物理学家发现观测行为会改变量子实验结果

分享 1801年秋天，伦敦一间漆黑的房间里。二十七岁的Thomas Young站在一扇木制百叶窗前，他在窗板上扎了一个细小的针孔。一束纤细的阳光穿透昏暗，从针孔射出后微微变宽，横穿房间。Thomas把一张薄卡片的边缘径直插入光束，将它分成两股，然后抬头望向对面的墙。他预期看到两块亮斑，中间隔着一道清晰的阴影；结果，他猛地停住了！ 灰泥墙面上延展开一幅幽灵般的、明暗交替的斑马纹图案。光似乎并不像他预期的那样，像一排微观子弹般飞行，而是表现得像水波在池塘表面传播一样。Thomas刚刚捕捉到了物理世界正按照肉眼不可见的规则运行。 快进一百六十年，到1961年，在Tübingen大学一间简陋的实验室里，物理学家Claus Jönsson把Thomas的同一套装置用于固体物质。他建造了一台加速器，将电子——普通物质不可分割的微粒——逐个射过微观狭缝，追踪它们最终打在屏障后方探测屏上的位置。 即使是在孤立状态下发射，间隔数分钟，确保任意两个粒子都不可能相撞，电子仍以孤立的微小点迹被记录，而这些点迹缓慢地、不可避免地汇聚成与Thomas完全相同的条纹波图案。 接着，实验人员在其中一条狭缝旁放置了一个微型传感器，以捕捉每个电子走了哪条路径。探测器一开启，斑马纹瞬间消失。电子此时的行为就像一排微观子弹，被记录为两堆简单、实心的弹丸堆积。 电子似乎在被观察时改变了自己的行为。对旁观的世界而言，其中的含义令人陶醉。 从那个单一实验中，一个神秘主义的帝国诞生了。大师讲座、病毒式传播的视频和自助类平装书抓住这间实验室，作为古老魔法梦想的证明——物理宇宙在人类心智看向它、将其唤醒为实体之前，始终是一团流动的幽灵。 这是一个诱人的故事。它把人类意识加冕为现实的建筑师。只有一个缺陷。 实际上，宇宙并不在乎你是否在看。 整个幻觉建立在一个被偷换的词上。在日常生活中，观察者是一个有脉搏、有观点的会思考的人。在量子实验室里，观察者是一小片无意识的硅、一个电磁电荷，或一个从电子上弹开的游离空气分子。 做一下封闭掩体测试。把双缝装置密封在一个地下混凝土掩体中。接上机械臂，让它以自动化循环每十分钟把路径探测器滑入和滑出光束，持续三十天。闩上钢门。飞走。一个月内不让任何人的眼睛看监视器。当你回来，打开掩体，播放自动录像，你会发现每一次机械臂滑入位置时，波图案都坍缩了。走廊里没有人类心智。房间里没有人类意识。只发生了物理接触，而那种接触就足够了。 是物理接触摧毁了波的behavior。 电子一碰到探测器——甚至只是一个游离的气体分子——就会与其环境纠缠，两股“流”之间精细的相位关系随之瓦解，留下日常物体那种坚实、可预测的行为。不需要意识。只需要一个物理推挤。 就连著名的延迟选择实验也救不了这个神话；它们只不过是在事后从已经锁定在磁盘上的原始数据中梳理出统计相关性，过去完全未被触及。 该图说明了延迟选择量子擦除实验中的核心区别：后续分选可以揭示不同的统计相关性，而不改变已经记录的探测事件。干涉图案出现在适当选择的符合子集中，而非仅仅通过改变同一组未分选探测数据的显示方式。这些实验并不证明人类意识控制现实或改写过去。 但那么，人类意识究竟是如何进入方程的呢？ 1932年，数学家John von Neumann追溯了测量链条：电子击中探测器，探测器由原子构成，相机拍摄探测器，视神经记录图像。他思考：链条在哪里停止？几十年后，诺贝尔奖得主Eugene Wigner提出了一个挑衅性的猜测：也许链条只有在信息到达人类心智时才停止。 这是一次耀眼的哲学飞翔——而Wigner本人后来也放弃了它。然而流行文化悄悄埋葬了他的撤回，让他的诺贝尔奖光环之名与一个神话牢牢焊接在一起。天才赋予的是对已验证发现的权威，而非对猜测的豁免权。 如果你怀疑物理学，做一下下面的换词测试： 拿“意识坍缩波函数”这一说法，用好奇心、热切，甚至魔法，替换意识——你的解释依然成立——你用什么词替换意识都无所谓——任何东西都可以被接受为干涉被破坏的原因。做这种概念替换时，实验室设备上的任何一个旋钮会动吗？一丝一毫都不会。当一个词的替换不改变任何经验结果时，这个词就没有做任何功。 捍卫者，甚至一些科学家，退回到一个舒适的口号：科学并非无所不知；也许某天会发现心智的某种未知能量。

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）