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！
奁诒４嬲夥糯罅说耐枷瘛�
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，而人类的前额有特别充分的发展。
把人类思想许多有类似过程的部分连结到一起，意识或注意似乎涉及到一个序列的过程，一种聚光灯似的东西可以把一种想法或敏感输入，迅速而又连贯地转变为另一种。当我们相信我们立刻注意到许多不同的事情时，我们可能真的用了一个聚光灯先后照亮我们周围被注意的不同物体。那些有类似过程的各部分，它们对意识的可接近性彼此不同，因此人类某些行为的根源，埋在思想的夹层里，很难成为自觉的意识。尽管如此，我们还是说：意见和行动在相当程度上是在意识的控制之下，我们的陈述反映的不仅仅是承认意识的聚光灯，而且也反映出强烈地信任我们有一定的自由意志。选择的可能性是一个重要的性质，例如“不走那条路”（The Road Not Taken）的可能性。
什么样的客观现象可以引起主观上自由意志的效果呢？我们说自由地作出一个决定，意味着这个决定并不是严格根据以前发生过的事作出的。这种明显的不确定性的根源是什么？有一种解释试图认为，根源在于基本的不确定性。大概是这些量子力学的不确定性被经典现象（如混沌）放大了。一个人的决定，因此有着不可预言的特性，这种特性我们在日后可以贴上自由选择的标签。但有人会奇怪，人类大脑皮层的什么特性对量子涨落和混沌有影响呢？
我们不仅仅求助于那些简单明白的物理效应，也可以考虑那些更直接与脑和心有关的过程。我们还记得，对一个给定的粗粒化历史，所有加遍了的（不追踪的）现象可以影响表观上的不确定性（如热涨落），这些不确定性与量子涨落归并到了一起。既然经常有许多组思想没有被意识的探照灯照亮，那么这些组思想，在被自觉记住了的极端粗粒化历史中被加遍了。这最后的不确定性，比起仅仅与物理学联系在一起的不确定性，就更像影响自由意志的主观印象。换句话说，人类的行动更多地是起因于一种隐藏的动机，而并非一种内部随机或伪随机数字发送器的结果。但是，对整个事情我们还是了解得很少，我们暂时还只能推测。这种推测早已不是什么新鲜事，而且总是十分含糊。尽管如此，我认为没有理由说，我们不能用科学研究的方法讨论各种不确定性的可能作用。这种不确定性在大脑皮层和相应智力活动中将会出现。用什么表征熟悉的准经典领域的特征
准经典领域（包括熟悉的日常经验）的粗粒化历史中，有些类别的变量在其他变量被加遍了（即被忽略了）的时候，仍然被跟踪。这是一些什么类别的变量呢？大致上说，通常的准经典领域要跟踪引力和电磁场，还要精确地让一些诸如能量、动量、电量之类的量守恒，同时还要让一些量近似地守恒，如一个晶体中由于带电粒子的经过而产生的晶格位移数就近似守恒。当某个量的总量在一个封闭系统中不随时间而改变，那么这个量就是守恒的；如果这些总量仅仅在一个短的时间间隔里发生改变，那这些量就是近似地守恒。一个守恒的量（如能量）不能创造也不能消灭，它只能转换。但晶体内晶格的位移，当一带电粒子经过时，却明显地可以创造；但这些位移可以在数万年内保持不变，在这种意义上这位移就是近似守恒。
熟悉的准经典领域包含有在一个小的空间范围里，加遍除掉这些场和保守或近似保守量的值域以外的所有事物；但当空间范围大到其惯性足以承受涨落，而这些涨落与所有的变量的效应有关，这种情形就不再有上述例外，而通通被加遍。这就是说，如果涨落被有效地承受下来，那么所跟踪的量就呈现出准经典的行为。
必须在相隔不太近的时间间隔里跟踪这些量，这样可供选择的粗粒化历史就能够脱散。一般说，粗粒化变得太精细（因为时间间隔太短，空间范围太小，或者被跟踪的量值域太窄），历史之间相干的危险就会出现。让我们考虑一组可供选择的粗粒化历史。我们作了最严格的挑选，这就使得任何进一步的精细化的行为，会毁灭脱散或历史的近经典特性，或把两者同时毁灭。小的空间范围里，守恒和近似守恒的量在适当的时间间隔里被跟踪，因而这个小空间可以包罗整个宇宙，但是如果对时空（和这些量的值域）进行某种粗粒化，那么这个空间就只适于产生脱散和近经典可选择的历史。
人类和我们所接触的系统的经验，是一个比最准经典领域更加粗粒化的领域。从最准经典领域到可以接近的实际观察，还得有大量的附加条件。这种可接近的领域注意的只是很受限制的时空区域，而且在这区域里变量的作用范围也时常变化。（恒星或其他行星的内部几乎完全不可接近，而且它们表面上发生的事，也只能在非常粗粒化的情形下才能探测。）
相反，最准经典领域的粗粒化历史，对人类无法观察的变量用不着加遍，因此而被忽略。这些历史可以包括那些对发生在任意遥远时空过程的描述，这种描述提供了可供选择的结果。它们甚至可以涉及宇宙膨胀刚开始发生的事件，那时大概任何地方都没有作为观察者的复杂适应系统。总之，一个最准经典的领域是一组周密的、相互排斥的宇宙粗粒化历史，这个宇宙覆盖整个时空；这些历史彼此脱散，大部分时间近乎经典领域，并且最精确地与其他条件相符。在我们讨论的这种特殊的最准经典领域里，那些跟踪的量在一个小的空间里是保守的和近保守的。我们利用大量附加条件和相应的感官和仪器的能力，才从这样一个最准经典域里得到人类经验熟悉的领域。分枝和被跟踪量的依存关系再次强调下面的结论是十分重要的：在一给定时间里，跟踪某特定的量可能依赖于一个早先的历史分枝的结果。例如，地球上质量的分布（有时用行星内大量小空间内的每一个空间所包容的能量来描述），就很可能用粗粒化历史跟踪到地球存在的遥远时间。假如有一天地球被某种现在无法预测的灾难击成碎片，将会出现什么情况？如果灾难将地球这颗行星化为蒸气，如某些B 级电影上显示的那样，又怎么样呢？假定上述情形在历史上发生过，那么此后用粗粒化历史方法跟踪的一些量，就将不同于灾难前。换句话说，用给定的一种历史粗粒法跟踪的量，可能与分枝有关。单独的客体
我们已经讨论了准经典领域，其中包括一些熟悉的日常经验，我们用场的值域和在空间范围里精确（或近似）守恒的量来描述这些经验。那么，我们又该如何描述单独的客体（如行星）呢？在宇宙历史的早期，大量的物质在引力作用下凝聚到一起。当我们这样描述星体形成时，物质冷凝后各种不同粗粒化历史的故事，就简单多了。记录一个银河系的运动，比起分别列出当银河运动时在很小很小的空间里物质密度所有的坐标变化，要简单得多。v当银河里产生恒星、行星、岩石和在某些地方出现复杂适应系统（如地球上的生物）时，单个物体的存在就越来越具有准经典领域惊人的特性。宇宙的很多规律性大都可以用这样的客体进行简要的描述。这样，单独事物的特性就可以代表许多实在的宇宙复杂性。在大多数情况下，当定义允许比较少量的物质增减，单独物体的描述是最简单的。当一颗行星增加了一颗陨石，或者一只猫呼吸，这行星或猫的密度是不会变的。
但是，单个物体如何被测量？一种办法是用一组可比较的物体，并且在给定粗粒化限度内，尽可能简单地描述它们不同的特性（就像我见到八只加利福尼亚秃鹰饱餐一只小牛犊落下羽毛时的情形一样）。这样，描述一个典型个体的比特数和必须在某一集合中数出这些个体所得到的比特数，可以相互比较。假如涉及到特殊的粗粒化方法，描述的数目大大地多于相互比较的物体数目，那么这组物体就呈现出各自的个性。
我们来考虑所有的人类，现在人类大约有55 亿。给每个人分一个彼此相异的数，将是32 个比特①，因为232＝4294967296。但是，即使对每个人粗疏地看一看，并作一简单采访，我们就可以容易看出，其信息将大大地大于32 比特。我们再稍稍深入研究一下，这些人将显出更多的个体性。我们可以想像，当他们每个人的基因组都能被读