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支配我们宇宙的主体、客体与环境
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我必须承认一件事：我的大脑退相干计算只是一个借口，并不是我撰写那篇论文的真实目的。当时，我对自己的一个想法感到十分兴奋，很想将它公布于世，却发现它可能会被认为太过哲学化，而被学术期刊拒绝发表。所以，我想出了一个好办法，我把它叫作我的“特洛伊木马战略”：把意欲逃过审稿人眼睛的哲学部分隐藏在长篇累牍、令人望而却步的数学公式里。好笑的是，我这个战略既卓有成效，又收效甚微。卓有成效的是，它确实躲过了审稿人的眼睛，最终得以发表；但同时，人们却只注意到了我用来掩饰真实目的的面具，也就是——大脑不是量子计算机。
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那么，我的隐藏信息究竟是什么呢？它是一种用于思考量子实在的统一方法（见图7-8）。费曼曾强调说，量子力学将我们的宇宙分裂为两个部分：所有被研究的对象，以及余下的一切（称为“环境”）。然而，我却觉得这拼图好像缺了一块，即你的思维。正如埃弗雷特的研究所告诉我们的那样，要理解观察的过程，就需要将我们宇宙中的第三个部分纳入考虑，即你作为观察者的思维状态，也即图7-8中的“主体”。
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图7-8 世界可以被分为三部分：一是你主观感知的部分（主体），二是被研究的对象（客体），以及剩下的一切（环境）。正如图中所示，这三个部分的相互作用会造成性质不同的效应，可以用这幅统一的示意图来表示，其中包括了退相干和表观波函数坍缩。
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如果你不是物理学家，当你看到物理学界几乎不谈论思维时，可能会觉得有点可笑，因为量子力学里有许多与“观察”有关的怪事。毕竟，将观察和思维割裂开，就像讨论近视却半句不提眼睛一样。我想，原因可能在于我们并不理解意识究竟是如何运作的，所以大多数物理学家在提到它时会感觉不自在，害怕自己被别人认为太哲学化。我个人认为，不理解某件事并不意味着我们可以忽略它，我们依然可以期待正确的答案。
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在下一章中，我会讨论更多与意识有关的事。不过，要理解图7-8，并不需要你理解思维运作的细节，这一点关系也没有——在这里，我只会作出一个假设，即你的主观意识源自大脑中粒子的复杂运动，这些粒子与其他所有粒子一样，都遵循薛定谔方程。
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在我那篇“特洛伊木马”论文里，我将薛定谔方程拆解成了几个部分——其中有3个部分分别支配我们宇宙的3个部分（主体、客体和环境），其他的则支配粒子之间的相互作用。接下来，我分析了方程中不同部分各自的效果，结果发现，一部分给出了教科书上的内容，一部分给出了埃弗雷特的多世界诠释，一部分给出了迪特尔·泽的退相干，还有一部分给出了一些新鲜的东西。标准的教科书通常都只聚焦在薛定谔方程支配客体（比如，一颗原子）的那部分。还原论者认为，即使抛开物体所在的那个更大的整体，所有的物体本身都是可分析的。主体和客体的相互作用为埃弗雷特带来了平行宇宙理论，将量子叠加态从客体扩散到主体，也就是你自己。环境和客体的相互作用带来了退相干，解释了为何一张红桃Q扑克牌不会出现奇怪的量子行为，比如同时处在两个位置什么的。
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想在实践中消除退相干基本上是不可能的，然而，就算你想出一个真可以消除退相干的思想实验（比如，在一个黑暗冰冷的真空房间里重复做量子扑克牌实验，并且，每次你的眼睛看见扑克牌时，只有一个光子撞击到扑克牌），也不会有太大区别。由于扑克牌同时处在两个地方，那么那颗光子也一样，于是，当你看着扑克牌时，你的视神经中至少有一个神经元会进入放电与休眠的量子叠加态。我们在前文提到，这个叠加态会在大约10-20秒后退相干。
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然而，这种退相干依然无法完全解释为何你不能感知到任何量子怪诞性，因为你的思维过程（主体内部的动态过程）完全可以用你熟悉的思维状态创造出怪诞的叠加态。幸运的是，图7-8中的第三个相互作用给出了答案，那就是，主体和环境的相互作用。神经元退相干的速度远远超过了它们处理信息的速度，这个事实意味着，假如意识真的与你大脑中复杂的神经放电模式有关，那大脑中超快的退相干也会让你感知不到任何怪诞的叠加态。
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主体和环境的相互作用还解答了另一个问题。楚雷克后续对退相干的研究又发现了许多我没有发现的东西。他发现，退相干还为我们做了一件重要的事。它不仅解释了为什么宏观物体不会同时出现在两个地方，还解释了为什么惯常的状态（比如只能位于一个特定的地方）如此特别。对宏观物体来说，在量子力学所允许的那么多种状态中，为什么单单只出现了一个状态呢？这是因为，这些惯常状态对退相干来说是最强健的，所以它们幸存了下来。这就好比，为什么沙漠中总是长有仙人掌，却没有玫瑰花呢，这是因为仙人掌是面对干旱的环境时最强健的植物。
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后来，我和我父亲一起就这个话题写了一篇论文。正是因为这篇论文，楚雷克邀请我去洛斯阿拉莫斯演讲。
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现在，运用一些精密的实验室设备（比如真空泵和极端的冷却装置）可以减弱一些退相干效应，但我们却永远无法关掉我们神经元中的退相干。我们不知道思维是如何运作的，但是我们清楚地知道，所有从外界到达思维的信息，最初都必须经过感觉器官里的神经元，比如眼睛里的视神经元和耳朵里的耳蜗神经元等，它们的退相干速度都相当快，快到简直不可思议。所以，当我们从主观上察觉到外部世界时，所有事物都已经退相干了，以保证我们永远无法感知到量子怪诞性，这也解释了我们为何只能感知到那些强健的惯常状态。
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物理学中存在许多争议，但只有很少一部分话题能宏大到让其他话题相形见绌，并能延续数代人。很显然，量子力学的大争论就是其中之一。还有一个争议是热力学第二定律。根据这个定律，一个孤立系统的熵从不降低。熵是一个定量的度量值，表示我们对一个系统的信息缺乏程度——本质上说，它指的是我们要确定一个系统的量子态所需要的信息量比特数。
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一方面，一些科学家将这个定律提升到了一个近乎神圣的地位。伟大的天体物理学家亚瑟·爱丁顿爵士（Sir Arthur Eddington）曾说：“我想，熵增定律是自然界最至高无上的规律。如果有人向你指出，你最爱的宇宙理论与麦克斯韦方程不一致，这对麦克斯韦方程来说可不是一件好事。如果有人发现你的理论与实验观测相悖，没关系，那些实验物理学家们干活儿笨手笨脚，时常会出错。但是，如果你的理论与热力学第二定律相违背，那我只能说，你一点儿希望也没有了。让你的理论怀揣着最深的谦卑退下吧。”
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另一方面，包括麦克斯韦、约西亚·吉布斯（Josiah Gibbs）、约翰·洛施密特（Johann Loschmidt）在内的物理学巨擘们却严厉地拒绝热力学第二定律。这个争议是否已经被圆满解决？至今尚无定论。
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在我看来，量子力学和热力学第二定律这两大争论实际上是联系在一起的，只要你抛弃波函数坍缩，转而采用标准量子力学中对熵的定义（由约翰·冯·诺依曼提出），并把实在的三个部分（主体、客体和环境）都考虑在内，就能一箭双雕，成功解决这两个问题。
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如图7-8总结的那样，测量和退相干分别对应着客体与主体和环境的相互作用。尽管测量和退相干的过程可能看似不同，但有趣的是，从熵的角度看，它们却有很多共同之处，比如在二者中，我们都缺乏客体的信息，而这正是物理学中对熵的定义。
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如果客体不与任何物体发生相互作用，它的熵就会保持不变。也就是说，如果你知道它现在的状态，你就能预测它1秒钟后的状态，因为你可以用薛定谔方程通过初始状态计算出它1秒钟后的状态。
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如果客体与你发生相互作用，你通常会获得更多关于它的信息，所以它的熵降低了。比如，图7-1中，当你睁开眼时，会出现两个版本的你，每一个你都会看见一个不同的结果，但是你们都知道各自的平行宇宙中扑克牌倒下的方向，所以你们都额外获得了一点关于扑克牌的信息。
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然而，如果客体与环境发生相互作用，你通常会失去一部分关于它的信息，所以它的熵增加了。如果我儿子菲利普起初知道他的宠物小精灵卡片放在什么地方，那么，当我的另一个儿子亚历山大把卡片搞乱以后，菲利普所知的关于卡片的信息就减少了。同样，如果你知道扑克牌同时处在两个位置的叠加态，假如有人或有个光子发现了扑克牌确切的位置却没有告知你，那么你就失去了一点信息。因为最开始你知道量子叠加态的信息，但现在它位于两个状态中的其中一个状态，而你却并不知道是哪一个状态。
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总结而言，我是这样通俗地理解这个问题的：对于一个客体的熵，你看它时，它的熵减；你不看它时，它的熵增。退相干只是简单地度量了你对结果的无知。更严格一点，我们可以把热力学第二定律稍稍修改一下，改成下面这样：
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●客体的熵不可能减少，除非它与主体发生相互作用。
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●客体的熵不可能增加，除非它与环境发生相互作用。
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这个定律的传统版本忽略了客体的作用。当我发表一篇与之有关的技术论文时[37]，我在其中论述了上述第二个部分的数学证明（也就是退相干如何使熵增加），但我却没能找到第一个部分的严格证明方法，尽管我的计算机模拟程序透露出它是真的。