意识波粒二象的详细论证(6)

“我不可能想象，只是由于看了它一下，一只老鼠就会使宇宙发生剧烈的改变^[1]。”——爱因斯坦

第二：意识必须要具有非局域的无限广延性存在方式

1.波函数的概率性和无限广延性

根据量子力学的薛定谔波动方程和波恩的概率诠释，一个没有被观测的尚未坍缩的电子波函数必然是全空间弥散，而不是局域于空间上的单一位置，不是我们通常认为的局域空间内的局域微小粒子。波函数的绝对值的平方表示某时刻某中找到粒子的概率，在整个空间找到粒子的总概率等于1，这就是波函数的归一化条件^[2]。如果没有这个要求，波函数的概率诠释将是没有意义的。每个概率波都可以扩展到整个宇宙空间。在许多情况下，一个粒子的概率波在某些小区域之外迅速衰减为零，表明该粒子出现在该区域内的可能性非常大。然而，只要电子概率波的值在仙女座星系中的某处非零，不管该值有多小，我们总有一个微小但确实存在的非零机会在那里找到电子^[3]。

也可以用云雾来比喻单个电子的波函数，一个全空间性的波函数就像云雾一样填满了整个宇宙空间。在某一点波函数的值越大，那么在该点找到电子的概率也越大。与此相类似，波函数也可以跟大物体联系在一起。当我坐在椅子上时，我本质上是一个具有概率性质的波函数。如果我通过某种方法看见自己的波函数而不造成它的坍缩，那它肯定非常接近一团云。但是，云的整个部分会遍及整个空间，到达火星，超越太阳系，超越银河系。这意味着，我坐在椅子上而不是呆在火星上的可能性非常大。虽然我的部分波函数甚至已经散布出了银河系，但是我呆在另一个星系的可能性只是无穷小，然而却绝不是零^[4] 。

以上是电子在空间上的概率分布演示图，图中越高的尖峰表示的是粒子在该处空间位置出现的概率可能性越大。

当一个电子在某个位置被观测到时，在其他位置发现它的概率将瞬间衰减为零，而在该位置观测到它的概率将突然变为100%，电子于是出现在该空间位置，这就是波函数坍缩。

2.波函数归一化公式的深刻意义

粒子在全空间的概率积分是1

以上这个公式就是波函数的归一化公式^[5]，出自张永德教授的《量子力学(第2版)》，这个公式也可以写成下面这个形式^[6]，x表示空间坐标，t表示时间坐标，dx是关于空间距离的微分，正负无穷的总和代表全空间，实际也隐含了全时间，公式表面上是关于全空间的，但实际上也是全时间性的，这两个公式其实也是一样的。

粒子在全空间的概率积分是1

对于波函数的归一化公式，物理学家们由于受到哲学思维和错误时空观的局限，而大大的忽视了该公式的深刻意义，实际上它意味着波函数的全时空性整体特征。如果把波函数理解成一种抽象实在，那么这意味着波函数其实是一种全时空性的整体抽象实在。我们一定要从整体论而不是还原论的角度去理解波函数，我们习惯根据经验把存在理解成某个时空点的具体存在。比如一个苹果就是当前时空点上的具体苹果，我们不会把过去的苹果种子包含其中，也不会把未来的苹果形态包含其中，我们习惯从空间整体的角度认知存在，但是却难以习惯从时间整体的角度认知存在，这是我们狭隘的经验性认知所导致的。广延的空间整体是可被经验的，而广延的时间整体则无法直接经验。如果我们能够打破经验的认知局限，站在更整体和更理性的角度，就会产生全新的认识，波函数实际是一个不但包含着全空间属性也包含着全时间属性的整体先验性存在，它的每次坍缩呈现为局域物理时空上的一个具体粒子，进而被我们经验感知。大多数人根据经验常识，总是把电子理解成一个局域的小粒子，但其实电子在没有被观察时，是抽象的全时空性的整体庞然大物，注意，是全时空性，包含了全空间，也包含了全时间。电子绝不是仅仅微观的，而是微观和宏观的辩证统一。同样，一切物质包括自我意识在内，都是如此。

先验的全时空无限性和经验的局域时空有限性是对立统一的，波函数的连续性量变到非连续性坍缩而产生存在方式和时空属性的质变，以及波函数弥散坍缩的强烈的自否定性特征，包含着黑格尔辩证法的全部三大规律，这是物理学家们所忽视的，而当代哲学家对自然科学的无知，又使得他们错过对波粒二象的深入理解。对波粒二象的深入理解，将使得我们重新认识到辩证法的深刻性，并弥补原有辩证法的严重不足。

我也想补充重要的一点，波恩的概率诠释是坚持粒子本体论的立场^[7]，波函数被理解成粒子的概率分布，粒子是第一性的，而薛定谔则坚持波函数才是本体，但是却把波函数理解成真实三维物理空间上连续分布的物质波包，波包大小即粒子大小，波包的群速度即电子的运行速度，波场是第一性的，薛定谔这个观点由于面临波包发散问题而被推翻，按照薛定谔对波函数的理解，可以推论出随时间的推移，电子将愈变愈胖，这与实验现象是矛盾的，实验上观测到的每一个电子，总处于空间一个小区域而不是发散性的。波恩的概率诠释由于更符合量子力学的实验因而成为一个占主导地位的解释，但是这种解释的反实在论特征和工具主义立场，包含着严重的理解困难和哲学困境进而遭到爱因斯坦等人的坚决反对。物理学家布鲁斯·罗森布鲁姆坦言：“爱因斯坦不认为随机性是量子力学的严重问题。令爱因斯坦、薛定谔和当今更多的专家不安的是，量子力学断然否定物理实在。根据量子理论，在我们观察前，某地不存在实际的原子；是我们的观察使得波函数坍缩，从而发现那儿有一个原子^[8]。”要解决这个问题，除了我所强调的一定要把波函数理解成一种数学空间的抽象数学实在之外，更要修正波恩站在粒子本体论立场上的概率诠释，从而赋予波函数的本体论地位，尤其要从整体的角度理解波函数的全时空属性。只有理解了物质波函数的全时空属性，才能真正理解波性意识包括先验自我的全时空属性特征。

站在全时空的宇宙整体角度来说，量子概率是不存在的，站在局域时空的角度，只要有波函数坍缩，量子概率就是存在的。概率是因为波函数坍缩才具有意义，如果没有波函数坍缩，实际根本就谈不上概率。薛定谔方程中的波函数根本就没有概率。只有对薛定谔方程求解，并对波函数取绝对值的平方，才产生出概率密度。而这种对薛定谔方程的求解，实际上是执行了虚拟测量，它虽然并不能造成波函数的实际坍缩，但却将波函数的局域时空属性显示了出来，也因而产生出了量子概率。量子概率并不是某些主流物理学家所认为的是本质性的，但也不是经典概率因为信息的无知而引起的，它和测量导致的波函数坍缩有紧密的关系。

3.概率守恒与个体同一性的紧密关系

根据薛定谔方程，我们还可以论证出，对于一个电子来说，在全空间找到它的概率总和并不随时间而改变，这就是概率守恒^[9]，和能量守恒具有类似性。“薛定谔方程有不同寻常的特性，它会自动保持波函数的归一，没有这个关键的性质薛定谬方程将会同统计诠释不相容，整个理论将会崩溃”。需要注意的是，波函数的连续性弥散演化并非经典的物理波的那种从也一个微小区域逐渐弥散到更广区域，而是具有全空间性的整体波函数的内部概率流密度的连续性演化，某区域概率密度增大，其它区域概率密度减小，某区域概率密度减小，其它区域概率密度增大，但是概率总和则一直不变，始终是1。在我看来，这是波函数始终保持自身个体性的关键，其中隐含着着波函数的个体性（粒性）特征，也正是因为如此，波函数坍缩以后，才能产生出一个出现概率为1（100%)的具有分立性和个体性的经典粒子。全空间的概率总和是1转化成了局域空间的出现概率是1，二者等价，这意味着波性的量子叠加态和粒性的经典本征态具有内在的同一性。归一化的概率守恒性质对波性意识也具有重要意义，是波性意识（先验自我）能够保持独立个体性和自我同一性的关键。

4.局域观察者的测量困境和革命解决

在量子测量中有个很难解释的问题，就像张永德教授所说的：“测量总是各人各自在局域空间进行的，而造成的结果——坍缩为什么总是空间非定域性的^[10]。”也就是说局域空间的测量产生的影响并不是被限定在当前的局域空间（非定域），而是影响整个空间，导致了全空间性的瞬时坍缩，瞬间性的波及整个宇宙，这确实是不可思议的。布赖恩·格林教授疑惑的问道：“我们在纽约的探测器中发现一个电子，结果造成了该电子在仙女座星系中的概率波瞬间归零，这怎么可能呢？”^[11]

如果确实如冯诺依曼所说，只能是意识使得物质波函数坍缩，瞬间改变波函数在全空间的概率分布，那么最为合理的解释就是，意识自身也必须要具有类似物质波函数一样的无限广延性，如此才能将全空间的整个物质波函数包含，进而改变整个波函数的全空间的概率分布。在量子测量中，局域空间位置的观察者的一次测量却导致全空间性的波函数瞬时坍缩，这是让人困惑的，在逻辑上是难以成立的，而一个具有全空间性的，无限广延性的抽象意识导致了全空间性的抽象物质波函数坍缩，才是真正合理的，意识的这种全空间性和无限广延性，正是一种波性特征。

张教授所说的“测量总是在局域空间进行的”这句话，实际上是基于经验主义的思维方式而产生的错误认识，因为我们只能经验感知到局域空间上的自我主体以及被观察客体（包括测量仪器），并认为观察主体和被观察客体一定在局域空间上，但这在逻辑上并不严格。因为经验感知到的主体和真正的主体未必同一，经验感知到的客体和真正的客体也未必同一。我看到眼前有个红色的圆苹果，不等于这个苹果一定就是红色和圆形的，它也可能是我们的经验错觉，经验认知未必能如实反映存在，它有自身的严重局限性。主客体都在局域空间上的这种认知，实际仅仅是我们根据经验感知产生的认知结果，我们并不能根据这种经验感知的认知结果就断定主客体必定是在局域空间上，甚至也无法断定主客体都在三维物理空间上。除了经验性的主体和客体之外，还有可能存在先验性的主体和客体，它超出经验之外，但是却不可或缺，因为它是产生认知（先验主体）以及认知结果（先验客体）的来源。

所以我们并不能断定测量一定是在局域空间进行的，也不能断定测量主体和被测客体一定就是在局域空间之上。更加合理的解释是，测量过程本身就是非定域性的全空间过程，观察主体和被观察客体自身就是全空间性的。全空间性的被观察客体，正是具有全空间性特征的先验物质波函数，也可以称为先验客体。而全空间性的观察主体，正是我说的先验的具有无限广延性的抽象波性意识，也可以称为先验主体或者先验自我。根据量子力学，作为先验客体的物质波函数并不处于三维空间上，而处于抽象数学空间上，据此我们也可以断定，作为先验主体的波性意识也肯定并不处于我们认为的真实三维空间上，而必定处于抽象数学空间，如此才能和数学空间上的物质波函数发生相互作用。观察起始于物理时空之外，并且观察主体和被观察客体都是全空间性的无限广延，这是逻辑上的真正合理解释。

5.革命性哲学认识：意识具有广延性

以上又产生出了一个新的革命性哲学认识：意识具有广延性特征。

意识的广延性只是根据意识导致波函数坍缩而逻辑推导出来的，但是这种意识的广延性极不符合我们的经验常识，物质的广延性很好理解，因为我们观察感知到的宏观物体都具有明显的广延性，它们有长度宽度和高度，但是意识的广延怎么理解呢，我们从没有观察到意识也有具体的形状，哲学家笛卡尔认为物质有广延而没有思维，意识没有广延而有思维，在《第一哲学沉思集》中，笛卡尔写道：“我是一个在思维而没有广延的东西，相反石头是一个有广延而不思维的东西^[12]。”这就是笛卡尔式的心物二元论。而假如赋予了意识的广延性，那么意识难道变成了物质？

为了解决这个问题，我们需要对物理广延和抽象广延做出区分。我们经验感知的空间广延是经验现象性的广延，是物理广延。物质波函数以及波性意识的广延是一种抽象广延，它是不可见的，具有先验性的特征。波函数是一种抽象的数学广延，这种广延本质是一种集合性特征，波函数是具有空间和时间属性的本征态的集合，而空间的本质实际也是符合某种几何运算的集合，而意识也有整体的集合性特征，波性意识是无穷个潜在的意识状态和意识行为的集合，并且也包含着全时空性特征。

物理广延是可以直接观察经验的，但是抽象广延不可能直接观察经验的。游戏程序本身显然是没有物理广延的，但是游戏程序却可以借助集合和程序算法而产生出一种抽象广延，让游戏世界产生广延性而且符合一定的算法规则。当你从游戏世界里的一个空间坐标移动到另外一个空间坐标，也需要经历中间的路程。意识的广延性虽然不能被直接经验观察，但是却可以借助于理性和直觉而认知，对意识导致波函数坍缩的理性认知，可以让我们推断出意识一定也有广延性，而直觉上的那种广阔的内在心灵空间和与天地一体的宏大无限感，本身就是意识广延性的间接认知。

当我们理解了意识的广延性特征以后，根据意识导致波函数坍缩的认识，我们就可以推断出，一个具有抽象广延性的意识和具有抽象广延性的物质波函数发生相互作用，才能更合理的解释物质波函数的全时空性的瞬时坍缩，这是意识波粒二象性论证的关键第二步！

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参考文献：

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1. 吴国盛.《时间的观念》[M].中国社会科学出版社.1996 ↩

2. [法]C.Cohen-Tannoudji.《量子力学(第1卷)》[M].高等教育出版社.2014 ↩

3. [美]布赖恩·格林. 宇宙的结构——空间、时间以及真实性的意义[M]. 湖南科学技术出版社, 2012. ↩

4. [美]加来道雄.《超越时空:通过平行宇宙、时间卷曲和第十维度的科学之旅》[M].上海科技教育出版社.1999 ↩

5. 张永德. 量子力学(第2版)[M]. 科学出版社, 2008. ↩

6. [美]格里菲斯.《量子力学概论(第2版)》[M].机械工业出版社.2009 ↩

7. 桂起权.《规范场论的哲学探究:它的概念基础、历史发展与哲学意蕴》[M].科学出版社.2008 ↩

8. [美]布鲁斯·罗森布鲁姆.《量子之谜:物理学遇到意识》[M].湖南科学技术出版社.2011 ↩

9. 曾谨言.《量子力学(卷1)(第5版)》[M].科学出版社.2013 ↩

10. 张永德.《量子信息物理原理》[M].科学出版社.2008:24 ↩

11. [美]布赖恩·格林. 宇宙的结构——空间、时间以及真实性的意义[M]. 湖南科学技术出版社, 2012. ↩

12. [法]笛卡尔.《第一哲学沉思集》[M].商务印书馆.1986 ↩