阳明心学与量子力学

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文 / 烽火台

阳明心学是中国明代中期形成的学问,量子力学是近代世界物理学发展的新成就。用库恩的范式理论来衡量,量子力学是继牛顿物理学和爱因斯坦相对论之后的又一个物理学新领域。当然,与牛顿和爱因斯坦的学说相比,量子力学仍然处于初始研究阶段,学科内容尚不成熟。

2022年10月4日,瑞典皇家科学院将本年度的诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿斯派科特(Alain Aspect)、美国科学家克劳瑟(John F. Clauser)和奥地利科学家蔡林格(Anton Zeilinger),三人因在量子纠缠、贝尔不等式等领域的研究贡献,以及开创量子信息科学方面的成就而获奖,他们是量子信息领域的第一代开创者。

诺贝尔物理学奖对量子力学的肯定,说明量子力学在物理学界继续取得新的进展。从二十世纪中叶开始,关于量子力学的一些实验结果,不但对以往的物理学研究结论形成颠覆的趋势,而且对社会学的最新认知也大有颠覆的架势。


(一)


关于量子力学的具体解释,需要物理学家来担纲,做为研究社会学知识的人员,只能对其研究成果进行科普式理解,并把这些最新成果嫁接到社会学领域中来。那么,在当今学界,量子力学的最新成果对社会学知识形成了怎样的颠覆性观点呢?一是从自然科学的角度支持了人的自由意识的存在;二是威胁到支撑现代哲学和思想体系的基础观念——“实在论”。

从大众角度理解量子力学,其区别于牛顿物理学和爱因斯坦相对论的基本观点,就是两个毫不相干或相距遥远的粒子之间,能够形成相互纠缠和干涉效应,目前量子力学实证研究的最新成果,能够通过相关仪器发现和控制十几公里以内的量子互动状态,更远的纠缠态仍在研究之中。

量子力学研究有两个经典实验,至今仍然是奠定量子力学的基础知识:一是粒子的双缝干涉实验,二是薛定谔的猫的实验。

先说粒子的双缝干涉实验。在以往的物理学知识中,人们观测到的现象,要么表现出粒子性,要么表现出波动性;而在微观世界里,那些微小粒子的性质是不确定的。实验者连续发射单个的电子穿过有着两条缝隙的障碍物,结果显示它能同时穿过两条缝隙,并且“与自己产生干涉现象”。当研究人员安装了感应装置之后,再次进行双缝实验时,他们惊奇地发现,电子的干涉条纹消失了,不管发射多少个电子,它们都只表现出粒子性;当研究人员移除了感应装置,电子的干涉条纹马上又出现了!这个实验结果让科学家非常困惑,为了保证电子的运行轨迹不被干扰,研究人员使用了摄像机对电子进行观测,其结果还是和以前一模一样。当研究人员通过高科技手段确定电子处于“已经穿过了缝隙,但是还没落在挡板上”的时候,马上用摄像机来观测电子,然而令研究人员目瞪口呆的是,这个实验的结果依然和之前的实验结果相同!

研究人员并不甘心,他们又做了更高级的“量子擦除试验”,这次他们的实验对象是光子。这个实验利用了光子的偏振性以及量子纠缠原理,他们在两个缝隙上安装了不同的介质,当光子通过某个缝隙的时候,由于介质的存在,它的偏振性就会发生改变,如果这个光子是与另一个光子处于量子纠缠态的话,那么另一个光子的状态也会发生相应的改变。简单地讲,有一对处于量子纠缠态的光子A和B,一个研究人员将光子B用来实验,另一个研究人员却“偷偷的”通过光子A来观测光子B的状态,由于量子纠缠的超距作用,研究人员就可以神不知、鬼不觉地观测用于实验的光子。然而事实上,这个实验的结果仍然和以前的相同:当有观测者的时候,根本就不会出现干涉条纹,而没有观测者的时候,干涉条纹又诡异地出现!

双缝干涉实验给人的结论是:微观粒子就象是一个个有思想的、无所不知的精灵,当没有观测者的时候,它们是一个个“波函数”,而当它们知道有人在观测它的时候,马上就只表现出粒子性,从不例外!这一结论使人们或多或少对这个世界的真实性产生了怀疑,如果我们没有观测的时候,那些除了我们自己可以观测到的人和事以外,其他的很多人和事会不会都是以“波函数”的形式存在?当我们观测到某个人的时候,这个人就变得真实了,他(她)的过去、现在也就被确定了?而当我们不再观测这个人,那么他(她)是不是又回到了“波函数”的状态呢?

薛定谔的猫的实验,是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887 1961年)提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔的猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,必须在打开容器后才知道结果。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。


(二)


量子力学的实验结果延伸到人类的思维和知识领域,就是承认人的意识存在是构筑现实世界的必要条件之一。这一结论能够同时颠覆唯物主义和唯心主义两个方面的哲学体系,倒与佛家的唯识学和中国明代的阳明心学有相似之处。阳明心学是从儒释道三家学说演化而来,里面自然包括了佛学的内容,因此这里就不再讨论佛家的唯识学了,只把阳明心学与量子力学加以比较,借此阐发一些个人的看法。

阳明心学有一段著名的学术公案,记录在其经典著作《传习录》中。这段公案叫“阳明看花”,内容如下:“某日,阳明与朋友同游南镇,友人指着山岩中的花朵问道:‘你常说心外无物,这个花朵在深山中自开自落,于我心有何相关?’王阳明回答说:“你未看此花时,此花与汝同归于寂;你既来看此花,则此花颜色一时明白起来,便知此花不在你心外。”(“君未看花时,花与君同寂;君来看花日,花色一时明。”)这句话经常被贴上“主观唯心主义”的标签,认为阳明心学的观点是“心”决定“物”,否定物质的客观存在,这种理解是违背阳明心学本义的。

阳明心学的基本观点,应该是“心物一体论”,就是把人的意识和观察与被意识、被观察的对象——物,放置到一个层面上,作为对应关系来看待,有人即有物,无人则无物。用传统唯物主义的哲学思想来评判这个观点,自然是错误的,认为自然界的“物”离不开人的“心”,就属于唯心主义思想。但量子力学的实验结果恰好验证了这一观点的实在性和可靠性,从方法论和认识论的两个层面上,都为阳明心学的观点提供了有力支撑。综合两家学问的结论,可以总结出两个基本观点:一是没有意识的参与,物质的有无和状态是不确定的。比如山中的花朵,你不去看它,就无法确定它的存在和形状,即使采用了现代的卫星、航拍等遥感设备进行观察,也是人的技术和意识的延伸(当然这个“意识”不仅仅是人的意识,也包括动物的意识在内)。二是不同意识观照同一个“物质”显现出来的“形”和“相”是不一样的。同样的花朵,人类和昆虫看到的形状是完全不一样的,直接观看和借助设备看到的形状也是不一样的。人类肉眼可见光的频率范围为380--790赫兹,现代超级射电望远镜可突破光学望远镜可见光频幅的局限,为我们呈现更“深远”、更“精彩”的宇宙。简言之,意识是物质世界“予以”呈现以及呈现为“这样”和“那样”的必要条件,当意识“不存在”或“不去观察”的时候,物质世界究竟是否呈现或呈现为什么样子,根据量子力学的研究结论,就可以打上一个大大的问号了!


(三)


阳明心学与量子力学在对待心与物(意识与物质)的关系上有异曲同工之妙,源于二者所持方法论的一致性。阳明心学的方法论取自于佛教中的唯识学,其研究方法就是“八识论”。所谓八识,就是以眼耳鼻舌身意“六识”进行观察和感受,吸收材料,然后进行思考和记忆(末那识和阿赖耶识)。这种方法不同于儒道的阴阳二分法,也不同于辩证法一类的思辨方法论,而是从人的感官接受起步,进行步步深入的观察和研究。这种方法,正是现代科学所采用的“主体+客体 观察+实验”的基本方式。

方法论的一致性,导致了阳明心学与量子力学在认识论上的相似性。当然,作为现代科学的最高成就,量子力学的内涵和价值不是成型于中国明代的阳明心学所能相比的。阳明心学不过就是中国近古时代的著名学人,在总结分析前人知识和进行常识性观察研究的基础上形成的思辨性知识,而量子力学则是经过科学物理学的长期积累、经过大批专门人才进行广泛实验和多向研究的结果。它们虽有较为相似的方法论和认识论,但在人力和设施投入、实验和研究方面却有着天壤之别——心学的结论类似于中国古人的“天上一天,人间一年”的假想,量子力学的成果则类似于人类运用宇宙飞船和原子钟在太空飞行了一个月,终于测量出“时间空间随着速度变化”的科学结论。它们之间的差距在于:外国科学家能将宇宙飞船送入太空,而阳明先生为了证实古人提倡的“格物”原理,在自家后院砍了三天三夜竹子,想从竹子里面“格”出一点“道理”来,结果不但没有发现什么内容,还把自己累得一病不起。

当然,我们也不能低估阳明心学对人类学术思想的贡献,毕竟在中国古代科学技术和生产水平都不发达的时代,凭一己之力能够参悟出有别于前人的知识思路,还是非常了不起的。在缺乏实验科学的时代,即便在认识论上没有取得突破,在方法论上也是独树一帜的。

物质和意识的关系问题,一直是人类学术思想的核心要件,由于出发点与路径的不同,造成了古今中外学术史上林林总总的知识门类和争论不休的思想局面。这固然是人类生活的题中应有之义,但学术的相互借鉴和促进,对人类知识的增长有百利而无一害。反观人类知识进步和学术思想的历史,是阳明心学诠释了量子力学,还是量子力学诠释了阳明心学?即使这些知识成果出自于不同的国度,我们也不必争论他们的先后主次,相互促进、共同进步,才是对它们最好的诠释!

(注:图片来自网络)

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页面更新:2024-04-12

标签:量子力学   方法论   光子   量子   粒子   物理学   研究人员   结论   意识   知识

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