摘要:诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼曾著名地说道:“我想我可以相当有把握地说——没有人真正理解量子力学。” 长久以来,人们一直怀抱希望,盼望某种新的诠释能够让量子理论变得直观而合理。例如,“多世界假说”认为宇宙在不断分裂成无数个新世界,而每一个世界都包含一个我们的复
诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼曾著名地说道:“我想我可以相当有把握地说——没有人真正理解量子力学。” 长久以来,人们一直怀抱希望,盼望某种新的诠释能够让量子理论变得直观而合理。例如,“多世界假说”认为宇宙在不断分裂成无数个新世界,而每一个世界都包含一个我们的复制体。乍一看,这似乎是合乎理性、甚至颇具直觉吸引力的设想;但一旦深入细究那种“分裂”究竟如何发生,直觉便顷刻崩塌。
问题或许并不在诠释层面。人类可能在根本上就无法在直觉层面理解量子理论,因为我们的思维线路被硬性地锁定在日常经验所形成的物理直觉之中。
换言之,我们的语言来自于我们所感知的物理与感官世界,我们无法一跃进入完全非直觉性的感官境界——一个粒子既“存在”又“不存在”,因果关系可以被颠倒,效应可先于原因的世界。这样的现象虽然确实存在,但我们的头脑无法领会。因为在语言出现之前很久,我们理解世界的方式,就已根植于从感官知觉中提炼出的抽象之中——那正是思想的原料。
那种希望——即通过学习、发明新词汇、理解新的数学语言——从而真正理解量子理论(或者说,任何超越牛顿力学的物理理论)——或许不过是一种幻想。我们像魔法师一样,能够施展魔法,却无法理解自己施展的魔法。
因此,我们唯一能够真正理解量子物理的方式,就是亲身去体验它。
但这意味着什么?做一个量子粒子的生命体验会是什么样的?
我们是否仅靠学习一种新的语言,就能学会那样的体验?
语言学中有一个颇具争议的理论,有时被称作萨丕尔–沃尔夫假说(Sapir-Whorf Hypothesis)。其强形式主张——语言决定了我们能够思考的内容。这个观点,也被称作“语言决定论”(linguistic determinism),是乔治·奥威尔小说《1984》中极权政府的官方语言“新话”(Newspeak)的思想基础。按照这种逻辑:如果不存在表达“异议”的词汇,那么人就无法表达异议,也因此无法思考异议。
事实上,奥威尔在小说附录《新话原理》(The Principles of Newspeak)中明确说明了自己的意图:
“新话的目的,不仅在于为英社党信徒提供符合其世界观与思维习惯的表达媒介,更在于使一切其他形式的思想变得不可能。”
这的确是一个巨大的飞跃。
这种飞跃也是2016年电影《降临》(Arrival)剧情的基础——女主角是一位语言学家,由艾米·亚当斯饰演。她通过学习一种外星语言,在时间中“解体”,能以非线性的方式体验自己生命中的片段,并利用来自未来的信息去影响过去。影片中甚至直接提到了萨丕尔–沃尔夫假说。
那么,我们的语言所包含的词汇,是否真的决定了我们能思考什么?
简而言之:并非如此。
这一切都是胡说。有许多体验与感受,我们无法用语言表达;语言最终只是表达我们所经历的手段,而非决定这些经历的本质。这也正是语言始终在演化的原因——新的体验与新的意义层次不断涌现,促使语言扩展。
语言无法改变人们的思维方式;它只能反映我们的思想。
语言学家中一个常被引用的例子,来自加拿大北极地区的因纽皮雅特语(Iñupiat),也就是因纽特人使用的语言。这种语言中,关于“雪”的不同类型至少有一百个词汇。
然而,这并不意味着我们这些说英语的人无法感知或区分这些不同的雪种。这只意味着:由于在英语世界中拥有如此多的雪的词汇并无太大实际用途, 因此我们需要用更多的词语来表达相同的概念。
再比如“幸灾乐祸”这一概念——对敌人不幸感到快意的情绪。这种情感并不是在19世纪“Schadenfreude”这个德语词被英语借用后才出现的。并不是说德国人早在英语世界的人之前就具备这种感觉;
而是因为英语世界发现这种情绪早已存在,只是缺乏合适的词汇来指代它,于是便借用了德语的这个词。
当然,这并不是说语言不会影响我们的思维方式。它确实会。然而,这种影响几乎扩展到文化的方方面面——而语言本身并不是孤立存在的,它是一种文化现象。
然而,支撑你思维的根基并不是语言本身。这正是人类思维方式与“大语言模型”(LLMs)生成语言方式之间的根本区别。后者虽以人类语言为训练材料,却并不思考——它们只是生成。
假设有一个仅以“新话”(Newspeak)为训练语料的大语言模型,那么它将无法生成任何“异议性的”语言。除非它被训练过相关数据,否则它也无法以暗语或隐喻的方式去“破坏”原有语言体系——而这恰恰是人类在面对审查时常见的做法。
事实上,它根本没有任何关于词义的概念。
这正是为什么,大语言模型永远无法真正创造出全新的事物。它们无法思考任何东西,只能循环利用已有的词语。
而人类并不是以这种方式学习语言的。相反,当我们还是婴儿和幼儿时,我们所接触到的词汇与语法,帮助我们表达的是自身的感官体验。这正是如今多数人工智能系统所缺失的关键环节。
Meta AI 的 V-JEPA 模型,在这一方向上迈出了一步。它通过“观看视频”,学习对物理世界的直觉理解。
然而,这样的模型依旧是不完整的。因为 V-JEPA 只能观看视频,却无法亲历它们。它没有身体——而身体,正是人类经验的本质。那是无法伪造的。譬如说,仅仅通过观看奥运体操运动员的翻腾与旋转,你无法知道成为那样的运动员是一种怎样的感觉。
因此,当谈到量子力学时,我们之所以无法理解它,并非因为我们缺乏足够的词汇,而是因为我们无法“体现”它。
毕竟,我们早已拥有关于量子理论的庞大词汇体系——那些以深奥符号书写的词语,能够准确描述任何一次量子实验中所发生的事情。事实上,量子力学的诞生,至少在相当程度上,既是寻找正确方程式的过程,也是建立新语言的过程。
然而,我们对这些方程“意义”的理解,并不比 ChatGPT 理解莎士比亚,或 V-JEPA 理解“做一个后空翻的感觉”,更为深入。
作为人类,我们在理解那些并非由我们亲身体验构成的世界方面,已经做得相当出色。我们使用本源上为了表达感官经验而进化出的语言,去创造隐喻,使我们得以谈论那些与原始意义几乎毫无关联的事物。
就像象形文字从代表完整的词语逐渐演化为单纯表示声音的符号一样,我们也把那些原本具有具体含义的词语加以抽象化。例如,“head”(头)原本指身体的一部分,如今却被用来表示一个抽象概念——“领导者”。
在某些语言中,这些词甚至失去了它们原本的具体含义。例如英语中的 “profound”(深邃的),最初是指物理上的深度;但如今,它被用来指代意义或重要性上的深刻。
如果有人对你说:“那个游泳池很 profound”,作为一名英语使用者,你可能会下意识地去思考,这句话在隐喻意义上究竟指什么深刻之处,而不会简单地认为——它的水深十二英尺。
然而,我们依然能够理解“领导者”或“深刻的意义”是什么,那是因为这些概念,仍与我们的感官经验与心理经验息息相关。
但是,当我们的心智遭遇没有任何内在感官类比的物理现实时,我们便被迫滞留在那些无法准确表达实情的语言隐喻中。
例如,我们说到“波函数坍缩”(wavefunction collapse),仿佛某种东西真的“倒塌”了——但事实上,什么也没有坍塌。又如我们谈论“世界分裂”(worlds splitting),好像宇宙真的被切成无数部分——而我们既没有能解释这种分裂的方程,也没有任何能让它自洽的证据。
我们无法理解成为一个处于叠加态(superposition)的粒子是什么感觉——无法体会那种没有确定位置、同时“存在又不存在”的状态。尽管人类通过语言具备了非凡的抽象思维能力,但我们的思想终究不能超越自身生理与认知结构所设定的边界。
因为我们无法“具身化”量子力学——我们就无法知道,体验量子现象到底意味着什么。
人们不禁要想:如果我们能够发展出拥有“量子之身”的人工智能,是否会更有助于理解这些难以想象的现象?
这样的人工智能,也许能够以直觉的方式理解“处于叠加态”的感觉。或许,只有量子计算机上的人工智能,才有可能完成这种任务。
然而,假如它真的做到了,它又是否能够将那种体验传达给我们?
我们或许就像那些失聪的人——他们可以用手语表示“猫在喵叫”或“狗在吠”,但他们永远无法体会听觉者所感受到的声音本身意味着什么。
他们之所以能创造出这些手势,是因为他们可以看见猫张大嘴、可以看见狗点头、凝视、张开下颚。如果距离够近,他们甚至能感觉到空气的震动。他们确实能够通过别的方式去感知那一刻的现实——但那位有听觉的人所拥有的核心经验——声音——对于他们而言,依然是不可感知的。
然而,也许——量子粒子的“生命体验”与我们的并无不同。这正是“量子贝叶斯主义”(Quantum Bayesianism,简称 QBism)所提出的观点,
如果“玻姆力学”(Bohmian mechanics)是正确的,那么成为一个量子粒子的体验,就如同被一股幽灵般的“领航波”(pilot wave)所引导。
而在更常见的“波函数坍缩”观点中,解释则不尽相同。例如,尤金·维格纳(Eugene Wigner)在1961年提出了著名的“维格纳之友”思想实验。这一实验暗示:一个有意识的存在者,根本无法亲身体验量子现象,因为“观察”这一行为本身,就会导致对你而言的波函数坍缩——即使在一个外部观察者看来,你的波函数仍未坍缩。
在这个思想实验中,有一个密闭的房间,里面进行着一个量子实验。实验很简单:去观察一个处于叠加态的量子比特(例如一个离子的自旋),它同时处于 0 和 1 的叠加态。维格纳之友进到房间里并观察这个量子比特,而维格纳仍留在房间外。维格纳之友在观察后,会预测结果是 50% 为 0、50% 为 1;但未观察结果的维格纳则预测该态仍然保持叠加,概率上仍然是 100% 的叠加态。
在量子理论中,这两种结论是互相矛盾的;而这恰恰是哥本哈根解释的一个重大缺陷,因为该解释暗示一旦发生观测,宇宙整体会发生某种变化。波函数会为所有人而坍缩。维格纳则反驳说,不,坍缩必须是主观的。
那么,作为“维格纳之友”的感受会是怎样的?
就那个朋友而言,他们并不会觉得自己处于叠加态。从他们的视角看,他们并非处于叠加——那只是维格纳(外部观察者)眼中的事实。
这意味着:一个处于叠加态的粒子,很可能并不会感觉到与非叠加粒子有何差别;因为如果你是一个观察者,你总能对自己实施观察,因此永远无法观察到自己处于叠加态。
即便你的某条肢体可以被置于叠加态——例如同时处于两个位置——只要你去感知它,那叠加态就会坍缩。
因此,感觉处于叠加态这种事并不存在,就如同一个以接近光速移动的人并不会“感觉”到自己的钟变慢一样:那仅仅是外部观察者的视角问题。
既然已断定你无法感觉到自己处于叠加态,那么直觉上“体验”量子现实仅仅关乎我们如何感知那些在我们之外、尚未被我们观测到的事物——也就是处于叠加态的那些东西。如果你还没有观测某样东西,那么它的实在性仅存在于你的头脑中;它并非有形可触,而是心理上的存在。
因此,量子世界并不是一种不同的感官体验方式,更多的是一种对概率的理解,而这种理解与我们的本能直觉相悖。
也许费曼是错的:量子理论的非直觉性或许是一种幻象,因为它纯粹代表了“不可见之界”。你之所以不能将它具身化,并非因为词汇不足;而是因为它并不提供任何直接的感官体验。你只能像学会扑克牌规则那样,学会量子理论的规则,从而“理解”它——这终究不过是一场游戏,仅此而已。
来源:老胡科学一点号
