选迸c“物體”各自擁有獨(dú)立的波函數(shù)的形式,整體的波函數(shù)是它們的乘積,且物體的波函數(shù)是?。而如果他的回答是“沒看到”,則物體的波函數(shù)是?
,也就是說,從那時(shí)起,物體之后的行為就好像剛才觀察它且沒有看到閃光的是我自己一樣。然而,即使在由其他人進(jìn)行觀察的這種情況下,波函數(shù)的典型改變也僅在某些信息(即朋友的回答“看到了”或“沒看到”)進(jìn)入我的意識(shí)時(shí)發(fā)生。因此,物體的量子描述受到進(jìn)入我的意識(shí)的印象的影響[6]。唯我論可能在邏輯上與當(dāng)前的量子力學(xué)一致,而唯物主義意義上的一元論則不然。反對(duì)唯我論的例子見第一節(jié)末尾。


4. 接受唯物主義的原因
? ? ? ? 反對(duì)唯物主義的主要論點(diǎn)并沒有在以上兩節(jié)中闡明:它與量子理論不相容。主要論點(diǎn)是,思維過程和意識(shí)是首要概念,我們對(duì)外部世界的認(rèn)識(shí)是意識(shí)的內(nèi)容,因此意識(shí)是不可否認(rèn)的。相反,從邏輯上講,外部世界是可以被否認(rèn)的——盡管這樣做并不太實(shí)際。用尼爾斯·玻爾的話說[7]:“意識(shí)這個(gè)詞,既適用于我們自己也適用于他人,在論述人類的處境時(shí)是不可或缺的?!辫b于所有這一切,人們可能很想知道,唯物主義,即“生命可通過物理學(xué)和化學(xué)定律的復(fù)雜組合來解釋”的學(xué)說[8],是如何被大多數(shù)科學(xué)家長期接受的。
? ? ? ? 原因很可能是,有些問題是人們渴望耗費(fèi)畢生心血而上下求索的,提升它們的價(jià)值是情感的必要。如果有人承認(rèn)“我們的物理學(xué)和化學(xué)所研究的定律是存在限制的,類似于不考慮電現(xiàn)象的力學(xué)定律,或不考慮“原子”的宏觀物理定律”之類的說法,我們就不能像我們所必須的那樣全心全意地致力于研究,以便認(rèn)識(shí)到自然界中的任何新規(guī)律。我們?cè)噲D追尋的規(guī)律必須是最重要的規(guī)律——我們只有以足夠的投入去追求它,才能獲得成功。在宏觀物理學(xué)基本完整建立之前,原子也曾被認(rèn)為是不必要的虛構(gòu)——我們可以想象一位力學(xué)大師,甚至是一位偉大的力學(xué)大師,會(huì)說出這樣的話:“光可能存在,但我不需要它來解釋我感興趣的事象?!爆F(xiàn)在的生物學(xué)家對(duì)心靈和意識(shí)使用了同樣的話語,來表達(dá)對(duì)這些概念的不相信。哲學(xué)家不需要這些幻想出的事物,在這個(gè)問題上表現(xiàn)得更為清晰。大多數(shù)真正偉大的自然科學(xué)家,至少在他們成熟的歲月里也是如此。現(xiàn)在幾乎所有物理學(xué)家可能都是如此——但也不一定,因?yàn)槲覀儚牧孔恿W(xué)中受到了教訓(xùn)。這個(gè)教訓(xùn)也可能會(huì)是,我們想要繼續(xù)存在所面臨的主要問題,不再是與自然界逆境的斗爭(zhēng),而是理解我們自身的難度。

5. 靈肉問題的最簡(jiǎn)答案
? ? ? ? 讓我們先具體說明一個(gè)問題,這個(gè)問題不屬于物理學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域,但顯然是有意義的(因?yàn)樗遣僮餍远x的):給定對(duì)我肉體最完整的描述(承認(rèn)描述中使用的概念會(huì)隨著物理學(xué)的發(fā)展而變化),我的感覺是什么?或者,也許,在各種可能的感覺中,我擁有其中一種的概率有多少?這顯然是一個(gè)有效而重要的問題,它涉及到一個(gè)概念——感覺——這在當(dāng)今的物理學(xué)或化學(xué)中是不存在的。這個(gè)問題最終會(huì)成為物理學(xué)、心理學(xué)、還是另一門科學(xué)范疇內(nèi)的問題,將取決于這些學(xué)科的發(fā)展。
? ? ? ? 自然,我只對(duì)自己的感覺有直接了解,沒有嚴(yán)格的邏輯理由相信別人也有類似體驗(yàn)。然而,每個(gè)人都相信,感覺現(xiàn)象在被我們認(rèn)為是“活著”的有機(jī)體中普遍存在。很可能,只要滿足某些物理化學(xué)條件,就會(huì)產(chǎn)生一種意識(shí),即有感覺的特性。以上陳述被稱為第一個(gè)命題。如果物理化學(xué)基質(zhì)是簡(jiǎn)單的,則感覺將是簡(jiǎn)單而未分化的;如果基質(zhì)像人體一樣復(fù)雜而有序,則感覺將具有詩人試圖描述的神奇多樣性和絢麗色彩。
? ? ? ? 基質(zhì)的物理化學(xué)條件與性質(zhì)不僅創(chuàng)造了意識(shí),而且對(duì)其感覺有著最為深遠(yuǎn)的影響。相反,意識(shí)是否會(huì)影響物理化學(xué)條件?換句話說,人體是否偏離了對(duì)無生命自然界的研究中收獲的物理學(xué)定律?這個(gè)問題的傳統(tǒng)答案是“不”:肉體影響心靈,但心靈不影響肉體[9]。然而,至少可以給出兩個(gè)理由來支持相反的命題,這將被稱為第二個(gè)命題。
? ? ? ? 對(duì)筆者來說不那么令人信服的第一個(gè)理由,是建立在量子測(cè)量理論的基礎(chǔ)上的,前面在第二節(jié)和第三節(jié)中已經(jīng)作了描述。為了提出這個(gè)論點(diǎn),有必要再說一下我對(duì)“朋友”的觀察的描述,但比前文討論的例子更為詳細(xì)。讓我們?cè)俅渭僭O(shè)物體只有兩種狀態(tài),?和?
。如果物體的初始狀態(tài)為?
,那么交互之后,物體加觀察者的狀態(tài)將是?
;如果物體的初始狀態(tài)為?
,那么交互之后,物體加觀察者的狀態(tài)將是?
。波函數(shù)?
和?
?給出觀察者的狀態(tài);對(duì)于前者,他處于對(duì)“你看到閃光了嗎?”這個(gè)問題回答“看到了”的狀態(tài);對(duì)于后者,則是回答“沒看到”的狀態(tài)。到目前為止,并沒有什么荒謬的事發(fā)生。
? ? ? ? 現(xiàn)在讓我們考慮物體的初始狀態(tài)是兩種狀態(tài)??和?
?的線性組合?
的情況。由于量子力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程是線性的,我們隨后可以推出,相互作用之后物體加觀察者的狀態(tài)為?
。如果現(xiàn)在我問觀察者是否看到了閃光,則他會(huì)有?
的概率回答“看到了”,且在這種情況下,物體也會(huì)像是在狀態(tài)?
?中一樣向我響應(yīng)。如果觀察者回答“沒看到”——這種情況的概率為?
——?jiǎng)t物體的響應(yīng)從那時(shí)起將對(duì)應(yīng)于波函數(shù)?
。觀察者回答“看到了”然而物體卻以?
?的方式給出響應(yīng)的概率是0,因?yàn)槁?lián)合系統(tǒng)的波函數(shù)?
?并沒有?
的成分。類似地,如果觀察者否認(rèn)看到了閃光,則物體的行為不可能對(duì)應(yīng)于?
[10], 因?yàn)槁?lián)合系統(tǒng)的波函數(shù)并沒有?
?的成分。所有這些都很令人滿意:只要我保持作為終極觀察者的特權(quán)地位,那么直接或間接的測(cè)量理論在邏輯上就是一致的。
? ? ? ? 然而,如果在完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)后,我問我的朋友:“在我問你之前,你對(duì)閃光有什么感覺?”那么視具體情況,他會(huì)回答:“我已經(jīng)告訴過你了,我看到了(或沒看到)閃光?!睋Q言之,在我問他之前,他是否看到了閃光的問題就已經(jīng)在他的心靈中確定下來了[11]。我們?nèi)绻邮苓@一點(diǎn),就會(huì)得出這樣的結(jié)論:在朋友和物體交互之后,系統(tǒng)本身的波函數(shù)就會(huì)立即確定下來,要么是??要么是?
[12],而不會(huì)是線性組合?
。這是一個(gè)矛盾,因?yàn)橛刹ê瘮?shù)
?描述的狀態(tài)所擁有的性質(zhì),無論是?
?還是?
?都不具有。如果我們用一些簡(jiǎn)單的物理設(shè)備來代替“朋友”,比如一個(gè)可能會(huì)也可能不會(huì)被閃光激發(fā)的原子,則這種差異會(huì)產(chǎn)生明顯的影響,毫無疑問?
?能正確描述聯(lián)合系統(tǒng)的性質(zhì),而波函數(shù)要么是?
?要么是?
?的假設(shè)則不能。如果原子被有意識(shí)的存在所取代,則波函數(shù)?
(這也是根據(jù)方程的線性推導(dǎo)出的)就會(huì)顯得荒謬,因?yàn)檫@意味著朋友在回答我的問題之前處于不省人事的狀態(tài)[13]。
? ? ? ? 因此,在量子力學(xué)中,有意識(shí)的存在必須扮演與無生命的測(cè)量裝置(例如以上提到的原子)不同的角色。特別地,如果上述論點(diǎn)被接受,那么量子力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程就不能是線性的。這一論點(diǎn)意味著“我的朋友”與我有著相同類型的印象和感覺——特別是,在與物體交互之后,他并不處于與波函數(shù)??相對(duì)應(yīng)的不省人事狀態(tài)。從正統(tǒng)量子力學(xué)的觀點(diǎn)來看,沒有必要在這里看到矛盾,如果我們認(rèn)為朋友的意識(shí)中要么包含看到閃光的印象、要么包含沒有看到閃光的印象的二選一毫無意義,那就根本不存在矛盾。然而,在這種程度上否認(rèn)朋友意識(shí)的存在肯定是一種不自然的態(tài)度,接近唯我論,很少有人會(huì)發(fā)自內(nèi)心贊同這種態(tài)度。
? ? ? ? 無生命的觀察工具和有意識(shí)的觀察者的作用不同——因此,意識(shí)在發(fā)揮作用的同時(shí)破壞了物理定律。只要人們接受正統(tǒng)量子力學(xué)的信條及其所有推論,那么上述論點(diǎn)就是完全有說服力的。在給出意識(shí)對(duì)物質(zhì)的特定影響這一方面,上述論點(diǎn)的弱點(diǎn)在于完全依賴這些信條——基于我們的經(jīng)驗(yàn),物理理論的生命是短暫的,這種依賴很難得到充分證明。
? ? ? ? 支持意識(shí)對(duì)物質(zhì)世界影響的存在性的第二個(gè)理由,基于這樣的觀察,即我們不知道一個(gè)主體只受到另一個(gè)主體的影響而不反過來施加影響的任何一種現(xiàn)象。這對(duì)筆者來說似乎很有說服力。的確,在實(shí)驗(yàn)物理或生物學(xué)的通常條件下,任何意識(shí)的影響無疑都是非常小的?!拔覀儾恍枰僭O(shè)存在這種影響?!比欢?,回想一下,同樣的話語也曾用來評(píng)論光與力學(xué)物體之間的關(guān)系。力學(xué)物體會(huì)影響光——否則我們就看不到它們——但若要證明光對(duì)力學(xué)物體運(yùn)動(dòng)的影響,實(shí)驗(yàn)則是困難的。如果理論上沒有考慮到其的存在及在光壓現(xiàn)象中的表現(xiàn),那么這種效應(yīng)就不太可能被檢測(cè)到。

6. 更多難題
? ? ? ? 上一節(jié)的兩個(gè)命題即使被接受,也對(duì)科學(xué)無甚幫助,因?yàn)槲覀儗?duì)科學(xué)的理解是:大量事象之間的相互關(guān)系。事實(shí)上,這兩個(gè)命題更類似于數(shù)學(xué)中的存在定理,而不是解決方案的構(gòu)造方法。我們?cè)谔岢鲆粋€(gè)更困難的問題時(shí),不禁感到有些無奈:如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這兩個(gè)命題?例如,如何圍繞它們構(gòu)建大量事象。似乎沒有可靠的指南來幫助回答這個(gè)問題,人們要么不得不承認(rèn)完全無知,要么進(jìn)行投機(jī)倒把。
? ? ? ? 在轉(zhuǎn)向上一段的問題之前,讓我們注意到意識(shí)是以何種方式相互關(guān)聯(lián)以及與物質(zhì)世界關(guān)聯(lián)的。所討論的關(guān)系再次顯示出其與光量子彼此之間以及與力學(xué)所處理的物質(zhì)體之間的關(guān)系的顯著相似性。光量子并不直接相互影響[14],而是僅通過影響物質(zhì)體來影響其他光量子。即使以這種間接的方式,它們的相互作用也只有在特殊情況下才是明顯的。同樣,意識(shí)似乎從未直接相互作用,而是通過物質(zhì)世界相互作用。因此,對(duì)于另一個(gè)存在的意識(shí)的任何認(rèn)知都必須經(jīng)由物質(zhì)世界介導(dǎo)。
? ? ? ? 然而,在這一點(diǎn)上,類比停下了腳步。光量子可以直接與任何物質(zhì)體相互作用,但每個(gè)意識(shí)都與某種物理化學(xué)結(jié)構(gòu)有著獨(dú)特聯(lián)系,只有通過這種結(jié)構(gòu),它才能獲得印象。顯然,每個(gè)意識(shí)與它所居的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)之間都存在著關(guān)聯(lián),而在無生命世界中并沒有類似物。顯然,意識(shí)之間存在著巨大差異,這取決于它們所依賴結(jié)構(gòu)的復(fù)雜或原始的性質(zhì):螞蟻、微小動(dòng)物或植物所能獲得的印象肯定比人類所能獲得的印象的多樣性少得多。然而,目前我們最多只能猜測(cè)這些印象。甚至我們對(duì)其他人的意識(shí)的認(rèn)識(shí)也僅僅是通過類比和一些難以擴(kuò)展到其他物種的先天知識(shí)得出的。
? ? ? ? 因此,只能通過兩種實(shí)驗(yàn)途徑獲得關(guān)于我們第一個(gè)命題的信息:觀察嬰兒以感知意識(shí)覺醒的進(jìn)程,以及發(fā)現(xiàn)第二個(gè)命題所假設(shè)的現(xiàn)象,即意識(shí)改變了通常的物理定律。第一種觀察是由數(shù)以百萬的家庭不斷進(jìn)行的,但恐怕并不帶有太多目的性。至于第二種,過去只進(jìn)行了非常粗略的觀察,全都先于現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法的出現(xiàn)。據(jù)目前所知,所有觀察都沒能成功。然而,每一種現(xiàn)象在被發(fā)現(xiàn)之前都是出乎意料而最不可能的——其中一些現(xiàn)象在被發(fā)現(xiàn)后很長一段時(shí)間內(nèi)都找不到原因。因此,不必氣餒于過去的失敗。

7. 方程的非線性——生命的表征
? ? ? ? 上一節(jié)為第二個(gè)命題(意識(shí)對(duì)物理現(xiàn)象的影響)提供了兩個(gè)證據(jù)——可能稱其為“表征”更合適。其中第一個(gè)與實(shí)際過程,即量子力學(xué)觀察直接相關(guān),并表明如果初次觀察是由有意識(shí)的存在進(jìn)行的,那么通常對(duì)間接觀察的描述可能是不正確的。也許有必要為我們所遇到的困難指明一條出路。
? ? ? ? 解決這一困難的最簡(jiǎn)方法是接受一個(gè)強(qiáng)加給我們的結(jié)論:假設(shè)在發(fā)生交互后,“朋友加物體”的聯(lián)合系統(tǒng)不能用波函數(shù)來描述——對(duì)其狀態(tài)的正確描述是一種混合態(tài)。有??的概率是波函數(shù)?
;有?
?的概率是波函數(shù)?
。玻姆已經(jīng)指出,如果系統(tǒng)足夠復(fù)雜,實(shí)際上可能無法確定某些混合態(tài)和某些純態(tài)(可以用波函數(shù)描述的狀態(tài))之間的差異。為了展示這種差異,人們必須將聯(lián)合系統(tǒng)(朋友加物體)置于非常復(fù)雜的觀察之下,而這些觀察實(shí)際上無法進(jìn)行。這與“有閃光”或“無閃光”由原子記錄,可通過更簡(jiǎn)單的觀察精確地獲得閃光狀態(tài)的情況相反。這種擺脫困難的方法相當(dāng)于假設(shè)量子力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程不再是線性的,事實(shí)上,如果有意識(shí)的存在進(jìn)入了物理圖景,它們就會(huì)變得極度非線性。我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于聯(lián)合系統(tǒng)的狀態(tài),線性條件唯一地導(dǎo)致了不可接受的波函數(shù)?
。事實(shí)上,在目前的情況下,最終狀態(tài)是不確定的,甚至在某種意義上并不能用波函數(shù)來描述。根據(jù)正統(tǒng)理論,只有在我觀察時(shí),統(tǒng)計(jì)要素才會(huì)出現(xiàn)。而在這種情況下,如果進(jìn)行觀察的是我的朋友,統(tǒng)計(jì)要素也會(huì)出現(xiàn)。
? ? ? ? 值得注意的是,從??的狀態(tài),到?
?與?
、概率分別為?
?以及?
?的混合狀態(tài)之間存在一個(gè)連續(xù)過渡,使得連續(xù)過渡的每個(gè)元素都具有測(cè)量理論所要求的所有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。這一過渡的每一個(gè)元素,除了對(duì)應(yīng)于正統(tǒng)量子力學(xué)的元素,都是一種混合狀態(tài),必須用統(tǒng)計(jì)矩陣來描述。在發(fā)生交互之后,“朋友加物體”聯(lián)合系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)矩陣為
,
其中第一行與第一列對(duì)應(yīng)于波函數(shù)?,第二行與第二列對(duì)應(yīng)于波函數(shù)?
。
的情況對(duì)應(yīng)于正統(tǒng)量子力學(xué);該情況下,統(tǒng)計(jì)矩陣是奇異的,且“朋友加物體”聯(lián)合系統(tǒng)的狀態(tài)可用單一的波函數(shù)?
?描述。對(duì)于?
?的情況, 我們得到了?
?與?
?的簡(jiǎn)單混合,其概率分別為?
?以及?
。對(duì)于中間的?
值,我們也得到了兩個(gè)狀態(tài)的混合,其概率分別為?
以及?
。而這兩個(gè)狀態(tài)在?
?時(shí)分別是?
與?
[15],并且在?
?增大到?
?的過程中連續(xù)過渡到到?
?與?
。
? ? ? ? 筆者很清楚,自己并不是第一個(gè)討論構(gòu)成本文主題的問題的人,而且前輩們的推測(cè)要么被發(fā)現(xiàn)是錯(cuò)誤的,要么是無法證明的,因此從長遠(yuǎn)來看令人無趣。如果本篇文章與前輩們的命運(yùn)相同,筆者并不會(huì)感到非常驚訝。然而,筆者認(rèn)為,早期對(duì)這一問題的許多推測(cè),即使無法證明其正確性,也刺激并幫助了我們的思維與情緒,并有助于重新強(qiáng)調(diào)這一問題的終極科學(xué)旨趣——靈肉問題,也許是所有問題中最為根本的問題。

注釋
[1] 弗里曼·戴森,期刊《科學(xué)美國人》第199卷第74頁(1958年)。他在文章中舉了幾個(gè)例子:長期以來被認(rèn)為并不屬于科學(xué)所統(tǒng)轄的探究領(lǐng)域,最終被科學(xué)所囊括,并在事實(shí)上成為了關(guān)注焦點(diǎn)。最著名的例子是原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),在盧瑟福于1911年提出他的原子核模型之前,這被認(rèn)為是形而上學(xué)的話題。
[2] 由于這一觀點(diǎn)而最常被指責(zé)的書是恩斯特·??藸柕摹队钪嬷i》(1899年)。然而,這本書中提出的觀點(diǎn)與通常的唯物主義哲學(xué)觀點(diǎn)相比,并不是那么極端(盡管更令人迷惑)。
[3] 沃納·海森堡最尖銳地表達(dá)了這一點(diǎn)(詳見期刊《代達(dá)羅斯》第87卷第99頁,1958年):“在量子理論中被我們寫為數(shù)學(xué)公式的自然法則,所涉及的不再是粒子本身,而是我們對(duì)基本粒子的認(rèn)知。”以及后文:“客觀現(xiàn)實(shí)的概念……消失在……數(shù)學(xué)中,它描述的不再是基本粒子的行為,而是我們對(duì)這種行為的認(rèn)知?!边@句話中的“我們”是指在量子力學(xué)認(rèn)識(shí)論中扮演獨(dú)特角色的觀察者。在后文中,第一人稱都將指代觀察者,以第一人稱所作的陳述始終是指觀察者。
[4]?約翰·馮·諾依曼《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》(柏林:朱利葉斯·施普林格出版社,1932年)第六章;英文翻譯版(新澤西州普林斯頓:普林斯頓大學(xué)出版社,1955年)。
[5] 本節(jié)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是量子力學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)教材的一部分。之所以在這里給出,一是因?yàn)?,即使?duì)于已經(jīng)掌握這部分內(nèi)容的那些讀者,再回憶一遍也可能會(huì)很有幫助;二是因?yàn)?,筆者并不期望每一位讀者都曾系統(tǒng)學(xué)過量子力學(xué)課程;三是因?yàn)?,筆者很清楚,大多數(shù)量子力學(xué)課程都不涉及本文討論的主題。除前文第3和第4個(gè)腳注之外,另請(qǐng)參見沃爾夫?qū)づ堇段锢韺W(xué)手冊(cè)》(柏林:朱利葉斯·施普林格出版社,1933年)第2.9節(jié),詳見第148頁。以及弗里茨·倫敦和埃德蒙·鮑爾《量子力學(xué)中的觀測(cè)理論》(巴黎:赫爾曼出版公司,1939年),作者們?cè)诘?1頁寫道:“讓我們注意觀察者意識(shí)所起的重要作用……”
[6]?重點(diǎn)并不在于物體的狀態(tài)無法用位置和動(dòng)量坐標(biāo)的形式來描述(因?yàn)椴淮_定性原理),而在于波函數(shù)形式的有效描述,會(huì)受到進(jìn)入我們意識(shí)的印象的影響。關(guān)于這一點(diǎn),請(qǐng)參見上文引用的弗里茨·倫敦和埃德蒙·鮑爾的評(píng)論,以及渡邊慧在《路易·德布羅意,物理學(xué)家和思想家》(巴黎:阿爾賓·米歇爾出版社,1952年)第385頁的文章。
[7]?尼爾斯·玻爾《原子物理學(xué)和人類知識(shí)》(紐約:約翰·威利父子出版公司,1960年)的“原子和人類知識(shí)”一節(jié),參見第92頁。
[8]?這段引文出自威廉·S·貝克《生命之謎,心靈歷險(xiǎn)記》(紐約:阿爾弗雷德·A·克諾夫出版社,1960年)第35頁。這篇文章雄辯地闡述了這位開明的生物學(xué)家對(duì)本文所討論的問題的態(tài)度。
[9]?筆者承認(rèn),自己并不了解所有形而上學(xué)理論,甚至大多數(shù)形而上學(xué)理論。然而,重要的是,即使在研讀了《大英百科全書》早期(更全面)版本中的相關(guān)文章之后,自己也從未找到對(duì)文中這個(gè)問題的肯定回答。
[10]?譯者注:原文為?,應(yīng)是筆誤。
[11]?弗里茨·倫敦和埃德蒙·鮑爾(參見前文第5個(gè)腳注)在第42頁的表述:“他(觀察者)有一種非常熟悉的特征能力,我們可以稱之為‘內(nèi)省能力’:他可以立即意識(shí)到自己的狀態(tài)?!?/p>
[12] 譯者注:原文為?,應(yīng)是筆誤。
[13]?在即將發(fā)表的文章《維爾納·海森堡與我們時(shí)代的物理學(xué)》(布倫瑞克:弗里德·維耶格出版社,1961年)中,古特·路德維希討論了測(cè)量理論,并得出結(jié)論:量子力學(xué)理論的有效性并不是無限的(具體參見第IIIa節(jié)以及第Ve節(jié))。這個(gè)結(jié)論與這里表述的觀點(diǎn)一致。然而,路德維希認(rèn)為,量子力學(xué)僅在微觀系統(tǒng)的極限情況下有效,而這里的觀點(diǎn)假設(shè)它對(duì)所有無生命的物體都有效。目前,并沒有明確證據(jù)表明,量子力學(xué)會(huì)隨著系統(tǒng)規(guī)模的增加而變得越來越不準(zhǔn)確,因而微觀和宏觀系統(tǒng)之間的界限肯定不是很清晰。故此,僅三個(gè)量子就能讓人眼感知到,而宏觀晶體的性質(zhì)會(huì)受到單個(gè)位錯(cuò)的嚴(yán)重影響。基于這些原因,筆者傾向于本文中所表述的觀點(diǎn),盡管自己并不想否認(rèn)路德維希對(duì)量子力學(xué)的更嚴(yán)格的限制最終可能是合理的。
[14]?在比我們目標(biāo)所需的要好得多的近似中,這一說法當(dāng)然是正確的。
[15]?譯者注:原文為?,應(yīng)是筆誤。