“怎么,还想往下听吗?”看到呆立着的舒云鹏,贞姐问道。
波函数坍缩属于正统的哥本哈根解释,但它历来是科学家们争论的焦点,因为它实在是令人难以理解。没有证据表明波函数坍缩是一种实在的物理过程,这只是人为引入的一种解释实验现象的手段:一个量子系统在测量之前处于各种状态的叠加态,只有进行测量才能显示出其中一种状态,其他的状态瞬间消失。对于那些难以理解的量子实验现象,这样的解释看似合理,但似乎又经不住推敲:最后坍缩的那一瞬间,到底是什么在起作用使它选择了其中一种状态呢?
“继续!”舒云鹏强迫自己冷静。他重新坐下来,脸上还挤出一丝微笑:“秘密不能只听一半,会憋死人的!”
诺依曼认为,量子理论不仅适用于微观粒子,也适用于测量仪器。于是,测量仪器的波函数也同样需要“别人”来坍缩,而由于观察者所意识到的测量结果总是确定的这一事实,因此只有意识才能最终坍缩波函数而产生确定的结果。
意识坍缩波函数类似于“我思故我在”,这一带点唯心主义的观点受到了一些人的追捧,还不断地在此基础上发展出一些新的理论。
1939 年,伦敦和鲍厄撰文介绍意识论,在他们看来,只有观察者才能够支配一种特有的内省本领,即观察者能够立即说明他自己的状态,而正是依靠这种内在的认识,观察者才能够产生一种确定的客观『性』,从而使叠加的波函数坍缩。
在1927年的第五次索尔维会议上,狄拉克认为,波函数坍缩是自然随机选择的结果,而海森堡则认为它是观察者选择的结果。玻尔似乎同意狄拉克的观点,他在1931年曾说过:“我们必须在很大程度上使用统计方法,并谈论自然在一些可能『性』中间进行选择。”
更惊人的想法来自于“计算机之父”——美籍匈牙利学者冯·诺依曼(john von neumann)。1932年,诺依曼出版了经典的量子力学教科书《量子力学的数学基础》,书中明确地给出了波函数坍缩这个概念,并且认为导致波函数坍缩的可能原因是观察者的意识。
“好吧,既然你想听,那我就讲给你听!”贞姐说。
近距离伽马暴可能灭绝任何比微生物更加复杂的生命形式。由此,两位天文学家声称,只有在大爆炸发生50亿年之后,只有在10%的星系当中,才有可能出现类似地球上这样的复杂生命。
宇宙或许比先前人们想象的要更加孤单。两位天体物理学家声称,在可观测宇宙预计约1000亿个星系当中,仅有十分之一能够供养类似地球上这样的复杂生命。而在其他任何地方,被称为伽马暴的恒星爆炸会经常『性』地清除任何比微生物更加复杂的生命形式。两位科学家说,这些的爆炸还使得宇宙在大爆炸后数十亿年的时间里,无法演化出任何复杂的生命。
科学家一直在思考这样一个问题,伽马暴有没有可能近距离击中地球。这种现象是1967年被设计用来监测核武器试验的人造卫星发现的,目前大约每天能够检测到一例。伽马暴可以分为两类。短伽马暴持续时间不超过一两秒钟;它们很可能是两颗中子星或者黑洞合二为一的时候发生的。长伽马暴可以持续数十秒钟,是大质量恒星耗尽燃料后坍缩爆炸时发生的。长伽马暴比短伽马暴更罕见,但释放的能量要高大约100倍。长伽马暴在短时间内发出的伽马『射』线,可以比全宇宙都要明亮。
持续数秒的高能辐『射』本身,并不会消灭附近一颗行星上的生命。相反,如果伽马暴距离足够近,它产生的伽马『射』线就有可能触发一连串化学反应,摧毁这颗行星大气中的臭氧层。没有了这把保护伞,这颗行星的“太阳”发出的致命紫外线就将直『射』行星地表,长达数月甚至数年——足以导致一场大灭绝。
这样的事件发生的可能『性』有多高?在即将发表在《物理评论快报》(physical review letters)上的一篇论文中,以『色』列希伯莱大学的理论天体物理学家斯维·皮兰(tsvi piran)和西班牙巴塞罗纳大学的理论天体物理学家保罗·希梅内斯(raul jimenez)探讨了这一灾难『性』的场景。
天体物理学家一度认为,伽马暴在星系中气体正迅速坍缩形成恒星的区域里最为常见。但最近的数据显示,实际情况要复杂许多:长伽马暴主要发生在“金属丰度”较低的恒星形成区域——所谓“金属丰度”,是指比氢和氦更重的所有元素(天文学家所说的“金属”)在物质原子中所占的比例。
利用我们银河系中的平均金属丰度和恒星的大致分布,皮兰和希梅内斯估算了银河系内两类伽马暴的发生几率。他们发现,能量更高的长伽马暴可以说是真正的杀手,地球在过去10亿年间暴『露』在一场致命伽马暴中的几率约为50%。皮兰指出,一些天体物理学家已经提出,可能正是伽马暴导致了奥陶纪大灭绝——这场发生地45亿年前的全球灾变,消灭了地球上80%的生物物种。
接下来,这两位科学家估算了银河系不同区域内一颗行星被伽马暴“炙烤”的情形。他们发现,由于银河系中心恒星密度极高,距离银心6500光年以内的行星在过去10亿年间遭受致命伽马暴袭击的几率高达95%以上。他们总结说,复杂生命通常只可能生存于大型星系的外围。(我们自己的太阳系距离银心大约27万光年。)
其他星系的情况更不乐观。与银河系相比,大多数星系都更小,金属丰度也更低。因此,两位科学家指出,90%的星系里长伽马暴都太多,导致生命无法持续。不仅如此,在大爆炸后大约50亿年之内,所有星系都是如此,因此长伽马暴会导致宇宙中不可能存在任何生命。
90%的星系都是不『毛』之地吗?美国沃西本恩大学的物理学家布莱恩·托马斯(brian thomas)评论道,这话说得可能有点太过。他指出,皮兰和希梅内斯所说的伽马『射』线照『射』确实会造成不小的破坏,但不太可能消灭所有的微生物。“细菌和低等生命当然有可能从这样的事件中存活下来,”皮兰承认,“但对于更复杂的生命来说,伽马『射』线照『射』确实就像按下了重启按钮。你必须一切重头开始。”
皮兰说,他们的分析对于在其他行星上搜寻生命可能具有现实意义。几十年来,seti研究所的科学家一直在用『射』电望远镜,搜寻遥远恒星周围的行星上可能存在的智慧生命发出的信号。不过,seti的科学家主要搜寻的都是银河系中心的方向,因为那里的恒星更加密集。而那里正是伽马『射』线导致智慧生命无法生存的区域。皮兰说,“或许我们应该朝完全相反的方向去寻找。”
“联盟委员会干什么吃的?”舒云鹏冷冷地说。
“所有科学命题都要有可证伪『性』,不可证伪的理论不能成为科学理论。”这是着名科学哲学家卡尔·波普尔的着作《猜想与反驳》中提出的概念。可证伪『性』指从一个理论推导出来的结论(解释、预见)在逻辑上或原则上要有与一个或一组观察陈述发生冲突或抵触的可能。波普尔认为判断理论(命题)是否科学的标准是:falsifiability(可证伪『性』)。
但是在今天,就已经有很多理论让人左右为难了。如多世界诠释是一种假定存在无数个平行世界,并以此来解释微观世界各种奇特现象的量子论诠释,其优点是不必考虑波的坍缩。这种思想“优点”就是剔除了人的主观因素,绕过了“塌缩”和“观测者”。
而哥本哈根诠释不认为波函数除了抽象的概念以外有任何真实的存在,我本人在今天以前是非常认可这一点,因为它同时还可以用量子原理较好的解释意识的起源和机制。而多世界诠释允许观察不到的现象也有可能存在,在思想上就“先验的”决定有观察不到的存在,这一点和我们已知的哲学观很像(如唯心或者唯物,都是先验的设定某种存在,而把人的感应放在次要的位置)。
所以会回到最初那个悖论:观察不到,又怎知存在呢?
可以这么说,女人的想象力之丰富,比之男人那是有过之而无不及。 。
再说一个例子:超弦理论。当今可以说分成了两大派别,一派是坚持不可证伪的理论不是科学理论,而另一派则说对手是波普尔的跟屁虫。哈佛大学教授皮特·盖里森(peter galison)指出双方争论的核心:“这是一场有关物理学本质的争论。”
宇宙学家乔治·埃利斯(ge ellis)批评弦理论说:“最让我恐慌的是,若不能通过实验检验的理论可以成为科学,那么科学和装神弄鬼的废话,或者科幻小说也就没了区别。”
瑞典物理学家霍森菲尔德 (sabine hossenfelder)说:“‘无需实验证明的科学’,这个名词本身就是自相矛盾的。”
“那是什么时候的事?”