布罗卡哪里去了?

MENG 2017-08-11

简介:几千年来,哲学家及神学家无不深思着“终极实相”(ultimate reality)的本质。数十年来,又有多少神经学科学家、心理学家及物理学家费尽心力企图解释“意识”的现象――像脑那么一小块的物质,如何创造出感知能力,最后形成你我所有的存在――但却徒劳无功。现在有条清晰的小径,可以助你走过知识丛林,找出问题的答案。 你不可能常有机会碰到一位物理学家这么问道:“我们死后会发生什么事?”但“意识科学”的开拓者沃克博士,将量子物理与禅学做了完美结合。受早年失去挚爱的启发,他把美国南方文学的传统――憧憬过往、顺从现实以及乐观未来――融入那受限于唯物主义的科学解释,这种综合体尽管诡异,却非常迷人。 沃克带领读者沿着牛顿物理学观点、广义相对论,直到最近的量子物理,一路走来,并以贝尔定理中所提到的“一个粒子将会对另一个粒子的行为瞬间产生影响”为起点,探究大脑中复杂的“电子隧道”现象,因此揭示了意识的本质,并触及心灵,以及意志的力量。 在这本杰出的科学研究当中,沃克说明了基本粒子尽管奇怪却真实的性质如何运作,可以用来支持全新而又令人兴奋的“实相”理论。这个理论以量子物理的原理为基础,解释了如下的问题:“意识,或者意志的本质为何?”“物质实相的来源为何?”以及“上帝为何?”这趟意识的科学之旅,不仅是一份严肃的科学解释,更足以开展生命的全新视野。

《布罗卡哪里去了?》是美国物理学家艾文·哈里斯·沃克所写的一本关于物理学的科普读物。但是它与普通科普读物不同,并非完全理性地阐述科学事实,而是将“感情”这一主观元素搀和进了物理学研究领域,甚至将物理学和心灵、生命联系在一起,为读者铺展开一个视野广阔,斑斓而神奇的物理世界。

书名中的布罗卡,其实是一位脑神经科学家。在生前他自愿捐献自己的大脑以供科学研究。作者沃克便从这里找到了一个最初的问题:布罗卡哪里去了?表面上,这个问题是一个无解的问题,但实质上它有着深刻的意义:

脑神经科学家布罗卡死了,他去了“哪里”?他的脑子,作为一团物质,被封藏在福尔马林溶液里,可他的思想呢?他的思想是那团白色物质的沟回组成的吗?还是他的思想、他的“灵魂”,去了另一个神秘的地方?

作为物理学家的作者,不满足于“唯物主义”的理论,他努力去寻找答案,寻找物质世界中的实质、本相,寻找“意识”的源头,生命的起点……这本书中,物理学不仅仅是一门研究客观物质变化发展规律的学科,而是越来越和生命、伦理、唯心主义这些哲学范畴联系在一起了。

而作者的一生经历,也融入了书本,甚至可以说,融入了物理学之中。他追溯到青年时代恋人得癌症离世,并从那里展开他的思考,也许没有什么比“死亡”这个主题更接近“真实”和“本质”了——即使在物理学领域也不例外。

如果物理学是一个人,那这本书就是一本人物传记,物理学有血有肉,有情感,也有每一个成长、成熟的阶段。

从牛顿到爱因斯坦,从经典物理学到相对论,作者一步一步带我们穿过岁月的隧道,重新走过那条荆棘丛生却又无比神奇的路程。在这条路上,你可以看到很多路标,你可以去到任何地方,但是没有一个路标是绝对的,也许在路的尽头你会看到一个相反的标志。也没有一条绝对正确的路线,正如世界上无数的不确定性,你不能说明天太阳一定会升起,可又清楚地知道万物一定有一个开始。物理学的奇妙之处就在于,它是活生生的、充满了可能性的,甚至是诡异的。

书中有一个观点深深击中了我,说起来很简单,即:我们对任何事的了解都取决于对它的观察。这个看似平凡的观点,实际上却是最诡异的。

比如说,我们观察一个苹果,如果用肉眼看,可以看到它的颜色、形状、大小、甚至斑点……但是如果用显微镜,我们可以看到细胞,再细一点,可以看到细胞壁、细胞核、DNA分子,如果再进一步呢,我们可以看见原子、原子核、电子这些小到不可思议的东西——只要你的仪器够精密,可比如说可以把一个针尖放大到上海一个城市那么大,这里引用一段《万物简史》里的话更能说明问题:“先从1毫米着手,就是这么长的一根线:-。现在,我们来想像一下,这根线被分成了宽度相等的1000段。每一段的宽度是1微米。这就是微生物的大小。比如,一个标准的草履虫--一种单细胞的淡水小生物--大约为2微米宽,也就是0.002毫米,它确实小得不得了。要是你想用肉眼看到草履虫在一滴水里游,你非得把这滴水放大到12米宽。然而,要是你想看到同一滴水里的原子,你非得把这滴水放大到24公里宽。”

好了,这已经很能说明问题了。但不对,如果你再往细里看,你还能看出名堂来,我们之所以没看到,并不是他们不存在,只是我们没去“看”而已。但它们真的在“那里”吗?未必,也许那只是你“看”的结果——薛定谔做的那个著名实验“薛定谔猫”,就充分把这个博弈表达了出来。

薛定谔的猫是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性而提出的一个思想实验。实验内容如下:

把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变,它将会发射出一个粒子,而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置,打开装有毒气的容器,从而杀死这只猫。根据量子力学,未进行观察时,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,但是,如果在一个小时后把盒子打开,实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。

现在的问题是:这个系统从什么时候开始不再处于两种不同状态的叠加态而成为其中的一种?在打开盒子观察以前,这只猫是死了还是活着抑或半死半活?这个实验的原意是想说明,如果不能对波函数塌缩以及对这只猫所处的状态给出一个合理解释的话,量子力学本身是不完备的。

这个思想实验的意义是,将量子理论从微观领域带到了宏观领域,而导出和一般常识相冲突的结果。根据哥本哈根学派的解释,当观察者未打开盒子之前,猫处于一种“又死又活”的状态,该状态可以用一个波函数来描述,而波函数可由薛定谔方程解出。一旦观察者打开盒子观察,波函数会坍塌(Collapse),猫呈现在观察者面前的只会是“生”或“死”的状态之一。这导致了对世界客观性和人意识的作用的讨论。

根据多世界理论,当观察者打开盒子的一刻,世界会分裂成多个世界,而观察者只能进入众多的世界其中的一个,而观察结果就因此只有一个,猫是“生”或“死”。而在其他世界里猫的状态会由薛定谔方程决定。其生存的概率越大,猫幸存下来而处于其中的世界的数目就越多。

薛定谔可被视为一个佯谬,由“不确定”的衰变-检测器-毒药-猫的生死构成一条因果链,将量子的不确定与宏观物质(猫的生死)的不确定性联系起来,而根据日常经验,无论我们是否观察,猫的状态必为生或死中之一。

在《布罗卡哪里去了?》中,作者艾文非常精辟地做了一个比喻,能更恰如其分的说明意识是如何参与、改变、决定着物质世界:

那是我们都玩过的一个游戏:猜东西。游戏规则是房间里选出一个人来被请出房间,而在房间里的人则想出一件物体,比如说肥皂。然后这个人进来,他可以向在座的人问问题,而被问者只能用“是”或“不是”来回答。一直到提问的人得出正确答案为止。通常是这么玩的,但作者改了一下游戏规则——那些在房间里的人决定,不给出一个固定的物体,而是在一问一答中,形成一个可能的答案。一开始,提问和回答都很快“它是动物吗?”“不是”“它是绿色的吗?”“不是”“它是自然界的吗?”“是”……可随着时间的增加,问问题的和回答问题的都显得非常吃力,因为那些出题者也在努力想要得到一个答案,最后,回答者问:“是云吗?”大家都会心地笑了“是”。其实在这之前,谁都没有答案。

艾文通过这个比喻告诉我们,我们所在的世界就是如此,它是什么,它是怎样的,全都取决于我们如何提问、如何观察、如何看待它。意识是作为世界的一部分而存在的,甚至就是世界本身。

艾文不仅研究物理学,更是沃克癌症学会创办人,在天文学、天体物理学、神经生理学、物理学、心理学及医学等各领域卓有贡献。并曾于二○○一年获颁“超心理学协会”的“杰出贡献奖”

这是一本奇异的书,兜兜转转,竟然和禅学有着异曲同工之妙,然而正如书名一样,这本书带来的,是更多的疑问和思考,也许世界比我们想象的和感受的要奇幻得多。

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