按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
爬出容器。涨落
物理学家有时想区分量子涨落（fluctuations）和经典涨落。经典涨① Dalmatia 是南斯拉夫西南部一个地区——译者注落的例子有热涨落，它与炽热气体中分子的运动有关。在量子力学中要达到脱散的粗粒化，这意味着许多变量必须加遍，这些变量很可能包括那些描述分子运动的一些变量。经典的热涨落试图将自己与量子涨落混为一团。一个沿经典轨道运动得很好的重物体，可以立即承受住两种涨落的效应；同样，一个较轻的物体则可能明显受到两种效应的影响。
由轻物体反复碰撞引起的不规则的运动，在19 世纪早期受到植物学家布朗（Robert Brown）的注意，以后他研究的这种不规则运动就称为布朗运动。这种运动很容易观察到，我们将一滴墨水滴进水里，然后在显微镜里观察墨水粒。它们那种极不平稳的运动，被爱因斯坦用墨粒与水分子碰撞引起的涨落，作了定量的解释。这样，分子第一次被人们有效地观察到了。薛定谔猫
在准经典领域里，物体近似遵循经典定律。它们会发生涨落，但这些涨落是一些叠加在相当经典行为模式上的单个事件。一旦这一情形出现了，那么，另一个经典物体在历史上的涨落，就可以放大到任意的等级。一架显微镜可以放大一个墨粒被一个分子撞碰的图像，一张照片可以无限期保存这放大了的图像。
这使我们想起了关于薛定谔猫的著名实验。在这个实验里一个量子事件被放大，使它可以控制一个猫是否会被毒死。这样的放大即使不太精巧，但是完全可行。将一个装置挂在猫头上，这只猫的生命将决定于，例如，一块核碎片在衰变时辐射的方向。（在今天，一个人利用热核武器可以用相同的方法确定一个城市的命运。）
通常对薛定谔猫作如下讨论：描述在死猫和活猫两种剧情中无法断定的量子干涉。但是，活猫与外界有明显的相互作用，例如呼吸；而且即使是死猫，它也在某种意义上与空气相互作用。把猫放在箱子里也没有用，因为箱子要与外界发生相互作用，因此，猫还是与外界发生了相互作用。因此有大量机会，使猫活着的粗粒历史与猫死了的粗粒历史之间脱散。活猫和死猫剧情脱散；两种剧情之间不会相干。
也许正是猫故事的相干状况，使霍金声称：“当我听到关于薛定谔猫的故事时，我就摸我的枪。”其实他是模仿约斯特（HannsJohst）的一句话：“当我听到‘德国文化’这个词的时候，我就失去安全感而抓起我的勃朗宁手枪。”
假定决定猫命运的量子事件发生了，但我们在没有打开装猫的箱子以前，并不知道什么事情发生了。既然两个结果是脱散的，那么这种情况和一种经典的情况没有什么两样，即一个装有野兽的箱子在长距离空运到达目的地后，我们在打开箱子时，那可怜的野兽可能死了，也可能还活着，两者有相同的概率。但是人们浪费了大量的纸张去讨论那猫的假定的离奇古怪的量子力学状态：猫在同时既死了又活着。没有任何真实的准经典物体能够呈现出这种行为，因为猫与外界宇宙的相互作用，会使可选择的结果脱散。对惯性和准经典性的附加的粗粒化
准经典领域很自然地要求历史足够的粗粒化，以使这些历史能够在高度近似情况下脱散；但它还要求能进一步粗粒化，使历史上跟踪的对象在相当程度上有足够的惯性能够抵挡涨落，这些涨落显然与加遍了的事件有关。然而，相对经典行为来说这儿还是有一个小的偏离，有时候这偏离还会很大。
对惯性大的物体需要附加的粗粒化，其原因是足够大块的物质可以被跟踪，而且这些大块物质可有很大的质量。（如果某些稳定或近乎稳定的具有大质量的基本粒子可以得到，它们将提供一种不同的大惯性源。这些粒子在实验中尚未见到，但它们很可能存在；如果真的存在，它们将在宇宙膨胀最早期的时刻起重要的作用。）测量情境和测量
一个量子事件可能变得与准经典领域的某事件充分相关。这种情形在猫故事敏感的部分出现过，在那儿量子事件与动物的命运相关。这儿有一个比较简单而又不那么惊奇的例子：一块不纯的云母晶体中出现一个放射性核，这个核在衰变时只放射出两个向相反方向运动的带电碎片。其中一个碎片的运动方向在衰变发生前完全不能确定；但在衰变后它与留在云母中的一个痕迹完全相关。准经典的历史，像软辐射留下来的痕迹一样将所有要考察的加遍了，让彼此散开的不同方向彼此脱散。对于那些留下的痕迹，在通常温度下可以保留几十万年或更长的时间；当然仅仅只有持续的存在是一个（即使是不重要的一个）经典历史的例子。放射性衰变已触及到准经典的领域。
由于自发核分裂时留下的蜕变产物，在矿物中累聚起来形成的痕迹，常常用来测定矿石形成的年代；这种方法称为分裂跟踪测定法（fissiontrackdating），它可以用来测定几十万年以前生成的岩石。假定一个物理学家要对一个特定的痕迹进行研究。当他或她要测定岩石的生成年代时，他或她可以被认为在测量放射性核衰变的方向。无论怎么说，那痕迹在出现之日就一直留在那儿，并不是物理学家注意到它时它才存在（如像某些笨拙的量子力学描述可能猜测的那样）。当核衰变和痕迹形成之时，一种测量的情境就存在了；这就是一种与准经典领域的强相关已经建立起来了。实现具体的测量可以用一只蟑螂或者其他复杂的适应系统。这种测量包含着“注意”（noticing）一个特定可供选择的对象，它产生于一组具有不同概率的脱散的可供选择对象。这正像赛马场上发生的事情一模一样：我们“观察到”一匹特定的马在一次比赛中获胜。获胜的记录已经出现在准经典领域中，又被进一步记录在观察者的脑子里。但是，有许多敏感而聪明的解说员记下了有关测量过程中所谓人类意识的重要性。注意和观察真的那么重要吗？它们到底意味什么？IGUS——作为观察者的一个复杂适应系统
在这里一种观察是指修剪分枝的历史之树。在一种特殊的分枝情形下，只有一个树枝被保留下来（更精确地说，在每个树枝上，只有那条树枝被保存下来！）那些剪下来的树枝被扔掉了，与此同时，长出树枝的整个树被修剪了。
在某种意义上说，带有核分裂痕迹的云母完成了一种修剪工作、因为这痕迹记录下分裂碎片具体的运动方向，这也等于记下了所有其他碎片的运动方向。但一个观察这种痕迹的复杂适应系统，一般用更清楚的方法来修剪，其中包括观察信息流（这些信息流给出演变的概貌）。系统以后的行为，就可以反映出系统对特殊痕迹方向的观察。
一个作为观察者的复杂适应系统可以有一个特殊的名称。哈特尔和我称它为IGUS（information gathering and utilizingsystem，信息收集和利用系统）。如果IGUS 具有某种有效等级的知觉或自我意识（也就是说可以注意到观察一个核分裂痕迹方向这一活动的自身），那就更好了。这有什么必要吗？难道任何一个人，那怕是非常弱智的人，他做的观察真的就比一个大猩猩或者一个非洲人猿做的观察有更大的意义吗？如果不是这样的，为什么不用一只南美栗鼠或者一只蟑螂来代替猿猴？
当涉及到修剪历史的分枝树时，恐怕还是应该在人作为观察者（他知道有关量子力学的知识，因此知道树的起源）和其他不知道这些知识的观察者之间，作一种区别。在一定的意义上，这两者之间的不同，要大于一个不懂量子力学的人和一只南美栗鼠之间的不同。
当一个特定的结果已经知道后，一个IGUS 除了能删去可供选择的分枝以外，它还可以利用量子力学提供的概率近似描述，对未来的结果作出大胆的判断。仅仅是一个复杂适应系统，无法作出这种判断。不像一片云母，一个IGUS 可以把未来事件的估计概率输入到一个图式中，并以此图式确定其未来的行为。例如，一只住在沙漠里的哺乳动物，在下雨后的几天里它可能走很远一段路到一个深的水洞去，但它不会到一个浅水洼去，因为深水洞仍然有水的概率要大一些。
修剪树枝可以代替通常所说的“波函数的塌陷”（collapse ofthe wavefunction），后者是量子力学的一种传统解释。这两种描述在数学上并非不相关，但“塌陷”似乎常常被说成是量子力学里的一个特殊神秘的现象。但修剪说则只是承认在一组脱散的可选择对象中，一个或另一个发生了。这很常见，不令人惊奇。我可以举例说明。我留在家里，根本没去巴黎，那么，所有与我打算去巴黎的历史分枝，都被排除，它们的概率现在都是零，而不管它们以前是怎么样。在 讨论所谓塌陷问题时弄不清楚的地方，即使修剪了有关量子事件的测量，也仍然弄不清楚，它仍然是在脱散的可供选择事件间一个通常的判断。量子事件只能在准经典领域里被检测到。这种情形正是经典概率的一种，就好像掷骰子或扔钱币一样，当结果出来以后，概率就改变为1 和0。准经典领域承认相当稳定记录结果的可能性；在一种准经典链（每个记录和前面的一个记录近乎确定地一致的链）里，记录可以放大或再三复制。一个量子事件一旦与经典领域相关（创造一种测量情境），在一给定历史分枝中，一个特定的结果就变成了事实。自我意识和自由意志
既然意识的问题曾经被提出来了，那就让我们离开一下主题，专门谈一下意识问题。比起人类的近亲大猿猴，人脑的前部要向前凸出很多。神经生物学家们曾经发现，前额突出的部分似乎与自我意识、目的和动机有关，而人类的前额有特�