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宇宙新说:生物中心论 ——以量子物理为基础,将生命置于自然起源的决定地位

宇宙新说:生物中心论

——以量子物理为基础,将生命置于自然起源的决定地位

A New Theory of the Universe

Biocentrism builds on quantum physics by putting life into the equation

                                      作者:罗伯特·兰萨

By Robert Lanza

作者简介:罗伯特·兰萨先生是美国先进细胞技术公司的科学研发副总裁,并在威克弗里斯特(Wake Forest)大学医学院任教授。他撰写了20本科学著作,并获得由《连线》杂志颁发的医学“狂欢”奖,以及由《新英格兰技术学报》评选的大众高科技“全明星”奖。

 

一天晚上在帐篷里,我和一位诗人朋友在弧光灯的照射下观赏一部精彩的歌剧。突然,朋友碰了碰我的胳膊,并示意我向远处看,只见一只巨大的天蚕蛾在夜色下飞舞着,它完全不顾演员们变换的身姿,固执地从一盏灯扑向另一盏灯。我的朋友兴奋地低声说:“它不知道,也看不到它正在穿越一个灯火通明的陌生世界,因为它完全处于另外一种情境中,也不知道我们的存在。或许,同样的事情此刻也正发生在我们身上。”        ——洛伦·艾斯利(Loren Eiseley)

总的来说,世界并不像教科书上描述的那般。

前不久的一个晚上,当我穿过我居住的那个小岛的堤岸时,我更深刻地意识到了这一点。当时,湖面黑暗且寂静无声。在路的一边却有几只奇怪的发着光的小东西,吸引了我的注意力。我蹲下来,借助手电光去观察其中的一个。原来它是一只萤火虫,属于欧洲甲虫的夜光虫属。他那一节一节小小的椭圆形身体非常原始——就像刚刚从五亿年前寒武纪时代的海里爬出来的三叶虫。而此刻,我和这个小昆虫,如此不同的两种生物就这样进入了彼此的世界。后来,它不再发出淡绿色的光,而我,也关掉了手电筒。

我想知道,我和这只萤火虫之间的关系,与宇宙中任何两个物体之间的关系是否有所不同。这原始的小昆虫也是一堆原子的组合体吗? 这些蛋白质和分子是否也在不停地旋转,就像行星围绕着太阳运行一样?科学家们将生命归纳为一种机械原理是否过于简单了?这只没有翅膀的小甲虫,作为一个生命体,是否创造了属于它自己的物理实在?

物理学和化学定律可以解释生命体系的生物特征,我也可以很详细地说出动物细胞的结构和其中发生的化学反应,例如氧化过程、生理代谢,所有碳水化合物和氨基酸的形式。但是除了这些生物化学功能的总和之外,在这个发光的小甲虫身上还存在着更多的东西。对生命的完整认识,不可能只借助显微镜观察细胞和分子而得到。我们还应该知道,生命的物理存在,不能与动物的协调感知以及经验二者相分离。事实上,这个小生命很可能就是它自己所在的现实中心,如同“我”是我的中心一样。

尽管小甲虫并没有挪动,但它具有感觉细胞,能将信号传输给脑细胞。也许这种小生物太原始,以至于它无法收集到足够的数据,精确地定位我的位置。或许,在它的世界中,我的存在只不过局限于一种感知:一个毛乎乎的大阴影,在空中稳稳地托着手电筒。我并不能肯定这一点。但当我起身离开时,我可以确定,我已经从那只萤火虫的感知中消失——消散于围绕着那只甲虫的小世界的 “几率之雾”中了。(译者注:“haze of probability”,是本文中对未被个体生命所感知到的事物的描述。作者认为,此时,对这个个体而言,这类事物只是一种“存在的可能性〔几率〕”,详尽论述在下文中。量子力学中,微观粒子的状态用“波函数”,即“几率波〔waves of probability〕”来描述。波函数在空间各个点的“振幅”,给出粒子在相应点被观测到的几率,因此,波函数振幅在空间的分布,可以看成是粒子在空间中“被观测到”,或“存在”的几率分布函数。对电子,特别是原子中的电子,常使用“电子云〔cloud of electrons〕”来形象地称呼这种几率分布函数,它们一般像一团具有规则几何形状〔如球形、哑铃型等〕的“云雾”,“笼罩”着原子核。)

我们的科学目前还无法认知那些生命中的特别现象,而这些特别现象却恰恰是现实世界的基础。这种世界观——生物中心论,以主观体验,也就是我们所说的“意识”为中心,其中涉及一系列物理过程。这是一个极为神秘的概念,也是我毕生追求的奥秘。当我试图解决大自然最大的难题之一——即上个世纪其他学科所探索的万有理论时,所得出的结论是:生物学应被置于其他学科之上。这样一个理论可以统合所有已知的现象,使得科学能够对自然或“实在”提供全面的解释。

在对科学和世界的理解上,我们需要一次革新。生活在一个以科学为主导的时代,我们越来越坚信一个客观的、经验性的实在,并追求对这种客观实在百分之百的理解。人类基因组被成功破解的宣言,以及我们即将全面了解宇宙爆炸真相的想法,让我们有些许的陶醉感。

但我们只是在自欺欺人。

这些包罗万象的理论大都没有考虑一个关键的因素,即理论是由我们人类创造的。进行观察的是“人”这种生物体,对观察结果得出结论,并创造理论的也是“人”。对于存在的基本元素,即“意识体验”这个最熟悉、又最神秘的问题,科学一直无法给出答案。正如爱默生(Emerson)在《经验论》(Experience)中针对他那个时代的肤浅的实证理论指出:“我们已经知道,我们只能间接看到外境,而无法直接看到外在的景象,我们没办法纠正我们所看到的这些有色的和扭曲的镜头,或计算它们的误差范围。或许这些主观镜头有神奇的创造能力,或许客观对象根本就不存在。”

乍看之下,生物学似乎不太可能成为一种宇宙新理论之源。但是,当生物学家们相信他们发现了胚胎干细胞形式的“普适细胞”,当像史蒂芬·霍金这样的宇宙学家们,预测宇宙统一理论可能会在接下来的二十年内被发现,在这样一个时刻,如果生物学不去寻求、统一关于物理世界和关于生命世界的现有理论,那么还有哪一个学科可以担当此任呢?生物学应该是科学研究的第一个也是最后一个门类。人类所创建的用以理解宇宙的自然科学,所揭示的正是我们自身的本性。从最久远的时代开始,哲学家们就已经认识到了意识的首要性——因为所有关于“存在”的真理和原理无不开始于个体意识或自我。正如笛卡尔的名言所说:“我思,故我在。”除了笛卡尔——他将哲学带入了现代的纪元,还有很多哲学家延续了这一主张,例如:康德·莱布尼茨,贝克莱主教,叔本华和柏格森等等。

我们不能阻止以科学名义所延伸的推测性,不断地将一些物理和数学特征赋予某些在本质上无法测量的假想对象。19世纪的“以太”,爱因斯坦的“时空”,以及近几十年出现的“弦理论”,这种理论假定了在不同的界域中所展现的新维度,不仅在“弦”上,而且在沿着宇宙小路闪烁着微光的“泡泡”(译者注:“泡泡”是弦理论中一个概念,与宇宙模型有关)之中也是如此——所有这些都是以上所说的“推测”的例子。现在,看不到的维度(在某些理论中被描述成多达上百个)甚至于被设想为无处不在,某些维度在空间中的每一个点,都如同苏打水吸管那样盘旋而上。

今天物理理论的关注点已经偏离了科学的目的,它冷酷地对一切持怀疑态度。现代物理已经变成了类似斯威夫特的天空之城,像个孤岛,荒诞地飞翔在地球上空,却对它下方的地球置之不理。当科学家试图通过增加或减少宇宙维度的方式,来解决其自身矛盾时(如同在大富翁游戏中的房屋),我们便很有必要重新审视我们的信条,或许正是系统中的不完美,才得以让生命中的神秘更直接地暴露出来。

宇宙中的迫切和首要问题,都已经被那些试图用大统一理论来解释万法之源的物理学家们研究过。尽管这些理论看起来是如此富有魅力和让人兴奋,但对于“认识”的核心秘密,他们的做法即使不是一种颠倒,也是一种逃避。核心秘密就是:宇宙法则的创建,在某种意义上,只不过是为了产生一个观察者。而比这一点更为重要的是,在很大程度上,是观察者“创造”了实在,而不是相反。承认这一观点,可以将我们对世界的认识统一起来。

现代科学并不能解释,为什么物理学定律是如此精确的“平衡”,从而保证了具有生命的生物的存在。例如,假定大爆炸能量增强十亿分之一,它就会外冲得过于急速,从而导致银河系无法形成,继而使得生命无法诞生;如果核子间的“强相互作用”减少百分之二,原子的核就不能聚集在一起,氢就成了宇宙中唯一种类的原子;如果万有引力作用减弱,那么星球(包括太阳)就不会发光……这里仅列举了存在于太阳系中二百多个物理参数中的三个。由此可见,宇宙其实是处于一个极其精确的状态,而没有半点随机的成分。事实上,正因为缺乏科学解释,才使得这些事实被勉强说成是智能设计。

没有感知,就没有事实上的“实在”。万物的存在皆是因为被你、我或其他生物所感知,感知的方式还会进一步影响现实。即使是时间本身,也包含在生物中心论的范围内。我们关于时间向前流逝的感觉,其实是源自于数量无限多的抉择,它们仅仅“看似”一条连续平滑的路径。每一个瞬间,我们都处在一个被称为“箭”或“飞矢”的悖论边缘,这个悖论最早在2500年前由埃利亚哲学家芝诺提出。他论证说:任何物体都不能同时存在于两个位置。基于这一合乎逻辑的前提,其结论必然是,一支箭在空中飞行时,每个瞬间只能处于一个位置。但是如果只能存在于一个位置,那么,它就是静止的。因此,箭在飞行中的每一个瞬间都是静止的。所以,从逻辑上说,运动就成为不可能。但是,运动真的不可能吗?或者说,是否这种分析可以证明,时间的向前流动并不是外部世界的特征,而只是我们内在的某种东西的投射?时间并不是绝对现实,而只是我们的一个错觉?

这一悖论处于20世纪物理学所发生的伟大革命的核心,这一革命尚未影响我们对世界的理解,也没有确定意识在决定物质的本质时所起到的作用。量子物理中的“测不准”原理远比它的名字本身更为深刻。这一原理表明:我们时时刻刻都在做选择,以决定从哪一个角度理解世界。在每一个给定时刻,我们都无法同时精确地确定一个粒子的运动和位置——我们只能选择其一。因此,在确定某个粒子特定时刻的行为时,观察者的意识起了决定性的作用。

量子物理中的不确定性对爱因斯坦所提出的时空假设造成了“威胁”,这使他倍感沮丧,时空概念看起来与量子物理所发现的世界并不一致。当爱因斯坦证明,没有普适的“现在”,这就意味着观察者们可以以不同的方式将现实划分为过去、现在和未来,每一部分都具有同等的实在性。但问题是,真正被划分的又是什么呢?

时间和空间并不能像物品一样,被放到实验室的罐子里供人们去分析。事实上,时间和空间应该归入生物学的范畴——是动物感官的感知,而不是物理学,它们具有意识和语言的特征,人类和动物正是以此对自己的世界进行表述。当物理学家试图赋予时间和空间以物理、数学或其他特征时,此种冒险行为已超出了他们的学科所适用的范围——即已经超出了物质的现象和规律。

让我们再回到先前得到的启示:我们是会思考的动物,物质世界是我们的意识活动持续地对现实做定义和再定义的基础,而这种定义也是难以捉摸。在某种程度上,可以说正是意识自身的活动,创造了世界。为了认识到这一点,必须对我们曾甚为珍爱的时空观念,以及对于“外部实在”的认知保持怀疑。

尽管,已研制出足以绕地球16圈的铌钛丝超导超级对撞机,但我们对宇宙的理解,仍然不比第一批原始人多多少。当时,这些原始人刚刚具有了足够完备的意识去进行思考:宇宙从哪里来?为什么宇宙会存在?为什么我们会在这儿?曾经,我们相信世界是安放在海龟背上的一个大圆球;后来,一个虚构的宇宙凭空出现并且向虚空扩展;某个时代曾经认为,是天使把星球们推来推去;而另一个时代却相信,所有事物的出现只不过是一个偶发事件;而现在,我们只不过把驮着世界的海龟又换成了大爆炸。

我们就像洛伦·艾斯利的飞蛾,莽撞地从一盏灯扑向另一盏灯,却无暇顾及正在帐篷内上演的精彩歌剧。现在,让我们把目光转向现代科学的实验发现吧。这些发现终于让我们认识到,每时每刻,在现实被“创建”的过程中,我们所扮演的角色。“意识”不能脱离生命而存在,意识也使生物体的“创造”——感知功能得以实现。因此,如果我们想理解周围的世界,就必须求助于生命逻辑,求助于生物学逻辑。

在我们的生活中,时间和空间被认为是最“理所当然”的两个概念。我们一直被教导说,它们是可测量的,它们存在着,它们是真实的。在我们生活中的每一天,这种“真实性”都在被强化着。

大多数人都没有抽象地思考过时间和空间的问题。在我们的生命中,它们就像走路和呼吸一样平常,以至于对它们的审视会显得有些小题大作。事实上,很多人认为以抽象分析的方式,去讨论时间和空间是一件很愚蠢的事。诸如“时间存在吗?”这样的问题几乎就像是哲学泡沫。毕竟,时钟仍在滴滴答答地走着,一年年地过去,我们日益苍老,然后离世。难道时间不正是我们唯一能确定的事情吗?和时间类似,同样不协调的是空间是否存在的问题。我们会想当然地回答说:“空间当然存在!”“因为我们正生存于其中,我们在此活动、行驶、建房,并对它进行测量。”

时空的概念似乎并不难讨论。有时你会觉得自己的时间或空间不够用——比如上班迟到,或者身处拥挤的地铁车厢——这都非常地显而易见。“太拥挤了让我不舒服”,“迟到的话老板会杀了我!”但是把时空的概念作为我们理解力和意识的来源时,它就变得抽象了。我们的日常经验对此没有提供任何能理解的线索。而且,生活一直在告诉我们,时间和空间是外在并且是永恒的实在。它们和尘世间的所有经验联系在一起,并且远比生活本身更为重要。它们超越了人们的体验。

作为动物界中的一员,我们具有这样的特点:有组织,相互关联。我们利用日期和地点来定义自己和他人的经历或经验。对于“过去”的历史所做的描述,总是要将人物和事件安放在时空的框架中。大爆炸、地质学和进化论等科学理论中也渗透着时空的逻辑。对我们的每个行为,空间和时间都是必不可少的。把我们自身看作是时间和空间的创造者,而不是它们的“臣民”,会和我们的常识、生活经验和所受的教育相悖。时空是动物的感官知觉——这种观点接受起来,对每个人来说都是认识上的根本性转变,因为它的含义实在是太异乎寻常了。

然而我们都知道,时间和空间并不是物体——不能被我们观看、感觉、品尝、触摸或嗅到。它们是无形的,就像重力一样。实际上,它们只是我们用来解释和理解的模式,是为了将感觉塑造成多维对象的思维逻辑的一部分。

我们总是生活在时间的边缘。明天即将到来但还没有到来,所有发生在此时之前的事情都已成为宇宙历史的一部分,永远成为了过去。起码我们是这样认为的。

想象一下,时间每分每秒都在不停地向未来走着,而我们就在此处,活在时间的每一个时刻的边缘,这是多么不可思议!如果我们把从时间的起始点开始,已经流逝的每一小时、每一天都想象成一把椅子,并将它们一把接着一把地摞起来,然后你自己坐到最顶端的那一把椅子之上。科学还不能解释我们为什么会在这里、为什么会存在。根据现今物理中心论的世界观,对此的回答是:这仅仅是一次意外,仅仅是分母无限大、分子为一的小几率事件。统计学中位于时间顶端或极限的几率是极小的,小到没有任何意义。而这恰恰又是人们的意识感知时间的方式。

在经典科学理论里,人们把所有的事物都置于连续的时间和空间之中。宇宙已经有150亿到200亿年的年龄,而地球的年龄大概是50亿到60亿年;直立人在400万年前就出现了,但他们花了350万年才发现了火,又花了49万年才发明了农业等等,诸如此类。在机械论的宇宙模型(正如牛顿、爱因斯坦、达尔文所描述的那样)中,时间就是对事件进行刻画的一支箭。然而,现实却更像一台留声机。听一段古老的录音并不会改变原本的记录,但你所听到的是哪一段乐曲,却取决于你把唱针放在什么位置,这就是我们所说的现在。在你所听的那段歌曲之前和之后的音乐,就相当于我们所称的过去和未来。以这种方式延伸一下我们的思维,就能想象得到,就像唱片中的记录不会消失一样,自然界中的每一个时刻和每一天都会永远存在。所有的“现在”(或唱片中所有的歌曲)都是同时存在的,尽管我们只能一个片段一个片段地体验这个世界(或唱片)。如果我们能够体验整体生命——整个记录——假如我们能够不按顺次性的方式去体验它,那么,我们就可以看到我们孩子的幼儿、少年以及老年期——即他们所有的“现在”。最终,连爱因斯坦也承认,“现在,贝索(爱因斯坦一个老朋友)先我一步离开了这个奇怪的世界,这没什么。我们都知道,过去、现在和将来的区别,仅仅是一种固执的、持续存在于我们思维中的假象。”那种认为与银河系、太阳以及地球有关的所有事件都是不可逆的、是一个连续流动的过程的认知,只不过是一种幻象。

在这里必须提及一个基本问题——时间可以用时钟来测量。既然我们能够测量时间,这难道不正是证明了时间的存在吗?爱因斯坦将时间简单地定义为“可以用时钟测量的对象”,而回避了这一问题。在此,物理学家所强调的是可测量。然而,在这里,强调的重点应该是我们自身,也就是观察者。时间的可测量性并不能证明它的物理存在性。时钟是具有节奏的事物,人们正是利用一些事件(例如时钟的滴滴答答)的节律来测定其他事件(例如地球的旋转)的时间。这并不是时间,而是事件间的比较。具体地说,在所历经过的漫长岁月之中,人类观察到了自然界中有节律的事件——月亮、太阳的运行或尼罗河的潮汐出现的周期,于是,我们发明了其他有节律的事物——钟摆、机械弹簧、电子设备等,来测量自然界的脉搏。我们称这种人造的有节律的设备为“时钟”。我们用某些特定事件的节律去测定其他事件的时间。但这些用来作为“标尺”的仅仅是事件,不能与时间相混淆。

量子力学以惊人的准确性描述了原子的微小世界及其构成,这些知识还被用来设计和构建了众多驱动着现代社会的技术——晶体管、激光,乃至无线通讯。但是,在很多方面,量子力学不仅危及到我们对绝对性的时空概念理解,而且对牛顿、达尔文有关秩序和可预测性的理念也构成了威胁。

 “我认为,可以肯定地说,没有人理解量子力学,”诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼(Richard Feynman)说道,“如果可以避开,最好不要一直追问下去‘怎么会这样’,否则你只会陷入困境,苦苦挣扎在还没有任何人走出过的死胡同。”如此的结果,是因为这些科学家们拒绝接受量子力学实验发现的直接和显而易见的含义。世界为什么会是现在这个样子?对这一问题,生物中心论是人类可以理解的唯一解释。诺贝尔奖得主,物理学家史蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)承认:“把人们带入到物理学基本定律中,这并非是一件愉快的事情。”

为了解释为什么时间和空间是与观察者相关联的,爱因斯坦将晦涩的数学性质赋予了无形的对象,说它们看不见、也摸不着。这种荒唐的做法随着量子力学的诞生一直在延续着。尽管观察者在这一理论中起着核心的作用——从时间和空间一直延伸到物质自身的诸多性质,但科学家们却仍然认为观察者是他们理论中的一个累赘,并将其排除在外。已有实验证明,在研究亚原子粒子时,观察者确实会改变和决定被感知的对象。观察者的工作不可避免地与他试图观察的对象纠缠在一起。一个电子既可能显示为粒子,又可能显示为波。但是,像这样的一个粒子会在哪里出现和以什么形式出现,却完全取决于观察行为。

量子力学诞生之前的物理学家们曾认为,他们能绝对准确地确定单个粒子的运行轨迹。他们认为,如果初始条件完全已知,那么粒子的行为就是可预测的——他们能够准确地测量粒子的物理性质。但是维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg)的测不准原理表明,事实并非如此。你能够确定的,要么是一个粒子的速度,要么是它的位置,同时确定这两者是不可能的!海森堡将此比作晴雨匣里的男女玩偶——一种古老的测量空气湿度的民间装置,两个小玩偶位于一支平衡杆的两端,“如果一个出来,”海森堡说,“另一个就会进去。”

试想,你正在观看一场关于射箭锦标赛的电影,同时,脑子里记着芝诺之箭的悖论,运动员将箭射出,箭向前飞去。摄像头跟踪着箭从脱弓到飞向靶子的轨迹。突然,放映机停在一张静止的箭的单幅画面上,这时,你的目光也停到了那支处于飞行途中某一点的箭的图像上。影片的暂停可以让你观察到箭在那一刻的位置——它正越过看台的上方,大约距离地面20英尺。然而,这时你却丢失了关于这支箭的动量的所有信息,它没有方向,速度为零,其路径也不得而知,这些都是不确定的。

要想准确地测量某一给定时刻的位置,就必须锁定某一静态的画面,也就是说要使电影暂停。反之,一旦你对动量进行测量,就无法锁定单一的画面,因为动量是许多幅画面的集合。你不可能完全准确地同时知道二者。你所能专注的目标是不确定的,要么是运动,要么是位置。

而所有这一切,从生物中心论的角度,完全可以解释得通:时间是动物感受的内在形式,它给空间世界中的事件——静止的画面赋予了生机。心识如同放映机的马达和齿轮,给世界赋予了动感。每个人都把一系列静止的图像按次序编排起来,使之成为生活之“流”。当这些“电影要素”依次呈现时,运动就在我们的心识中产生了。请记住,你所感知到的所有事物,甚至包括你正在阅读的这一页文字,在你的大脑中已经被重构了。这种情况当下正发生在你的身上。所有的体验都是你大脑中有组织的信息流。

海森堡测不准原理的理论基础如下:位置(空间的方位)属于外部世界,动量(包括时间)属于内部世界。通过对物质的探根究源,科学家们已经把宇宙简化到它最基本的逻辑层面,时间不是外部空间世界的特征。海森堡说:“今时不同往日,在自然界自身的迫使下,现代科学不得不再次面对这样一个老问题——由心理过程理解现实的可能性,并以稍微不同的方式予以回答。”

2500年以后,芝诺的箭悖论终于被解释通了。芝诺曾经出色地捍卫过的艾利亚哲学学派是对的。海森堡也是如此,他说道:“路径只有在你观测它的时候才存在。”没有生命,时间和运动都不会存在。现实并不是就在“那里”,并保持着确定的特征,等待被人发现,而是随着观察者的观察行为才成为“存在”。

除了量子论的不确定性,现代物理学还从另一个方面,对爱因斯坦关于实体的相互分离性以及时空概念的核心造成了冲击。爱因斯坦认为:光速不变,某地所发生的事件不会即刻影响到另一地的事件。在相对论中,对信息从一个粒子传递到另一个粒子的过程,必须考虑光速的因素。然而,一个接一个的实验都表明,事实并非如此。1965年,爱尔兰物理学家约翰·贝尔设计了一个实验,这个实验可以证明,相互分离的粒子之间尽管相隔甚远,却仍能“即时”地彼此相互影响。这一实验后来被重复过多次,并且确认:不管粒子之间相隔多远,偏振光的特性都是互相关联的,它们之间存在某种比光还快的联络。所有这些都表明,爱因斯坦的时空概念,简单地依据光速划分相互分离的不同区域,是站不住脚的。相反,我们的观察对象正漂浮在一个“意识场”当中,并不受外部时空的局限。

海森堡和贝尔的实验将我们唤回体验自身,即刻的、直接的、无穷多的“此时”和“此地”,动摇了我们对于一个“客观性”的实在的盲目信任。可以对生物中心论提供支持的另一个例子是著名的双孔实验,这一实验要求我们向前再跨越一步:若没有观察者,则芝诺之箭并不存在,更没有飞行。双孔实验直接触及到量子物理的核心。科学家们发现,在亚原子粒子穿越屏障上的小孔时,如果实验者进行了“观看”,亚原子就显示为一个粒子的行为——像一颗微小的子弹,或者从这个孔,或者从那个孔穿越而过。但是如果科学家们不对粒子做测量,它就会显示为波的形式。双孔实验存在很多版本,但简而言之:如果被观察,粒子的行为就像物体;如果不被观察,粒子的行为就像波,会同时从不止一个孔穿越而过。

这种一度被称为量子怪事的“波粒二象性”困扰了科学家们数十年。一些最伟大的物理学家都称这一现象是直觉不可想象,无法用语言描述的,甚至认为它颠覆了人们的通常观念。科学在实质上已经承认,量子物理学除了复杂的数学之外,是不可能被理解的。量子物理怎么会如此深奥以至于超出想象、视觉和语言的能力?

如果我们接受了 “生命创造现实”所表达的直接含义,以上现象就变得简单易解了。关键问题是:什么是波?回到1926年,诺贝尔奖得主,物理学家麦克斯·波恩(Max Born)证明,量子波其实是几率波,而并非是物质波——这在奥地利物理学家欧文·薛定谔(Erwin Schrödinger )的理论中也有所描述。因为是统计预测,所以,几率波仅仅是一种可能的结果。事实上,除了这种“可能性”的观念之外,波并不存在,没有任何东西存在。就像伟大的理论物理学家约翰·惠勒(John Wheeler)曾经说过的那样:“任何现象在被观察之前,都不是实在的现象。”

一个粒子在被观察之前,不能被认为有任何确定的存在——如时间和空间的位置。直到意识在空间中建立起某个相对于观察对象的框架,物体才会被认为是在这里或那里。因此,量子波仅仅定义了粒子可能占据的空间位置。几率波并非是一个事件或一种现象,它是对事件或现象出现的可能性描述。一个“事件”在被实际观察之前,什么也没有发生。如果你看着它穿过屏障,那么,波函数就“坍缩”为粒子,它或者从这个孔,或者从那个孔穿越而过;如果你不去观察它,那么粒子检测器会显示,它在同一时刻从不止一个孔穿过。

自从20世纪上半叶波粒二象性被发现以来,科学家就一直在努力探寻其更深的含义。但很少有人能够从其表述的直接含义上接受这一原理。由海森堡、尼尔斯·波耳(Niels Bohr)和波恩在1920年提出的哥本哈根解释,试图要做的正是这一点。但是,让人抛弃原来的世界观,完全接受这一理论实在是太难了。如今,通过把量子行为的概念局限在微观世界中,这些实验的含义被人们“方便”地忽略掉了。但这种做法从道理上说并没有依据,而且也正受到来自于全世界的众多实验室的挑战。利用一种叫作“巴克球”的大分子所做的新实验表明,量子行为也可以延伸到宏观世界之中。一些实验清晰地表明,另一种通常被人们认为只和微观世界相关,称为“纠缠”的奇异量子现象,在宏观尺度上也是存在的。最近所提出的一个令人振奋的实验(被称为“放大叠加”),将提供迄今为止最权威的证据来证明,在生物体水平的层面上,生物中心论的世界观是正确的。

很多人不同意量子理论哥本哈根解释的一个主要原因,是认为它是导致“唯我论”的可怕信条。已故的海兹·裴杰斯(Heinz Pagels)曾说:“如果你否认世界的客观性,认为观测它和觉知它,它才存在,那么你最终必定会走向唯我论,即认为你的意识是唯一的存在。”确实,某一次,我的一篇文章就受到了一个正是持有这种立场的读者的挑战,“我想问一问罗伯特·兰萨,”他写道,“他是否认为,在他的意识死亡之后,这个世界还会存在吗?如果不存在,那么,对于比他活得更久的我们来说,这实在是太糟糕了。”(《新科学家》1991)

对于唯我论,我要质疑的是这样一个假设:个体间的分离性是一种绝对的实在。贝尔的实验表明了一种联系的存在,它超越了我们通常的思维模式。一首古老的印度教诗歌是这样说的:“要知道,自己和所有人都出自同一个灵魂,趁早消除试图从大众中分离的梦想。”正如我们所看到的,如果时间仅仅是一种顽固、执著的错觉,那么空间也是如此。“这里”和“那里”的区别并不是绝对的实在。没有了自己单独的意识,我们可以把每个人都作为新的参照物。这不是“我的”或“你的”独立意识,而是属于我们所有人。尼尔斯·波耳和恩瑞克·费米( Enrico Fermi)的合作者,理论家伯纳德·戴斯帕纳(Bernard d’Espagnat)曾经说:“非分离性,现在是物理学中最为确定的普遍概念之一。”这并不是说,我们的心识就像贝尔实验中的粒子,可以以任何方式相互关联,而不必受因果关系的制约。在同样的意义上,某一部分的“我们”和我家附近池塘边的萤火虫是有关联的,正是这一部分在经验着心识,它并不存于我们外在的具体表现之中,而是属于我们的内在。我们的想象和回忆必须依托于身体,这是肯定的,因为感觉和记忆被塑造成大脑中的思想和知识。尽管我们将自己等同于我们的思想和情感,但是,现实的一个根本特征是,我们对世界只能一个片段一个片段地去感知。

萤火虫和人的物理现实的界域毫无疑问是不同的。然而,基因组的基础是碳,碳是宇宙形成过程中,在恒星和超新星爆发中心产生的。生命,诚如我们所知,会被时空逻辑所局限——也就是说,基因组会使我们局限在所熟悉的那部分宇宙之中。动物(包括进化史中的动物)只能处于这一可能性的片段之中。除此之外,一定还存在另外的信息系统,契合于另一个物理现实——另一个宇宙,它基于某种完全不同于我们的逻辑,而非时间和空间。以时间和空间为基础的宇宙,只属于我们这种以基因组为基础的动物。

20世纪最伟大的物理学家之一尤金·威格纳(Eugene Wigner)认为:“不涉及(观察者的)主观意识,而以一种完全一致的方式表述(物理)定律,是不可能的。”确实,量子理论表明,意识必须存在,“心”的内涵,才是终极的“实在”。如果我们不去看它,那么月亮就不会以一种确定的状态存在。在这个世界上,只有观察行为才可以将形状和存在方式赋予现实——是草地里的一株蒲公英还是一枚豆荚。

正如我们所看到的,不仅是在微观的原子尺度,即使在宇宙自身的范围内,这个世界看起来都像是专门为生命而设计的。在宇宙学中,科学家们发现宇宙具有的一系列性状,使得它所包含的万物——从原子到星球,就像是专门为人类量身定做的。这种奇妙的真相,很多人称其为“金发姑娘原则”(译者注:金发姑娘原则〔Goldilocks principle〕,源自童话故事《金发姑娘和三只熊》中金发姑娘选择事物的原则。“金发姑娘原则”指出,凡事都必须有度,而不能超越极限。按照这一原则行事产生的效应就称为“金发姑娘效应”),因为宇宙既非“过”,亦非“不足”,恰恰适合生命。其他一些人则将之称为“人择原理”,因为宇宙看起来是以人为中心。还有一些人则把它称为“智能设计”,因为他们相信,宇宙是如此理想地适合我们,这绝非偶然。不管如何称呼,这一发现在天体物理学和其他相关领域引发了巨大的震撼。

目前,对此现象仅有一种解释——认为上帝创造了宇宙。但也有基于科学的另外解释。为了理解其中的奥秘,我们有必要重新审视一下我们每天生活于其中的这个世界。对我们来说,尽管看起来可能难以想象,但量子物理的逻辑却难以回避。每个清晨,我们打开门,取回报纸或者出去上班,当我们开门时,会看到下雨、下雪或者在微风中摇曳的树木。我们会认为,不管我们是不是正好打开那扇门,世界都在开足马力地运转着。量子力学却告诉我们,不是那样的。

当我们入睡时,树木和雪皆已不在。而我们在盥洗室时,厨房就消失了。你从一个房间走到另一个,当你的感官不再感觉到洗碗机的声音,钟表的滴答声以及厨房烤箱的味道,那么厨房和所有的这些看似为一个个的物件,就都消融于空无之中——或者说,已变成几率波。宇宙由于生命而“闯入”现实,不是以我们曾被教导过的其他方式存在着。一花一世界,每个生命体都有一个宇宙,一个属于它自己的宇宙。我们创造了现实的领域,属于单个个体的梦幻泡影般的“存在”。我们的星球由无数个现实的领域所组成,它们是由每个人,甚至每个动物所创造的。

再次想象一下,你正处于一个拥挤的地铁车厢,担心着可能上班会迟到。其他大多数乘客很快都下了车,司机再次开动列车。此刻,什么是你的宇宙?——金属车轮和铁轨互相撞击的声音,和你一起乘车的乘客,生发药水和技术学校的广告。那么,又有什么不是你的宇宙?所有在你感知范围之外的事物都不存在。现在假设,我和你同在车厢中,于是我的现实空间就与你的发生了重叠。我们两个人有着几乎相同的感知器官,感受着同样刺眼的光线和嘈杂的声音。

现在你可以理解了。但是,这怎么能是真实的呢?每个清晨醒来,你的衣橱依然在房间中的另一端与你舒适的床相对;你穿上同样的牛仔裤和最喜欢的衬衫,然后趿拉着拖鞋去厨房煮咖啡。任何一个心智健全的人怎么可能认为,外在的这个伟大的世界是由我们的头脑构建出来的呢?

为了更充分地理解“静止的箭”和“消失的月亮”,这样的宇宙,让我们转向现代电子学。从你的经验中可以知道,DVD播放机的黑盒子有某种东西,可以将一张“无活力”的碟片转换成电影。DVD内的电子元件将碟片上的信息转换、“激活”成为三维影像。同样,你的大脑以相同的方式把生机赋予了这个世界。大脑就相当于你的DVD播放机内的电子元件。换一种方式说,大脑把五种感觉器官所收集的电化学信息转换成了某种次序——进入一个面——进入这一页——进入统一的三维整体。这种由输入的感受所转换成的东西,是如此的真实,以至于很少有人会问它是怎么发生的。让我们停一停,对此仔细思索片刻。我们的思维是如此善于想象,以至于我们几乎从未质疑过,世界会不会是不同于我们所想象的另外一种东西。然而,是大脑(并不是双眼)——那个密封于颅穹窿之中,紧锁于头骨之内的器官,在“看”宇宙。

被我们解释为“世界”的东西,是在我们的大脑中显现的。感觉到的信息并不会在大脑里留下印记——像那种光子在相机胶卷上留下的印记。你看到的景象是被大脑所构建的。此刻,你感受的所有事物(假想你回到了地铁上)是在你的大脑中主动生成的——硬塑料座椅、涂鸦、口香糖在地上留下的黑色残迹……所有显现的事物——地铁转门、站台、报纸架,它们的形状、声音和气味——所有的这些感知都是在你的大脑内部所经历的。我们观察到的每一样事物,都是基于能量与我们感官之间的直接作用,不管它是一件事(比如你的鞋子被粘在了地铁的地板上),还是光子(地铁车转弯时的闪光所发射)。而那些我们没有直接观测到的事物,仅仅是一种“潜在性”的存在,或者,使用数学语言来说,是一团几率之雾。

你可能会质疑,大脑是否真的能创造物理现实。然而,别忘了,做梦和精神分裂(如电影《美丽心灵》)都证明,思维有能力创造出如同你真实体验一样的时空现实。精神分裂患者所看到和听到的景象和声音,对他们而言,和你现在正在读的这页书,以及正坐在上边的这把椅子一样真实。

我们都看到过这类图片,远古的地球上火山溢淌着岩浆;或者读过这样的文字,太阳系如何从一个巨大的漩涡云系中凝聚诞生。科学家寻求将物理世界,延伸到人类出现之前的年代。我们的足迹已经被向后追溯到某个遥远的彼岸,在那里它们转化成了泥土中的一串印记。宇宙学家创造了熔融的地球故事,并把它的进化回溯到无生命的过去:从矿石开始,一级一级地降到物质的最低级形态——原子核和夸克——再进一步到大爆炸,生命必须在某一点和无机世界分离,这似乎是唯一自然的事。

我们将物理学看成是某种神奇的东西,即便某一天听到宇宙——实际上是自然规律本身,是无因而生,可能也完全不会感到吃惊。从恐龙到大爆炸是一段极其漫长的旅程。或许我们应该记得弗兰西斯科·雷蒂(Francesco Redi)、拉萨罗·斯普兰詹第(Lazzaro Spallanzani) 和路易斯·帕斯特(Louis Pasteur )做的那些实验——基本生物学实验,它们给自然发生论(译者注:自然发生 spontaneous generation,abio-genesis 亦称偶然发生,这是指生物无“父母”而产生的概念),即认为生命会从无生命的物质中自发产生的理论(比如蛆虫生于腐肉,老鼠现于旧衣物)画上了休止符。不要在宇宙起源的问题上犯同样的错误。我们的想象习惯于将时间一直追溯到大爆炸,追溯到生命在海洋中最早出现之前。但是,在物质能够存在以前,它必须首先为意识所感知。

物理现实开始于、也终止于具有生命的观察者。所有其他的——时间和空间,物体和事件,都是想象的产物,他们仅仅被用于将知识整合为一个逻辑整体。我们很高兴能有诸如牛顿的《原理》、达尔文的《物种起源》这些书。但是它们也将一种“沾沾自喜”的心态灌输给了读者。达尔文陈述了生命起源于某些“温暖的小池塘”中的无机物的可能性,试图将生命追溯到更简单的阶段是一回事,但是,假设生命是从无生命的物质自发而成的,就缺少了严谨性和量子理论家的关注。

神经科学家相信,一旦在将来某一天我们知道了大脑中所有的突触连接,意识问题就会立即得以解决。另一方面,哲学家兼作家大卫·查莫斯(David Chalmers)写道:“神经科学作为一种工具,尽管提供了很多东西,但却无法给出对意识经验的完整说明……或许,意识可以被某种新理论所解释。”(《科学的美国人》(Scientific American), 1995年12月)确实,在1983年《国家科学院报告》中,《关于认知科学和人工智能研究简报》提到,这里所关注的问题自身,“与如何理解宇宙的进化、生命的起源或基本粒子的本质等问题相同,都反映了同一个基本的伟大科学奥秘。”

这个奥秘是显而易见的。神经科学家提出的理论可能会有助于解释分离的信息片段是如何在大脑中被整合,并进而说明,所感知的单一物体的不同特征——比如一朵花的形状、颜色、气味,如何汇集为一个协调一致的整体。这些理论反映了一些神经科学和心理学领域正在进行的重要工作,但它们仅仅是关于结构与功能的理论。这些理论并不能告诉我们,这些功能的运作是如何伴随意识体验发生的,而对意识理解的困难之处恰恰就在这里,在于我们的理论中存在着的这一段空白——主观体验如何从一个物理过程中产生出来。即使史蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)也承认,尽管意识或许和神经有某种关联,但意识的存在大概不能由物理定律推导出来。

物理学家认为,万有理论的建立已经指日可待,但意识基本上仍旧是个谜,对于用物理定律来解释意识存在这一课题,他们仍不知道如何下手。物理学家们对自然界的漫长求索与意识问题紧密相关,物理学对此无力提供答案。艾默生(Emerson)曾这样说:“让人类用心去聆听全部自然和全部思想的启示吧,造物主与他们同在,自然的源头就在他们自己的心识之中。”

时间和空间,而不是蛋白质和神经元,掌握着有关意识问题的答案。当我们认为神经脉冲进入大脑,我们知道,脉冲和大脑并非自动交织到了一起,这与一台电脑中的信息毫无区别。我们的思想具有次序,但这并非是思想“自具”的,而是意识构建了涉及每一次经历的时空关系。我们不会产生任何与这些关系不一致的体验,因为它们是动物逻辑的模式,这种逻辑模式将感觉“模化”成为实体目标。因此,如果认为,此过程之前,心识就存在于一个“已有的”时空之中,也就是说,在“理解”将意义赋予其之前,时空次序就存在于脑电路(即脑神经网络)之中,则是错误的。如同我们已经看到的,这类似于我们播放一张CD——信息“跃变为”三维的声音,在那种方式下,也只有在那种方式下,音乐才真正存在。

我们正在经历着世界观的深刻转变,从时间和空间是宇宙实体一部分的信念,到时间和空间都从属于生命的观点。想一想最近一些书籍的题目吧——《科学的终结》(The End of Science)、《历史的终结》(The End of History)、《确定性的结束》(The End of Eternity)、《自然末日》(The End of Nature),以及《时间的尽头》(The End of Time)。只需要片刻时间,当我们理解了时间和空间并不存在这一事实时,就会感觉这一切都太疯狂。

 

文章来源:

http://theamericanscholar.org/a-new-theory-of-the-universe/#.UpgdhNI3u0g

智悲翻译中心

翻译:臧慧清 

一校:圆优

二校:圆阳﹑释然

终审:zhangcx﹑法界福