量子力學(xué)創(chuàng)立之后，物理學(xué)與唯物主義和二元論這兩種哲學(xué)理論之間的關(guān)系變得微妙起來(lái)。歷史地看，物理學(xué)所確立的客觀主義自然觀直接推動(dòng)了唯物主義的迅速發(fā)展，直至在哲學(xué)領(lǐng)域中居于支配地位。在當(dāng)代哲學(xué)中，物理學(xué)是唯物主義的天然同盟者，在以賴爾、克里普克等為代表的英美分析哲學(xué)家那里，唯物主義與物理主義通常被認(rèn)為是一樣的，物理主義被看成是一種強(qiáng)的唯物主義綱領(lǐng)。但20世紀(jì)量子力學(xué)的創(chuàng)立，既顛覆了人們有關(guān)傳統(tǒng)物理學(xué)的認(rèn)識(shí)，又顛覆了人們有關(guān)與物理學(xué)存在密切聯(lián)系的自然哲學(xué)的認(rèn)識(shí)。其結(jié)果是，在一些物理學(xué)家看來(lái)，如果要恰當(dāng)?shù)乩斫饬孔游锢韺W(xué)，就離不開(kāi)人的意識(shí);而在一些哲學(xué)家看來(lái)，如果要恰當(dāng)?shù)乩斫馊说囊庾R(shí)，亦離不開(kāi)量子物理學(xué)。由此，在對(duì)量子理論的一些解釋中，自然科學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系發(fā)生了戲劇性的轉(zhuǎn)變:過(guò)去唯物主義一直是以物理學(xué)為榜樣的，物理學(xué)也支持唯物主義的自然觀，但如今，物理學(xué)的基本理論竟然要求引入主觀性條件，二元論竟然能夠與物理學(xué)的基礎(chǔ)理論相互支撐。
一哥本哈根學(xué)派的量子意識(shí)理論
在量子力學(xué)的創(chuàng)立和闡釋中，以丹麥物理學(xué)家波爾(NielsHenrikDavidBohr)為代表的哥本哈根學(xué)派曾發(fā)揮重要作用，以致他們有關(guān)量子物理學(xué)的解釋被稱為“哥本哈根詮釋”(CopenhagenInterpretation)。在物理學(xué)領(lǐng)域，哥本哈根學(xué)派被評(píng)價(jià)為“把我們的思想卷入了一場(chǎng)徹底的革命”[1]68。
眾所周知，哥本哈根的量子力學(xué)中存在著三大核心原理:概率解釋、不確定性原理和互補(bǔ)原理。根據(jù)波爾、海森堡等哥本哈根學(xué)派代表人物的觀點(diǎn)，所謂概率解釋?zhuān)凑J(rèn)為量子世界在本質(zhì)上是不確定的，只能通過(guò)概率來(lái)描述，任何對(duì)量子狀態(tài)的測(cè)量過(guò)程只能是隨機(jī)地“抓住”其波動(dòng)函數(shù)所允許的可能狀態(tài)之一;所謂不確定原理，也就是人們常常講到的“測(cè)不準(zhǔn)原理”，由海森堡首先提出，即一個(gè)微觀粒子的某些物理量(如位置和動(dòng)量，或方位角與動(dòng)量矩，還有時(shí)間和能量等)，不可能同時(shí)具有確定的數(shù)值，其中一個(gè)量越確定，另一個(gè)量的不確定程度就越大，測(cè)量一對(duì)共軛量的誤差的乘積必然大于常數(shù)h/2π(h是普朗克常數(shù));所謂互補(bǔ)原理，主要由波爾提出，即認(rèn)為微觀粒子同時(shí)具有波動(dòng)性與粒子性，而這兩個(gè)性質(zhì)是相互排斥的，不能用一種統(tǒng)一的圖像去完整地描述量子現(xiàn)象，但波動(dòng)性與量子性對(duì)于描述量子現(xiàn)象又是缺一不可的，必須把兩者結(jié)合起來(lái)，才能提供對(duì)量子現(xiàn)象的完備描述，量子現(xiàn)象必須用這種既互斥又互補(bǔ)的方式來(lái)描述。
在哲學(xué)領(lǐng)域，以波爾為代表的哥本哈根學(xué)派認(rèn)為，量子物理學(xué)暗示了將主體性的意識(shí)、經(jīng)驗(yàn)納入到人類(lèi)知識(shí)統(tǒng)一體的可行性。對(duì)于波爾等人來(lái)說(shuō)，量子物理學(xué)中的上述原理并不能借助于統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，在傳統(tǒng)物理學(xué)的決定論框架中給予解釋。相反，量子的物理后果顯示了與主觀精神之間的顯著相似性，“原子現(xiàn)象的觀察對(duì)該現(xiàn)象所發(fā)生的不可避免的影響，就和心理經(jīng)驗(yàn)的一種眾所周知的色調(diào)變化相對(duì)應(yīng);這種變化是由于對(duì)心理經(jīng)驗(yàn)的各種要素之一加以注意而引起的”[2]38。
波爾早期所寫(xiě)的一系列闡述量子力學(xué)基本理論的論文，表現(xiàn)出較為明顯的唯心主義哲學(xué)傾向。例如，在《量子公設(shè)和原子理論的晚近發(fā)展》一文中，波爾談及量子力學(xué)的不確定原理時(shí)指出，傳統(tǒng)物理學(xué)描述的通常是不受干擾的對(duì)象，而在量子力學(xué)的理論框架下，所涉及的任何對(duì)象都必須考慮到觀察對(duì)象與觀察器械之間的相互作用。由此，傳統(tǒng)物理學(xué)中觀察對(duì)象的客觀性消解了。從觀察對(duì)象客觀性的消解出發(fā)，波爾得出的結(jié)論是:“每一種觀察，最終都可以歸結(jié)為我們的感覺(jué)?！?/span>[2]25談及量子力學(xué)的互補(bǔ)性原理時(shí)，波爾將之與相對(duì)論比較。波爾指出，就像相對(duì)論有關(guān)時(shí)空的理解超出了人們的常識(shí)經(jīng)驗(yàn)一樣，對(duì)量子物理學(xué)的理解也要超越根深蒂固的知覺(jué)概念模式，因?yàn)樵诶斫饣パa(bǔ)原理時(shí)面臨的情形，“這種形勢(shì)和人類(lèi)概念形成中的一般困難深為相似，這種困難是主觀和客觀的區(qū)分中所固有的”[2]35。在《作用量子和自然的描述》《原子理論和描述自然所依據(jù)的基本原理》等文中，波爾暗示說(shuō)，與傳統(tǒng)物理學(xué)困囿于無(wú)機(jī)世界不同，量子力學(xué)的解釋范圍將擴(kuò)展至有機(jī)生物領(lǐng)域、生命現(xiàn)象。之所以如此，波爾認(rèn)為是因量子力學(xué)確立的物理規(guī)律與心理規(guī)律存在著類(lèi)似性，其涉及的因果鏈條適用于主觀性的經(jīng)驗(yàn)，而且在復(fù)雜的相互作用關(guān)系中，人的感性情緒也是必須考慮的因素之一。
在一些量子物理學(xué)家看來(lái)，哥本哈根學(xué)派關(guān)于測(cè)量的解釋取消了外部世界的客觀性，直接導(dǎo)致了關(guān)于外部世界形而上學(xué)上的主觀唯心主義。因?yàn)樵诹孔恿W(xué)中存在著兩個(gè)系統(tǒng):測(cè)量系統(tǒng)與被測(cè)量系統(tǒng)。不僅被測(cè)量系統(tǒng)是一個(gè)量子系統(tǒng)，而且測(cè)量系統(tǒng)本身也是一個(gè)量子系統(tǒng)。這樣問(wèn)題就產(chǎn)生了，因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)本身就是一個(gè)量子系統(tǒng)，根據(jù)量子物理學(xué)的基礎(chǔ)理論，在沒(méi)有對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行觀察測(cè)量之前，該量子系統(tǒng)是不確定的，那么我們還需要另外的測(cè)量系統(tǒng)去測(cè)量前面的一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。如此一來(lái)就產(chǎn)生了一個(gè)測(cè)量鏈，并且這個(gè)測(cè)量鏈似乎是無(wú)窮無(wú)盡的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，哥本哈根學(xué)派引入了有意識(shí)的觀察者，即認(rèn)為測(cè)量鏈終止于有意識(shí)的觀察者。為什么如此呢?因?yàn)槿擞幸环N特殊的品質(zhì)，與其他的一般的測(cè)量裝置相比，人是有意識(shí)經(jīng)驗(yàn)的觀察者。作為觀察者的人對(duì)測(cè)量本身是有意識(shí)的，測(cè)量事件存在于他的腦中，他能夠把我們自身與宇宙中的其他的客體區(qū)分開(kāi)來(lái)。如此一來(lái)，經(jīng)典物理學(xué)所確信的客觀實(shí)在性已經(jīng)被量子物理學(xué)的結(jié)果所蒸發(fā)，哥本哈根學(xué)派的量子理論中所蘊(yùn)含的形而上學(xué)與17世紀(jì)的唯心主義哲學(xué)家貝克萊的“存在即被感知”的觀點(diǎn)驚人地相似。波爾在1927年的《量子公設(shè)和原子理論的晚近發(fā)展》曾談到量子系統(tǒng)的這一特性，并表現(xiàn)出唯心主義的哲學(xué)立場(chǎng)，他說(shuō):“量子公設(shè)意味著，原子現(xiàn)象的任何觀察，都將涉及一種不可忽略的和觀察器械之間的相互作用。因此，就既不能賦予現(xiàn)象又不能賦予觀察器械以一種通常物理意義下的獨(dú)立實(shí)在性了。歸根結(jié)底，只要觀察概念取決于哪些物體被包括在所要觀察的體系之內(nèi)，這一概念就是不確定的。當(dāng)然，每一種觀察，最終都可以歸結(jié)為我們的感覺(jué)?！?/span>[2]25
哥本哈根學(xué)派對(duì)互補(bǔ)原理的說(shuō)明與經(jīng)典物理學(xué)中的決定論相對(duì)立，顛覆了人們?nèi)粘３钟械氖澜缰幸磺惺挛锸翘幱谝蚬嚓P(guān)的聯(lián)系中的觀念?；パa(bǔ)原理的一個(gè)中心思想是:被測(cè)量系統(tǒng)的特征與我們使用的測(cè)量工具密切相關(guān)，測(cè)量的結(jié)果取決于你所使用的工具。在波粒二象性中，粒子的波動(dòng)性與粒子性是一對(duì)互補(bǔ)的變量，它們的特性不能同時(shí)被觀察到。由此波爾認(rèn)為，在自然界中，事物之間不是以決定論的關(guān)系形式存在，而是以一種互補(bǔ)性的關(guān)系形式存在的。但同是量子物理學(xué)創(chuàng)立者的愛(ài)因斯坦并不贊同哥本哈根學(xué)派的非決定論的觀點(diǎn)，他堅(jiān)信我們對(duì)自然界進(jìn)行理解的基礎(chǔ)物理學(xué)理論應(yīng)該體現(xiàn)出簡(jiǎn)潔、和諧、優(yōu)美等特點(diǎn)，而決定論符合了這種要求，互補(bǔ)性的關(guān)系則顯得相當(dāng)?shù)墓之悺Ｒ灾翋?ài)因斯坦向哥本哈根學(xué)派問(wèn)道:“上帝擲骰子嗎?”1935年，愛(ài)因斯坦、波爾多斯基和羅森共同發(fā)表了一篇論文《量子力學(xué)對(duì)物理世界的描述可能是完備的嗎?》，為論證量子力學(xué)的不完備性而提出的一個(gè)悖論，又稱EPR論證。盡管后來(lái)的貝爾定理和艾斯貝克特實(shí)驗(yàn)證明了波爾猜想的正確性，但是決定論與非決定論的爭(zhēng)論仍然存在于今天的量子物理學(xué)中。
二斯塔普的“量子相互作用二元論”
斯塔普是一名美國(guó)物理學(xué)家，他因?yàn)榱孔恿W(xué)的工作而出名。斯塔普于1993年出版了《心靈、物質(zhì)與量子力學(xué)》(Mind,MatterandQuantumMechanics)一書(shū)，詳細(xì)闡述了他的“量子相互作用二元論”。斯塔普的量子意識(shí)理論主要包括如下三個(gè)重要方面。
首先，斯塔普認(rèn)為量子規(guī)律是一種心理物理的規(guī)律。在斯塔普看來(lái)，量子力學(xué)之所以能夠與意識(shí)相關(guān)聯(lián)，一個(gè)重要原因是量子力學(xué)本質(zhì)上是一種心理物理規(guī)律的理論。斯塔普說(shuō):“量子理論與經(jīng)典力學(xué)的不同關(guān)鍵在于，經(jīng)典理論是關(guān)于物質(zhì)世界的因果規(guī)律的理論，量子力學(xué)理論是一種基本的心理物理的規(guī)律，它提供了一種在神經(jīng)過(guò)程中的意識(shí)的因果效力的解釋?！?/span>[3]
斯塔普從表達(dá)物理學(xué)規(guī)律數(shù)學(xué)公式的角度區(qū)分了經(jīng)典物理學(xué)與量子物理學(xué)。第一，經(jīng)典物理學(xué)的數(shù)學(xué)公式是通過(guò)數(shù)量來(lái)表達(dá)的，而數(shù)量對(duì)順序是不敏感的。量子物理學(xué)的數(shù)學(xué)公式則包含了行為的意義，行為順序的改變直接影響到數(shù)學(xué)公式表達(dá)結(jié)果的改變。因?yàn)樾袨椴煌跀?shù)量，在順序排列中，數(shù)量沒(méi)有什么問(wèn)題，2乘3與3乘2是一樣的，但在行動(dòng)中，順序的顛倒則是非常成問(wèn)題的。第二，經(jīng)典物理學(xué)是一個(gè)關(guān)于物質(zhì)的物理世界的理論，它通過(guò)被指定為時(shí)空中的點(diǎn)的數(shù)字所完全說(shuō)明，其完全是動(dòng)力學(xué)的，在某種意義上，在全部時(shí)間中，這些數(shù)字的行為被涉及數(shù)字自身的規(guī)則和初始的條件完全地說(shuō)明。但在量子力學(xué)中，“行為取代數(shù)量是量子力學(xué)的數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)”[3]。一個(gè)充分的物理學(xué)理論要求比只是數(shù)學(xué)的規(guī)則要多得多，除了數(shù)學(xué)的規(guī)則，它也要求一個(gè)觀念的框架，這個(gè)觀念的框架允許把數(shù)學(xué)的說(shuō)明與人的意識(shí)經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)。由此，斯塔普方法的重要方面是，存在不僅僅是心物的相互聯(lián)系，而且還存在著真正的因果相互作用。更準(zhǔn)確地說(shuō)，他的方法主張“人的意向能夠影響他的大腦的活動(dòng)”[4]。
其次，斯塔普提出了“量子相互作用二元論”(QuantumInteractiveDualism)，并認(rèn)為“這是在現(xiàn)代哲學(xué)中重新回到笛卡爾哲學(xué)、甚至是古希臘哲學(xué)的傳統(tǒng)”[5]43。這種相互作用的二元論假定兩個(gè)完全不同的實(shí)體，心理的與物理的實(shí)體的存在，它們相互作用。心理實(shí)體有感覺(jué)的特征，被認(rèn)為包括思維、觀念、覺(jué)知、疼痛、高興、悲傷和所有進(jìn)入我們意識(shí)經(jīng)驗(yàn)流的東西，主要被心理的語(yǔ)言所描述。物理的實(shí)體是這樣一些元素，它們?cè)谖覀兊淖匀焕碚撝斜灰恍┲付闀r(shí)空中的點(diǎn)的數(shù)學(xué)的語(yǔ)言所描述。
斯塔普認(rèn)為，“量子相互作用二元論”避免了傳統(tǒng)二元論的問(wèn)題。傳統(tǒng)的相互作用的二元論，尤其是笛卡爾的相互作用的二元論，是與經(jīng)典力學(xué)研究對(duì)象相聯(lián)系的相互作用的二元論，在三百年前已經(jīng)被哲學(xué)家們猛烈地攻擊，在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)這種攻擊更加激烈。對(duì)經(jīng)典的相互作用的二元論的第一個(gè)重要反對(duì)意見(jiàn)是，它設(shè)定了兩個(gè)不同類(lèi)的事物的存在，但對(duì)它們是否能夠相互作用，以及如何相互作用，并沒(méi)有提供一個(gè)合理解釋。第二個(gè)重要反對(duì)意見(jiàn)是，物理描述自身一直是因果完備的，對(duì)時(shí)間中每一個(gè)被物理地描述的實(shí)體的演化都給出了一個(gè)完全決定論的說(shuō)明，這就意味著心靈實(shí)體沒(méi)有做任何事情，也沒(méi)有影響物理實(shí)體的可能性。在斯塔普看來(lái)，“量子相互作用二元論”避免了上述反對(duì)意見(jiàn)。對(duì)上述第一個(gè)反對(duì)意見(jiàn)，斯塔普的回答是:心理與物理相互作用的形式能夠借助于紐曼對(duì)測(cè)量過(guò)程的說(shuō)明而得到解釋。紐曼的說(shuō)明是關(guān)于量子理論基本原則的一個(gè)謹(jǐn)慎的數(shù)學(xué)的描述，其把量子理論看作是一種工具，這種工具允許物理學(xué)家們?nèi)ビ?jì)算，而計(jì)算把物理學(xué)家關(guān)于確立探測(cè)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)與他們關(guān)于對(duì)這些探測(cè)行為的可觀察的反應(yīng)期待聯(lián)系起來(lái)了。對(duì)于上述第二個(gè)反對(duì)意見(jiàn)，斯塔普認(rèn)為，存在于經(jīng)典二元論與量子二元論之間的一個(gè)重要的不同是，在量子理論的情況中，物理地被描述的部分并不是因果完備的，完備的動(dòng)力學(xué)還需要其他的一些東西。心理實(shí)體的功能即使因果的結(jié)構(gòu)更加完備，也鞏固了存在于我們意識(shí)經(jīng)驗(yàn)流之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系。
最后，“量子相互作用二元論”特別強(qiáng)調(diào)了有意識(shí)的選擇行為，因?yàn)椤坝幸庾R(shí)的選擇行為說(shuō)明了量子相互作用是如何進(jìn)行的”[5]48。在這里，斯塔普再次引入紐曼的程序1行為來(lái)說(shuō)明有意識(shí)的選擇。程序1行為是一種突然的探測(cè)行為，或者說(shuō)是一種測(cè)量行為。它們是心理———物理的事件，這些事件的內(nèi)容和時(shí)間選擇既不被一些所知的規(guī)則決定，也不與一些隨機(jī)的原則相關(guān)。斯塔普認(rèn)為意識(shí)在腦神經(jīng)元的刺激之上執(zhí)行了一種高層次的控制作用。量子腦事件發(fā)生在整個(gè)腦的水平上，是從腦的大尺度刺激中進(jìn)行選擇。神經(jīng)刺激是一種編碼，每一個(gè)意識(shí)經(jīng)驗(yàn)可以被看成是一種來(lái)自這個(gè)編碼的一個(gè)選擇。在斯塔普的理論中，大腦被認(rèn)為是一個(gè)自我編程的計(jì)算機(jī)，具有一個(gè)來(lái)自記憶的自我支持的輸入，記憶自身是來(lái)自前經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)編碼，這個(gè)進(jìn)程導(dǎo)致了意識(shí)經(jīng)驗(yàn)必須去選擇的大量的可能性。他說(shuō):“意識(shí)行為是一個(gè)選擇，其對(duì)神經(jīng)刺激實(shí)行控制。這個(gè)進(jìn)程指的是高層次的腦部行為，包括信息的收集、做出計(jì)劃和計(jì)劃執(zhí)行的激勵(lì)?！?/span>[5]49意識(shí)經(jīng)驗(yàn)被認(rèn)為能夠把握活動(dòng)的整個(gè)模式，然后能夠說(shuō)明意識(shí)的統(tǒng)一，并為“捆綁問(wèn)題”提供一個(gè)解決辦法。
三彭羅斯與哈默羅夫的微管量子意識(shí)理論
彭羅斯是英國(guó)牛津大學(xué)的羅斯·玻勒教學(xué)講席教授，著名的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。他與霍金一起創(chuàng)立了現(xiàn)代宇宙論的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)理論。哈默羅夫是美國(guó)亞利桑那大學(xué)的麻醉學(xué)教授和意識(shí)研究中心副主任，哈默羅夫在意識(shí)研究中的主要成果是把意識(shí)產(chǎn)生作用定位于神經(jīng)元中的微管。由于彭羅斯與哈默羅夫?qū)σ庾R(shí)問(wèn)題懷有的相同的興趣，且他們意識(shí)理論的互補(bǔ)性，彭羅斯與哈默羅夫在意識(shí)問(wèn)題上結(jié)成了合作關(guān)系，共同提出了關(guān)于意識(shí)的客觀還原的量子理論。
在提出量子意識(shí)理論之前，彭羅斯和哈默羅夫首先對(duì)當(dāng)今流行的關(guān)于意識(shí)的人工智能還原方案進(jìn)行了批評(píng)。在彭羅斯看來(lái)，那些把人工智能等同于真正智能的人，就像是那些在“皇帝的新裝”中認(rèn)為皇帝穿了衣服的人一樣，他們不愿意正視問(wèn)題的真正的本質(zhì)。人工智能的實(shí)質(zhì)是算法的加工，而人的智力遠(yuǎn)遠(yuǎn)地在算法的加工規(guī)則之外。因此，彭羅斯把人工智能譏諷為“皇帝的新腦”[6]。
為什么說(shuō)人的意識(shí)不是一種計(jì)算，人腦不是一個(gè)計(jì)算機(jī)?彭羅斯在《心靈的幽靈》(ShadowsoftheMind)一書(shū)中，一開(kāi)始就區(qū)分了計(jì)算與意識(shí)之間的可能的四種關(guān)系[7]:
1．強(qiáng)的人工智能。
意識(shí)和其他心理現(xiàn)象完全存在于計(jì)算過(guò)程當(dāng)中。
2．弱的人工智能。
大腦過(guò)程引起意識(shí)，這些過(guò)程可以在計(jì)算機(jī)的過(guò)程上進(jìn)行模擬。但是，計(jì)算模擬不能夠保證意識(shí)的存在。
3．
大腦過(guò)程引起意識(shí)，但這些過(guò)程“甚至都不能通過(guò)計(jì)算方式準(zhǔn)確進(jìn)行模擬”。
4．
意識(shí)不能通過(guò)任何科學(xué)的手段進(jìn)行解釋?zhuān)徽撌怯?jì)算性的手段還是其他的手段。
借助于哥德?tīng)枖?shù)學(xué)系統(tǒng)的不完全性證明，彭羅斯批評(píng)了上述的第一種和第二種立場(chǎng)，同時(shí)，彭羅斯也反對(duì)有關(guān)意識(shí)解釋的神秘主義做法，即反對(duì)那種認(rèn)為意識(shí)不能通過(guò)任何科學(xué)的手段進(jìn)行解釋的第四種立場(chǎng)。由此，彭羅斯選擇了第三種立場(chǎng)，即認(rèn)為大腦產(chǎn)生意識(shí)的過(guò)程有獨(dú)特的復(fù)雜性，這種復(fù)雜性在計(jì)算機(jī)的算法之外，計(jì)算機(jī)甚至連模擬都做不到。
在對(duì)人工智能的還原方案進(jìn)行批判的基礎(chǔ)上，彭羅斯和哈默羅夫合作提出了微管量子意識(shí)理論。彭羅斯和哈默羅夫認(rèn)為，盡管人腦產(chǎn)生意識(shí)的過(guò)程完全不能被計(jì)算機(jī)的計(jì)算過(guò)程所實(shí)現(xiàn)，甚至也不能被計(jì)算過(guò)程所模擬，但我們應(yīng)該相信，我們的大腦還是被某種物理的法則控制著，不過(guò)這是一種全新的物理法則，這是一種可以處理那些不可計(jì)算的東西的法則，這種新的理論和法則建立在量子理論的基礎(chǔ)上。彭羅斯和哈默羅夫還認(rèn)為，這種建立在量子理論基礎(chǔ)上的意識(shí)理論，不是基于對(duì)當(dāng)前量子理論的理解而做出的解釋?zhuān)橇⒆阌趯?duì)量子理論的可能前景而做出的解釋。他們對(duì)量子理論發(fā)展的可能前景提出了兩個(gè)重要的理論假設(shè)。一是客觀還原的理論。二是量子引力的理論。
對(duì)當(dāng)代科學(xué)稍微熟悉的人都知道，現(xiàn)代物理學(xué)存在兩類(lèi)解釋方式，一是經(jīng)典理論的解釋方式，適用于宏觀的物體，二是由薛定諤方程式為基礎(chǔ)的量子理論，適用于微觀世界中的客體。但是，當(dāng)你從一個(gè)水平移向另外一個(gè)水平時(shí)，問(wèn)題就出現(xiàn)了。在量子水平，重疊狀態(tài)是可以存在的，即兩種不同的可能性能夠同時(shí)存在，但在經(jīng)典的水平則兩者必須只能居其一。當(dāng)我們觀察時(shí)，重疊狀態(tài)必定塌縮為其中的一種或另一種，這就是所謂的波動(dòng)函數(shù)的塌縮。在解釋波動(dòng)函數(shù)塌縮何以產(chǎn)生的原因時(shí)，量子力學(xué)中哥本哈根學(xué)派引入了意識(shí)，例如波爾、維格納等人認(rèn)為是意識(shí)引發(fā)了波動(dòng)函數(shù)的塌縮，這也就是波函數(shù)塌縮的“主觀還原”的模式?！翱陀^還原”是彭羅斯的一個(gè)新發(fā)現(xiàn)，它是相對(duì)于“主觀還原”的一種波函數(shù)的塌縮形式。彭羅斯認(rèn)為，在量子世界中還存在著另外的一種還原或塌縮形式，即客觀的自我塌縮。客觀的自我塌縮是“一種與觀察或測(cè)量無(wú)關(guān)的還原，是某種客觀的因素干擾了疊加，引發(fā)了量子狀態(tài)的塌縮或還原”[8]。
為了說(shuō)明客觀還原是如何產(chǎn)生的?彭羅斯與哈默羅夫又提出了量子引力的理論。量子引力是時(shí)空幾何本身的內(nèi)在的特性。他們認(rèn)為，每一個(gè)疊加狀態(tài)都有自己的時(shí)空幾何，在特殊的環(huán)境下，疊加狀態(tài)的時(shí)空幾何的分離(即這些時(shí)空的“彎曲”)達(dá)到一個(gè)閘值，即量子引力的閘值時(shí)，量子系統(tǒng)必定選擇一種狀態(tài)，它必定自發(fā)地和突然地塌縮到一種狀態(tài)，這樣的一種過(guò)程就是量子狀態(tài)的客觀還原，而導(dǎo)致量子態(tài)客觀還原的因素就是量子引力。彭羅斯論證說(shuō)，過(guò)去傳統(tǒng)的對(duì)波動(dòng)函數(shù)的解釋都只是近似的結(jié)果，而它提出的客觀還原的理論這一過(guò)程是引力性的，使得大尺度的“量子同調(diào)”成為可能。
量子引力導(dǎo)致的量子狀態(tài)的客觀還原在大腦的什么地方進(jìn)行的呢?在彭羅斯和哈默羅夫看來(lái)，首先，我們肯定不可能在神經(jīng)元的層次找到意識(shí)問(wèn)題的答案，因?yàn)樯窠?jīng)元太大了，它可以由經(jīng)典物理學(xué)來(lái)解釋?zhuān)⑶宜鼈円呀?jīng)是可計(jì)算的對(duì)象了。其次，產(chǎn)生客觀還原的系統(tǒng)必須與外界環(huán)境隔絕時(shí)才能發(fā)生。因?yàn)榱孔蝇F(xiàn)象的還原過(guò)程涉及了量子疊加的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，它們必須與環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)。哈默羅夫最早提出意識(shí)產(chǎn)生于微管中的量子同調(diào)。微管，顧名思義，就是遍布身體各處的微小的管狀蛋白質(zhì)，它們參與了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的支持、細(xì)胞的劃分、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的傳輸工作。每一個(gè)神經(jīng)元含有無(wú)數(shù)根微管構(gòu)成的束，一根根的微管之間流通著生物水，水使微管相互聯(lián)系的同時(shí)又與外部環(huán)境隔離或者絕緣。彭羅斯和哈默羅夫提出，微管就是非算術(shù)量子運(yùn)算的載體，因?yàn)樗鼈兊男螤?、其管壁的螺旋結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部的任何量子同調(diào)都能夠有效地與外界隔絕。
四反思及其批評(píng)
量子物理學(xué)的創(chuàng)立，在物理學(xué)領(lǐng)域中產(chǎn)生了“哥白尼式”變革的效果，但它能否在哲學(xué)中再現(xiàn)“哥白尼式”的效應(yīng)呢?或者說(shuō)它能否顛覆當(dāng)今自然哲學(xué)中唯物主義的主導(dǎo)地位，從而重振唯心主義或二元論?對(duì)上述問(wèn)題的回答，主要取決于量子物理學(xué)發(fā)展的最終形式及其對(duì)它的理解。
量子物理學(xué)的奠基者波爾曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“如果誰(shuí)不為量子論而感到困惑，那他就是沒(méi)有理解量子論?！?/span>[9]到目前為止，量子概念的誕生已經(jīng)超過(guò)了一個(gè)世紀(jì)，但人們依然沒(méi)能把握住它的理論本質(zhì)，它依然是當(dāng)今物理學(xué)家面前的一道復(fù)雜而又難解的謎題。特別是，在量子物理學(xué)的內(nèi)部，充滿著理論的困惑以及物理學(xué)家們對(duì)此的爭(zhēng)論。例如，關(guān)于測(cè)量的問(wèn)題，量子物理學(xué)中的量子測(cè)量真的表明了量子物理學(xué)的主觀性嗎?物理學(xué)家們有不同的意見(jiàn)。有的物理學(xué)家認(rèn)為，量子測(cè)量需要引入“觀察者”，“觀察者”通常就是指人，作為人的“觀察者”的最大的特征就是主觀性，因此，意識(shí)參與了測(cè)量過(guò)程。另一些物理學(xué)家則認(rèn)為，量子測(cè)量中的“觀察者”強(qiáng)調(diào)的是測(cè)量裝置的重要性，而不是任何來(lái)自于測(cè)量主體的影響。關(guān)于不確定性的問(wèn)題，一些物理學(xué)家認(rèn)為，量子測(cè)量中的不確定性是由于主體選擇的結(jié)果，它正好表明了人的自由意志;不同意上述意見(jiàn)的物理學(xué)家們則認(rèn)為，盡管量子測(cè)量中存在不確定的問(wèn)題，但是測(cè)量的整個(gè)過(guò)程都是客觀真實(shí)的，并且遵循定域性以及其他基礎(chǔ)性物理理論?？偟恼f(shuō)來(lái)，目前對(duì)于量子物理學(xué)的理解，在物理學(xué)家內(nèi)部形成了兩種不同的觀點(diǎn)，即主觀論和多重世界的理論。主觀論的觀點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是唯心主義或二元論，多重世界的理論則是唯物主義的。
量子物理學(xué)的創(chuàng)立，給自然科學(xué)家以及哲學(xué)家都帶來(lái)了一個(gè)難以抗拒的誘惑。對(duì)于一些自然科學(xué)家來(lái)講，長(zhǎng)期以來(lái)自然科學(xué)雖在解釋自然、征服自然的征途上凱歌前進(jìn)，但是對(duì)“何為心靈”的問(wèn)題卻始終沒(méi)有找到一套令人信服的解釋理論。量子力學(xué)的創(chuàng)立，使一部分物理學(xué)們斷定，解決意識(shí)之謎的鑰匙就握在量子力學(xué)的手中，量子物理學(xué)作為物理學(xué)的基礎(chǔ)理論，它不僅僅能夠解釋微觀領(lǐng)域中各類(lèi)自然現(xiàn)象，而且能夠解釋意識(shí)的產(chǎn)生和作用。因此，在這些物理學(xué)家看來(lái)，從今以后，物理學(xué)已能夠完整地、沒(méi)有遺漏地解釋我們的整個(gè)世界了，既包括外在的客觀世界，也包括內(nèi)在的心理世界。對(duì)于一些哲學(xué)家們來(lái)講，量子意識(shí)理論不僅能夠解釋意識(shí)的產(chǎn)生和作用，而且把意識(shí)作為我們生存和認(rèn)識(shí)的前提條件，承認(rèn)了意識(shí)在我們世界中的合法地位。
量子物理學(xué)能否承擔(dān)起解釋意識(shí)之謎的責(zé)任呢?大多數(shù)的物理學(xué)家們并不這樣認(rèn)為。例如物理學(xué)家阿萊斯泰爾·雷說(shuō):“試圖用傳統(tǒng)的量子觀點(diǎn)去解釋心理操作的做法最終注定是要失敗的，并且這種觀點(diǎn)提出了量子物理學(xué)和心理學(xué)之間的類(lèi)似，我認(rèn)為這種類(lèi)似充其量?jī)H僅是一個(gè)表面的類(lèi)似?！?/span>[1]156對(duì)于彭羅斯等人的量子意識(shí)理論，量子物理學(xué)家保江邦夫評(píng)價(jià)說(shuō):“深入到腦細(xì)胞細(xì)微結(jié)構(gòu)的量子效應(yīng)水平……說(shuō)明產(chǎn)生意識(shí)的基本過(guò)程。然而該方向目前利弊難分，或許因?yàn)閺氖逻@方面研究者不是量子物理學(xué)的門(mén)外漢，就是僅從事量子物理學(xué)應(yīng)用研究的物理學(xué)家。他們忽視了量子物理學(xué)的基礎(chǔ)部分，而一味地把量子力學(xué)原理推廣到遠(yuǎn)超過(guò)適用的范圍。像彭羅斯的‘量子重力’或者納諾普洛斯的超弦理論，都只是嘩眾取寵的拙劣之舉。”[10]唯物主義者對(duì)量子意識(shí)理論的批評(píng)是，把量子力學(xué)與意識(shí)聯(lián)系起來(lái)，其實(shí)質(zhì)是以一種神秘來(lái)論證另一種神秘，即量子力學(xué)神秘，意識(shí)也神秘，所以能夠用量子力學(xué)來(lái)解釋意識(shí)。
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