宇宙作為宇宙儀表盤

關係量子力學表明,物理學可能是一門關於感知的科學,而不是獨立於觀察者的實在

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


量子力學最奇怪的理論含義之一是,不同的觀察者可以對同一系列事件給出不同但同樣有效的描述。正如物理學家卡洛·羅韋利在他的關係量子力學(RQM)中所強調的那樣,這意味著應該不存在絕對的、獨立於觀察者的物理量。所有的物理量——整個物理宇宙——都必須相對於觀察者而言。因此,我們都共享相同的物理環境這種觀念必定是一種錯覺。

這種違反直覺的預測——似乎有陷入唯我論的危險——已經呼籲進行實驗驗證幾十年了。但直到最近,技術才發展到足以實現這一目標。所以現在,馬西米利亞諾·普羅耶蒂和英國赫瑞瓦特大學的合作者似乎已經證實了RQM;正如量子力學所預測的那樣,可能根本不存在客觀的物理世界

然而,我們對自身之外世界的感知在不同的觀察者之間是相當一致的:如果你現在坐在我旁邊,我們會以非常相似、相互一致的方式描述我的書房。顯然,觀察者必須共享某種環境,即使這種環境不是物理的——即,不能用物理量來描述。


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對於這個難題,已經有人提出了可能的解決方案。例如,我去年為本雜誌撰稿時認為,物理量僅僅描述了我們的感知,因此相對於我們每個人作為觀察者而言。真正存在於我們感知之下的東西,不是由物理的而是由超個人的精神狀態構成。感知的物理性僅僅是對周圍精神環境的表徵,由觀察行為所產生。

這並不是一個新觀點。事實上,它非常古老。例如,早在19世紀初,亞瑟·叔本華就論證說,時空中離散物體的物理世界僅僅是觀察者頭腦中的主觀表徵。真正存在的是叔本華稱之為“意志”的東西:具有意志特徵的超個人精神狀態,它超越了我們感知或測量的能力。正是這些狀態的意志特徵解釋了宇宙按照因果鏈的演化;宇宙的運動和變化是因為它自身潛在的意志模式所迫使的。

儘管人們可能對叔本華的觀點持有異議,但它們似乎確實解釋了RQM違反直覺的預測:物理學的發展是為了描述僅僅是感知狀態,而不是內在的精神狀態,例如意志。因此,物理描述總是依賴於觀察者的;它們並沒有捕捉世界本身的樣子,而僅僅是它呈現給我們的樣子,考慮到我們在環境中的各自觀點。不要誤會:仍然存在一個超個人的意志狀態的共同環境,我們都沉浸其中;只是這個環境不是物理學直接描述的物件。

透過推斷我們周圍的環境本質上是精神的來理解RQM——這種觀點被稱為“客觀唯心主義”——避免了唯我論。然而,它也帶來了一個看似棘手的問題:如果真正存在的是超個人的意志狀態,那麼為什麼視覺或聽覺感覺與慾望或恐懼如此不同?如果我的感知代表著類似於慾望和恐懼的潛在狀態,那麼為什麼我會看到形狀和顏色呢?

如果我們能夠為這種質的轉變提供令人信服的理由,我們就能夠利用客觀唯心主義來理解RQM和最新的實驗結果。但是我們能做到嗎?事實證明,我們完全可以;甚至不止一種方式。

在過去的幾年裡,加州大學歐文分校的唐納德·霍夫曼小組表明,我們的感知機制並沒有進化到如實地代表世界,而是代表世界本身;如果我們看到的世界的本來面目,我們會迅速走向滅絕。相反,我們看到世界的方式有利於我們的生存,而不是我們表徵的準確性。用霍夫曼的比喻來說,感知的內容就像電腦桌面上的圖示:一組視覺隱喻,透過說明檔案和應用程式的顯著屬性來促進工作,但這些隱喻並不能描繪這些檔案和應用程式的真實樣子。

卡爾·弗里斯頓和他的合作者從不同的角度探討這個問題,他們表明,如果一個有機體要表示外部環境的狀態以便正確地導航這個環境,它必須以一種編碼的、推斷的方式進行。原因是,如果有機體只是在其內部狀態中映象外部環境的狀態,它將無法維持其結構完整性;其內部狀態會變得過於分散,有機體會瓦解成熵湯。感知編碼對於有機體抵抗熵並因此保持生命是必要的。

這兩條論證路線都表明:感知的螢幕更像是儀表盤,而不是通向環境的視窗。它以一種間接的、編碼的方式傳達關於環境的相關資訊,幫助我們生存。我們看到的形狀和顏色,我們聽到的聲音,我們嚐到的味道都像是刻度盤:它們一目瞭然地向我們展示資訊,這些資訊以一種根本上超出我們認知能力的方式,與外界的精神狀態相關聯。

我們不需要感受周圍無數的精神狀態——這就像一個心靈感應者在喧鬧的人群中感到不知所措和迷失方向一樣——而是將它們整齊地碼到感知螢幕的畫素中。

進化為我們每個人提供了一個儀表盤,上面的刻度盤可以告知我們所生活的環境。但我們沒有視窗可以直接觀察外部,我們擁有的只是刻度盤。我們所犯的錯誤是將刻度盤誤認為是外部環境本身。

物理學建模並預測刻度盤的行為。儘管我們都沉浸在一個共同的環境中,但我們每個人都以不同的方式、從不同的角度與之互動。因此,我們每個人都會收集關於環境的不同資訊,所以我們各自的刻度盤可能並不總是一致。這並不意味著沒有共同的環境;這僅僅意味著這個環境不是物理的

只要我們堅持認為,世界本身必須具有感知螢幕上影像的形狀和輪廓,量子力學就會繼續是自相矛盾的。只要我們相信物理理論對我們感知的基礎的共享環境進行建模——而不是對感知本身進行建模——量子力學就會繼續令人費解。正如在我的最新書中更廣泛地討論的那樣,只有一種合理的出路:將我們的感知視為一個儀表盤,上面的刻度盤提供關於外界精神宇宙的顯著但間接的資訊。

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