如何看待“在量子測(cè)量中的意識(shí)介入”？
——評(píng)朱清時(shí)院士的反實(shí)在論

李宏芳 桂起權(quán)

一、量子的相干疊加態(tài)取消客觀實(shí)在性沒有？

桂起權(quán)（以下簡(jiǎn)稱“桂”）：由于朱清時(shí)院士在科學(xué)界的特殊地位，他的“反實(shí)在論”言論看起來又如此旗幟鮮明，因此在科學(xué)界和普通民眾之中，引起了極大的震動(dòng)和思想困惑。我的多年從事高分子化學(xué)研究的老同學(xué)鄭重其事地問我，現(xiàn)在唯物主義哲學(xué)是否真的面臨挑戰(zhàn)？我們的好友波士頓的曹天予教授是堅(jiān)定的科學(xué)實(shí)在論者，又是結(jié)構(gòu)實(shí)在論的積極倡導(dǎo)者，他希望我們武漢的“量子哲學(xué)共同體”，對(duì)此有個(gè)明確的集體表態(tài)。為此，確實(shí)值得我們專門討論一番。①我們的量子哲學(xué)共同體的實(shí)在論立場(chǎng)，從總體上看，確實(shí)是高度一致的，盡管表述方式各自有所不同。不過，趙國求教授已經(jīng)在《江漢論壇》等雜志撰文表態(tài)，萬小龍教授連同其博士生也打算另文發(fā)表評(píng)論。

在《我們的量子哲學(xué)共同體》 （2004年）一文中，關(guān)于“月亮不看它時(shí)，它存在不存在”的議題，我們?cè)?jīng)明確表示過，“現(xiàn)象實(shí)體”與“自在實(shí)體”這兩個(gè)層次是有嚴(yán)格區(qū)別的。在微觀領(lǐng)域，觀察作用是不可忽視的。強(qiáng)調(diào)量子現(xiàn)象對(duì)觀察的依賴性，算不了什么“主觀唯心主義”。一方面，月亮在沒人看它的時(shí)候作為“月球”（的客體）仍然存在；另一方面，反過來說，只當(dāng)有人看它的時(shí)候，月球才作為“月亮”（現(xiàn)象實(shí)在）而存在。前一句話說的是“自在實(shí)體”的客觀性，后一句話說的是，“現(xiàn)象實(shí)體”對(duì)觀察的依賴性。①桂起權(quán)：《我們的量子哲學(xué)共同體》，載《吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)》2004年第6期。我們必須辯證地看問題，同時(shí)看到這正反兩面，兩者缺一不可，這樣才算完美。重點(diǎn)在于，量子實(shí)在具有“關(guān)系實(shí)在”的特征，但不能忘記它仍然是實(shí)在。這是我們關(guān)于量子現(xiàn)象與觀察測(cè)量的關(guān)系的基本觀點(diǎn)?？磥?，這次朱院士對(duì)量子測(cè)量的討論，實(shí)質(zhì)上也涉及同類問題。不過，他對(duì)“薛定諤貓”的形象類比——“女兒既在客廳又不在客廳”卻更有能夠迷惑人心之處。芳芳，你的博士論文就是研究量子實(shí)在與“薛定諤貓”②李宏芳：《量子實(shí)在與薛定諤貓佯謬》，北京：清華大學(xué)出版社2006年版。的，讓你來解釋一下也許是最合適的 吧。

李宏芳（以下簡(jiǎn)稱“李”）：這先得從“量子疊加態(tài)”和“波包塌縮”說起。量子的神奇在于“態(tài)疊加原理”，即微觀對(duì)象可以以一定的幾率同時(shí)存在于不同量子態(tài)的疊加之中，形成量子相干疊加態(tài)。一個(gè)微觀粒子，比如電子，沒有一個(gè)精確的位置，既可以在這里，又可以在那里，還可以“既在這里又在那里”，即處于“這里和那里的一個(gè)疊加態(tài)”。在這個(gè)例子中，電子是非局域性的存在物，可以同時(shí)存在于多個(gè)地方。朱院士的“女兒既在客廳又不在客廳”是形象類比，對(duì)于宏觀物體來說，這種“既在又不在”的情形自然很難實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于微觀對(duì)象來說，情形確實(shí)是這樣。（桂插話：所以說，形象類比對(duì)于科學(xué)普及是有用的，對(duì)于增加普通群眾的理解力是有啟發(fā)性的。）在沒有觀察或測(cè)量之前，微觀對(duì)象的存在狀態(tài)，比如位置，完全不確定，究竟在哪兒，測(cè)量之前沒有答案。量子隨機(jī)性是一種內(nèi)在的、不可化約的真正隨機(jī)性，是由微觀對(duì)象量子態(tài)的相干疊加性決定的。然而，微觀對(duì)象的存在狀態(tài)具有內(nèi)稟的不確定性，并不意味著微觀對(duì)象本身不存在，更不意味著微觀對(duì)象是由意識(shí)創(chuàng)生的。例如，電子可以處于自旋向上的狀態(tài)，也可以處于自旋向下的狀態(tài)，還可以處于兩者的疊加態(tài)，在未測(cè)量之前，電子的自旋狀態(tài)客觀上是不確定的，但這不等于電子及其量子態(tài)本身不存在。如果我們測(cè)量電子的自旋，我們將以一種完全隨機(jī)的方式，確定電子自旋究竟是向上還是向下。測(cè)量作為儀器與被測(cè)量系統(tǒng)（這里是電子）的一種相互作用，使電子原先不確定的自旋態(tài)確定下來，并且呈現(xiàn)出來。至于電子本身的物質(zhì)存在性，如質(zhì)量和電荷，本來就有確定的值，并不是由于測(cè)量隨機(jī)產(chǎn)生的，更不是由意識(shí)創(chuàng)生的。簡(jiǎn)言之，量子測(cè)量過程是微觀對(duì)象從量子疊加態(tài)到某個(gè)本征態(tài)的轉(zhuǎn)變，是從不確定態(tài)到確定態(tài)、從可能態(tài)到現(xiàn)實(shí)態(tài)的轉(zhuǎn)變。即使海森伯的“潛在”和“傾向”解釋也不否定客觀性的實(shí)質(zhì)，這里并不存在意識(shí)或測(cè)量“產(chǎn)生”客觀世界的問 題。

桂：看來你對(duì)“相干疊加態(tài)并不取消量子對(duì)象的客觀實(shí)在性”的解釋，很有說服力。那么，你對(duì)朱院士所說“測(cè)量的核心是意識(shí)”，是怎么看待的呢？

李：量子測(cè)量的實(shí)質(zhì)是糾纏。對(duì)于電子位置的測(cè)量，我們將以一種完全隨機(jī)的方式知道電子或者在這里，或者在那里。儀器（包括環(huán)境）與被測(cè)系統(tǒng)（這里是電子）的相互作用導(dǎo)致的糾纏，改變了微觀量子的存在狀態(tài)，使其從不確定的“量子相干疊加態(tài)”，以一定的幾率躍遷到確定的“經(jīng)典態(tài)”（早期，它被稱為“波包塌縮”）。在這里，不是意識(shí)創(chuàng)造了微觀量子態(tài)，更不可能創(chuàng)造微觀粒子本身?，F(xiàn)代量子場(chǎng)論的發(fā)展比普通量子力學(xué)更清楚地表明，“量子場(chǎng)”是比“粒子”更為基本的存在。在量子場(chǎng)中，粒子湮滅為連續(xù)的場(chǎng)形態(tài)，當(dāng)受到激發(fā)，它才顯現(xiàn)出來。

桂：我很贊成量子場(chǎng)論的“場(chǎng)的本體論”觀點(diǎn)，真空是充實(shí)的，“真空不空”，即使一個(gè)實(shí)粒子也沒有，卻仍然充滿了場(chǎng)物質(zhì)。場(chǎng)就是海森伯所謂的“原物質(zhì)”，“物質(zhì)的第一重要屬性是廣延性”（笛卡爾語）。“場(chǎng)物質(zhì)”才是真正第一性的存在物。粒子卻是派生的，可生可滅的。以為粒子湮滅了，就是“物質(zhì)消滅了”，那是十分可笑的。那只能說明，“原子論”曾經(jīng)的科普宣傳過于死板卻又太深入人心。

李：“真空”就是處于基態(tài)的量子場(chǎng)，場(chǎng)的能量是有漲落的，激發(fā)和退激對(duì)應(yīng)粒子的產(chǎn)生和湮滅。能量和質(zhì)量等價(jià)，粒子的創(chuàng)生也是有物質(zhì)基礎(chǔ)的，絕不是意識(shí)作用的結(jié)果。誠然，“量子測(cè)量”要比“經(jīng)典測(cè)量”復(fù)雜，因?yàn)榱孔訙y(cè)量涉及一個(gè)“干涉項(xiàng)消失”的問題，即所謂波函數(shù)的“波包坍縮”問題。

桂：那么，你是如何看待這個(gè)“干涉項(xiàng)的消失”的？

李：馮·諾依曼試圖在量子力學(xué)的框架內(nèi)邏輯一致地回答量子測(cè)量問題。在《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》 （1932年）一書中，他把儀器簡(jiǎn)化為只有一個(gè)自由度的指針，認(rèn)為它也遵循量子力學(xué)的規(guī)則。然而，由于忽略了儀器的宏觀特性，最終導(dǎo)致了一個(gè)荒謬的結(jié)論：為了消除相干項(xiàng)，切斷無限回歸的儀器鏈，必須有人眼的“最后一瞥”，即人的主觀意識(shí)的介入導(dǎo)致了波函數(shù)的“波包坍縮”，得到一個(gè)確定的結(jié)果。這一假說影響深遠(yuǎn)，成為后人對(duì)量子測(cè)量進(jìn)行主觀主義解釋的主要根源。朱院士特別提到馮·諾依曼的“主觀意識(shí)影響物理實(shí)在”的思想。但是，量子測(cè)量的“波包坍縮”必須有“主觀意識(shí)參與”或者說人眼的“最后一瞥”的說法，是令人費(fèi)解 的。

二、關(guān)于馮·諾依曼的“最后一瞥”

桂：順著馮·諾依曼的思路走，既可以向“右”轉(zhuǎn)，也可以向“左”轉(zhuǎn)。你剛才說到，馮諾依曼的“最后一瞥”，成為后人對(duì)量子測(cè)量進(jìn)行主觀解釋的根源。但我則看到，也可以“反其道而行之”，引出量子測(cè)量的“客觀主義解釋”或“實(shí)在論解釋”。

李：這可能需要您做一個(gè)特別的說明。

桂：我認(rèn)為，佘振蘇教授的《復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)新框架——融合量子與道的知識(shí)體系》①佘振蘇：《復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)新框架——融合量子與道的知識(shí)體系》，北京：科學(xué)出版社2012年版。一書就是這樣做的。馮·諾伊曼在量子測(cè)量中引入意識(shí)，具有嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的意義。佘振蘇第一次使得人們認(rèn)識(shí)到這件事的重要價(jià)值，必須認(rèn)真看待它！馮·諾伊曼認(rèn)為，測(cè)量過程必須涉及三個(gè)系統(tǒng)：被測(cè)量系統(tǒng)P，測(cè)量設(shè)施M和觀察者O。O決定M，然后M與P相互作用。整個(gè)過程O+M+P（過程1）雖然復(fù)雜，但可以用數(shù)學(xué)來表述。他進(jìn)一步認(rèn)為，大腦的運(yùn)作（O）也遵循量子力學(xué)規(guī)則。大腦活動(dòng)涉及原子與亞原子粒子的行為，也可以訴諸量子力學(xué)描述。佘振蘇從馮諾依曼那里得到重要啟示，認(rèn)為可以用量子觀點(diǎn)研究意識(shí)。在解讀馮·諾伊曼“在量子測(cè)量中引入意識(shí)”的思路中，他看到一個(gè)期望：期望對(duì)測(cè)量過程，甚至包括認(rèn)知過程進(jìn)行完整的量子力學(xué)的動(dòng)力學(xué)描述，這是對(duì)一個(gè)（復(fù)雜的）德布羅意波演化的完整描述。這是一個(gè)宏偉的設(shè)想。由于近幾十年非線性動(dòng)力學(xué)研究和數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，他認(rèn)為在此基礎(chǔ)上，再思考這一理想，并非遙不可 及。

佘振蘇注意到，“用量子觀點(diǎn)研究意識(shí)”值得特別關(guān)注的人物是斯塔普，他也深受馮·諾依曼觀點(diǎn)的影響。

李：斯塔普是怎么對(duì)意識(shí)、心靈作為量子過程進(jìn)行分析的？

桂：斯塔普在《心智、物質(zhì)和量子力學(xué)》 （1983年）中，對(duì)海森伯、懷特海和馮諾依曼的思想進(jìn)行了整合。概括地說，量子測(cè)量過程分三大階段：提出問題，系統(tǒng)演化，自然選擇。其中有三個(gè)成分：（1）觀察者的作用之一是，記錄測(cè)量結(jié)果。如放射性原子究竟衰變還是不衰變，按照狄拉克說法，那是自然的隨機(jī)性抉擇（故稱“狄拉克抉擇”）。（2）觀察者作用之二，是如海森伯所說，是向自然提問。故稱“海森伯提問”。（3）還有：“薛定諤演化”，測(cè)量過程還存在波函數(shù)遵循薛定諤方程的演化。整合起來說，斯塔普的觀點(diǎn)可以歸結(jié)為，量子測(cè)量=海森伯提問+薛定諤演化+狄拉克說的自然選擇。

李：這些只是他對(duì)量子測(cè)量的物理過程所作的分析。斯塔普在哲學(xué)上有何看法呢？

桂：斯塔普在哲學(xué)上提出的新思路是：從哥本哈根詮釋出發(fā)，可以融合（1）海森伯的潛在本體論和（2）懷特海的過程本體論，并以（3）馮·諾依曼的數(shù)學(xué)理論作為技術(shù)支撐，來實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦和意識(shí)的客觀化理解。我特別欣賞海森伯的潛在本體論，并且清楚記得，海森伯在《物理學(xué)與哲學(xué)》中所說過話的主要之點(diǎn)。幾率波意味著對(duì)某些事情的傾向。幾率波是亞里士多德哲學(xué)中潛在（potencia） 這個(gè)古老概念的定量表述，這是正好介乎可能性和現(xiàn)實(shí)性之間的一種新奇的物理實(shí)在。①海森伯：《物理學(xué)與哲學(xué)》，北京：科學(xué)出版社1974年版，第11頁。

桂：海森伯還認(rèn)為，幾率函數(shù)結(jié)合了客觀與主觀的因素。它包含了可能性或較大傾向（亞里士多德哲學(xué)中的“潛在”）的陳述。這些陳述是完全客觀的，并不依賴于觀察者。②同上書，第20頁。

李：您認(rèn)為，斯塔普從海森伯和懷特海身上學(xué)到了什么？

桂：斯塔普融合了他們思想中的積極成分。懷特海認(rèn)為，宇宙是處于永恒運(yùn)動(dòng)的有機(jī)體。自然界被看作活生生的、有生機(jī)的。這種把自然過程看作有機(jī)的，從哲學(xué)上包含了海森伯的潛在性。懷特海的有機(jī)過程就是馮·諾依曼分析量子測(cè)量時(shí)所說的過程1，按照薛定諤方程演化。佘振蘇認(rèn)為，這是斯塔普在哲學(xué)上的一種重要拓展，通過引入懷特海的過程思想，將現(xiàn)實(shí)的心理—物理體系綜合到一個(gè)全局的、過程的動(dòng)力學(xué)之中。它呼喚著量子力學(xué)的意識(shí)研究。依我看，佘振蘇順著對(duì)“量子測(cè)量中意識(shí)介入”可能做客觀主義解釋的思路往前走，關(guān)注量子力學(xué)與心靈的關(guān)系，但其基本立足點(diǎn)仍然屬于“實(shí)在論”的范疇。這是科學(xué)實(shí)在論的延伸，一種新的哲學(xué)本體論。③佘振蘇：《復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)新框架——融合量子與道的知識(shí)體系》，北京：科學(xué)出版社2012年版，第45頁。

在我們的實(shí)在論解釋下，不必把量子過程歸結(jié)于意識(shí)，而是反過來，可以把心靈、意識(shí)歸結(jié)于客觀量子過程。總之，量子測(cè)量=客觀物理過程，而意識(shí)、心靈（也）=物理事件（一部分），依此回答“朱清時(shí)疑難”。

至于經(jīng)絡(luò)、穴位、精氣等中醫(yī)的理論名詞，同樣可以作實(shí)在論或其他的不同解釋。我和王偉長(zhǎng)在《解讀經(jīng)絡(luò)與“氣”的實(shí)在性——從場(chǎng)本體論與結(jié)構(gòu)實(shí)在論的觀點(diǎn)看》④桂起權(quán)、王偉長(zhǎng)：《解讀經(jīng)絡(luò)與“氣”的實(shí)在性——從場(chǎng)本體論與結(jié)構(gòu)實(shí)在論的觀點(diǎn)看》，第十八屆全國科學(xué)哲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（南京大學(xué)）論文，2017年8月26—27日。一文作出了科學(xué)實(shí)在論意味的回答。其要點(diǎn)是：（1）物理學(xué)實(shí)在是生物學(xué)實(shí)在的基礎(chǔ)。我們采取場(chǎng)本體論立場(chǎng)，“場(chǎng)物質(zhì)”是基本的、第一性的，粒子（從分子、原子到夸克）是派生的、第二性的。（2）從結(jié)構(gòu)實(shí)在論觀點(diǎn)看，對(duì)“潛在基本實(shí)體”的本體論承諾，對(duì)一個(gè)理論的支撐具有根本重要性。經(jīng)絡(luò)和“氣”就是中醫(yī)理論的“潛在基本實(shí)體”，就像“夸克”是對(duì)粒子物理學(xué)所起的作用那樣。（3）費(fèi)倫的“經(jīng)絡(luò)的物質(zhì)基礎(chǔ)研究”。經(jīng)絡(luò)是復(fù)雜生理網(wǎng)絡(luò)，穴位是其節(jié)點(diǎn)，穴位在針灸臨床施治時(shí)可觀測(cè)。費(fèi)倫實(shí)驗(yàn)中測(cè)試的紅外光波（9—20微米）和太赫茲波（9毫米微波），還有繆強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的生物“次聲波”傳播和細(xì)胞膜鈣離子振蕩現(xiàn)象，都是“氣”的外在表現(xiàn)形式。每一種相關(guān)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，都是從一定角度對(duì)經(jīng)絡(luò)和“氣”實(shí)在性的表征。實(shí)際上，朱清時(shí)院士也認(rèn)可經(jīng)絡(luò)和“氣”的客觀實(shí)在性。

科普宣傳有時(shí)候做得太夸張。美國有一個(gè)電視劇叫做“薛定諤貓”，年輕人很喜歡看，說的是一個(gè)青年物理學(xué)家內(nèi)心很糾結(jié)，擔(dān)心他女朋友處于“愛他與不愛他”的糾纏疊加狀態(tài)之中。表面上看，國內(nèi)學(xué)界似乎對(duì)“薛定諤貓”很熟悉，然而很少有人真正關(guān)心薛定諤在什么語境下提出“貓”的實(shí)驗(yàn)，卻又很隨意地夸大其荒謬之處。

李：最近，成素梅教授的論文《量子糾纏證明了“意識(shí)是物質(zhì)的基礎(chǔ)”嗎》①成素梅：《量子糾纏證明了“意識(shí)是物質(zhì)的基礎(chǔ)”嗎》，載《華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)》 （哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版）2018年第1期。，從物理學(xué)的歷史考證和哲學(xué)分析的高度，對(duì)該問題做了澄清，考證了薛定諤當(dāng)年設(shè)計(jì)“貓”實(shí)驗(yàn)和提出量子糾纏概念的目標(biāo)與過程。薛定諤的目的是要比愛因斯坦的EPR思想實(shí)驗(yàn)更明確地揭示，基于經(jīng)典觀念并且運(yùn)用經(jīng)典模型與表征概念來理解量子測(cè)量，就必然導(dǎo)致悖論。

桂：同時(shí)她一針見血地揭示出，量子測(cè)量與量子糾纏的真諦在于，量子系統(tǒng)整體性的知識(shí)不可能還原為組成成分的知識(shí)。

三、薛定諤貓佯謬和量子退相干

李：1935年，薛定諤因不滿“哥本哈根解釋”對(duì)于物理實(shí)在的純粹現(xiàn)象論的描述，尤其是不滿馮·諾依曼的人眼“最后一瞥”的測(cè)量假說，提出一個(gè)“死活疊加的貓”的思想實(shí)驗(yàn)，使測(cè)量問題的討論尖銳化。在薛定諤看來，貓不可能處于死活疊加態(tài)，即使不打開盒子，貓也是非死即活，而不是不死不活，或亦死亦活。而且貓的死活是獨(dú)立于人眼的觀察的，不會(huì)是由主觀意識(shí)決定的。因此，馮·諾依曼的測(cè)量假說：貓的死活取決于人眼的觀察或主觀意識(shí)，是不可接受的。

桂：但是，據(jù)說在新的量子測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，“薛定諤貓”已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)啦？

李：是的，薛定諤原先沒能料想到，他通過微觀和宏觀的糾纏構(gòu)想出來的這只“死活疊加的貓”，竟然在60年后成為了現(xiàn)實(shí)。1996年以降，現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域掀起了一個(gè)激動(dòng)人心的篇章，物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室成功制備出了介觀尺度甚至是宏觀尺度的“薛定諤貓”?！把Χㄖ@貓”糾纏態(tài)的成功制備為量子通信和量子計(jì)算的發(fā)展提供了極為重要的物理基礎(chǔ)，也革新了人們的思維觀念：量子性并不是微觀世界獨(dú)有的特性，宏觀世界原則上也可以有。朱院士的宏觀類比“女兒既在客廳又不在客廳”可能正是緣于此。但“薛定諤貓”是一個(gè)糾纏態(tài)，一個(gè)物理態(tài)，而并不是說宏觀世界一只真實(shí)的貓“既死又活”。質(zhì)料和形式是有分別的，物質(zhì)客體和物理態(tài)不應(yīng)混淆。不僅如此，量子測(cè)量實(shí)驗(yàn)也探測(cè)到了“薛定諤貓”如何退去量子相干性，變成經(jīng)典貓的過程。

桂：我知道，你對(duì)量子“退相干”問題有專門研究，發(fā)表過不少論文。

李：研究發(fā)現(xiàn)，“量子貓”變?yōu)椤敖?jīng)典貓”，是一個(gè)隨著貓態(tài)的自由度或說粒子數(shù)增多迅速退去相干性的過程。這是一個(gè)客觀的、自然而然發(fā)生的退相干過程，不需要人眼的觀察或意識(shí)的參與。①李宏芳：《量子實(shí)在與薛定諤貓佯謬》，第88—89頁。并不是一經(jīng)爸爸觀察，女兒就從“既在客廳又不在客廳”的疊加態(tài)，坍縮為在客廳的唯一狀態(tài)，或者，不在客廳的唯一狀態(tài)。女兒的狀態(tài)是由她自身的宏觀特性決定的，不是由你的眼睛決定的。你沒看她時(shí)不知她的狀態(tài)，只是緣于你的無知或信息匱乏，這與量子的內(nèi)在不確定性是兩碼事。

桂：由此看來，朱院士所說的“量子力學(xué)的基礎(chǔ)就是：從不確定的狀態(tài)變成確定的狀態(tài)，一定要有意識(shí)參與。這是物理學(xué)的一個(gè)重大成就”。這個(gè)結(jié)論在邏輯上是推不出的。

李：根據(jù)退相干理論，量子測(cè)量中干涉項(xiàng)的消失，量子態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)典態(tài)，是系統(tǒng)與其“環(huán)境”不可避免的相互作用產(chǎn)生的量子糾纏所致。量子糾纏才是量子測(cè)量問題的本質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)“波包塌縮”和量子退相干的關(guān)鍵，因?yàn)檫@種量子糾纏會(huì)在量子力學(xué)框架內(nèi)動(dòng)力學(xué)地消去被測(cè)系統(tǒng)的量子相干項(xiàng)，使其發(fā)生量子退相干，實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定的實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果的出現(xiàn)。

桂：是的。現(xiàn)在物理學(xué)家已經(jīng)很習(xí)慣用量子退相干的觀點(diǎn)來解釋馮·諾依曼的“投影假設(shè)”，從而提供了從相互作用的角度解釋“薛定諤貓”的狀態(tài)變化的一條思路。

李：所以，量子退相干不需要“主觀介入”，也不是“意識(shí)創(chuàng)造了物質(zhì)世界”。

四 、量子糾纏和量子隱形傳態(tài)

桂：聽說，朱院士在講到量子糾纏時(shí)，運(yùn)用了一個(gè)十分生動(dòng)的“手套”類比。假定從北京買了一箱手套，分成兩半，一箱左手手套，另一箱右手手套。比如說，這一箱寄往香港，剩下那一箱寄往華盛頓。手套寄出后，在沒有觀察前，其狀態(tài)當(dāng)然是不能確定的。只有你打開觀察，確定了其中之一的狀態(tài)，比如全是左手手套，另一箱不管有多么遙遠(yuǎn)，其狀態(tài)（右手手套）立刻就變得確定起來了，這種關(guān)聯(lián)性，可以幫助人們理解“量子糾纏”現(xiàn)象。這就像兩個(gè)處于糾纏態(tài)的遠(yuǎn)隔粒子（電子），一個(gè)是自旋向上，另一個(gè)不管多遠(yuǎn)，一定自旋向下。你對(duì)此有何評(píng)價(jià)？

李：手套的這種關(guān)聯(lián)本質(zhì)上不是量子糾纏，而是一種宏觀的整體論，滿足局域因果性。在古代中國的形而上學(xué)中，遠(yuǎn)距離作用是極其自然的，屬于一個(gè)把萬事萬物都關(guān)聯(lián)起來的普遍的和諧。量子物理學(xué)并不支持這樣一種整體論的世界觀。在量子物理學(xué)中，不是每樣?xùn)|西都與其他每樣?xùn)|西發(fā)生糾纏，只有很少的一些事件以一種非定域的方式關(guān)聯(lián)。特別說來，糾纏由量子客體諸如光子或電子攜帶，這些物體以小于或等于光速的有限速度傳播。在這個(gè)意義上，距離和空間的概念保持相關(guān)，非定域隨機(jī)性能在兩個(gè)分離得任意遠(yuǎn)的地方出現(xiàn)。因此說，量子糾纏和遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)與“手套”的定域因果關(guān)聯(lián)在本質(zhì)上是完全不同的。寄往香港和華盛頓的手套是左還是右，在人不打開盒子看時(shí)實(shí)際上已確定，只是人不知道而已。由于人的知識(shí)不完備而引起的不確定，與電子位置的內(nèi)稟不確定截然不同。電子的關(guān)聯(lián)是非局域的隨機(jī)關(guān)聯(lián)。

桂：任何類比都不等同于原物，類比只是針對(duì)其“相似性”方面而言的，“只及一點(diǎn)，不及其余”。我喜歡強(qiáng)調(diào)的是，朱院士的形象類比對(duì)于科學(xué)普及是極為有用的，對(duì)于增加普通群眾的理解力還是極有啟發(fā)性的。

李：量子糾纏的一個(gè)成功應(yīng)用是量子隱形傳態(tài)。量子隱形傳態(tài)，不是隱形傳送整個(gè)物體本身，比如一本書或一頁紙，而是它的量子態(tài)，即它的形式或架構(gòu)。量子態(tài)構(gòu)成了物質(zhì)的最終結(jié)構(gòu)，包含著重要的信息。因此，量子隱形傳態(tài)傳送的不僅僅是物體的一個(gè)近似的描述，實(shí)際上是通過傳送物質(zhì)的實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)而傳送了物體的所有的一切。①李宏芳：《量子實(shí)在與薛定諤貓佯謬》，第68頁。

當(dāng)我們隱形傳送一個(gè)物體的量子態(tài)時(shí)，在這兒的原初態(tài)消失了，在遠(yuǎn)方的那兒會(huì)再現(xiàn)出一個(gè)與之相同的量子態(tài)。這與量子非克隆定理相一致。 即在量子隱形傳態(tài)中，原初物體的質(zhì)料（物質(zhì)、能量）保留在出發(fā)點(diǎn)，而它的所有結(jié)構(gòu)（它的物理態(tài)）消失了。這個(gè)結(jié)構(gòu)或說物理態(tài)呈現(xiàn)在了另一端的物體的身上，在終端出現(xiàn)了與在出發(fā)點(diǎn)原初物體相同的一個(gè)物體。

桂：我完全同意你的“隱形傳態(tài)不傳物”的論斷。

李：那么，您如何看待“量子遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)”與“超光速問題”？

桂：量子遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)是一種整體同步效應(yīng)，既不是出于力或相互作用，也不需要信號(hào)傳遞。我贊成成素梅的觀點(diǎn)，量子糾纏的真諦在于，量子系統(tǒng)信息的整體關(guān)聯(lián)性。信號(hào)傳遞仍然不能超光速，必須遵循相對(duì)論要求，這里不是什么“超距作用”。遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)只涉及遙遠(yuǎn)的空間間隔，卻不涉及時(shí)間因素（關(guān)聯(lián)過程“根本不需要任何時(shí)間”），也無所謂“速度”。雖然它是一種貨真價(jià)實(shí)的物理現(xiàn)象，但它更像是一種邏輯上的關(guān)聯(lián)。當(dāng)然，“超光速”可以作為形容詞來看待。

李：那么，“量子遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)”究竟對(duì)“量子通信”有無價(jià)值？為什么？

桂：我們的回答和解釋是，盡管經(jīng)典信息論關(guān)于信號(hào)的發(fā)送、傳遞、接收等概念都將失去原始含義，然而基于遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)性，信宿與信源兩端通過編碼譯碼提取有用信息互通有無，比超級(jí)特快專遞還要好得多，想必具有全新意義的通訊價(jià)值。①桂起權(quán)、姜小慧：《EPR悖論、量子遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)及其判決性實(shí)驗(yàn)》，載《科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究》2009年第6期。