魏格納的朋友

01-31

量子物理學上有一個基於薛定諤貓的理想實驗，叫做魏格納的朋友（Wigners friend）。尤金?魏格納是著名的物理學家，1963年諾貝爾物理學獎獲得者。他對創立量子力學的數學形式有很大的貢獻。按照維基百科，魏格納在後期的研究具有很強的哲學傾向，對量子力學與心物關係問題很有興趣。我找到了魏格納1961年提出猜想的論文原文，標題就是《試論心物問題》。

這個理想實驗的核心點在於，如果我們在關薛定諤貓的盒子裡面再放一個人，可以觀察貓的死活，且這個人可以與外界通話。外界的問題只限定為：這隻貓是否已經處於生或者死其中某個確定的狀態？在盒子內的人看來，如果貓從量子疊加塌縮為經典的生或者死，他就會告訴外面的人：是的，這隻貓的生與死疊加態已經已經塌縮了，處於確定的狀態了。

可是在外面的人還是不知道貓到底是生還是死。按照量子可逆原理，他可以對盒子內的貓與人的活動都做一個逆操作。於是，如果在盒子內的人看來貓已經是死了的，經過這個過程會復活。在盒子內的人看來是活著的貓，經過這個操作，會死亡。問題是，薛定諤貓到底是什麼時候塌縮的？是盒子裡面的觀察者，還是外面的？在盒子裡面的觀察者看來，薛定諤貓顯然已經塌縮到確定狀態了，否則他無法給出外部觀察者一個肯定的答覆。可是在外面的觀察者看來，這個盒子內部都是量子的，只有經過他的觀察，才能使得薛定諤貓以及盒子內部人的意識處於確定的經典狀態。最可怕的是，這個悖論認為，薛定諤的貓的生與死還能被逆轉。

而且，這個隔離的盒子是可以嵌套的，一層層的，如同俄羅斯套娃。每一層都可以與內部那層的觀察者通訊。如果這種嵌套可以有無數層，那貓到底是在哪一層觀察者那裡塌縮的呢？這個升級版的薛定諤貓態，把量子力學與心物關係這個永恆的哲學命題緊密的聯繫起來了。我們曾經研究的薛定諤的細菌實驗方案，雖然只是涉及微生物細菌，但相比以前的方案來說，與帶有自我意識的生命體更加接近了，讓魏格納的朋友理想實驗的驗證露出了一線曙光。這也許是從實驗上來觸及心與物的關係這個哲學命題的一條新道路。