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“万有意识”理论的严密论证
前年，某个及其无聊的下午（或晚上。。。但肯定不是早晨，因为起不来），我一时兴起胡说八道了一下我对上帝的看法。
http://www.xycq.net/forum/thread-122669-1-2.html
其中我论述到了一些关于人的生命和意识方面的问题。大体的意思是这样的，
１。量子理论的测不准原理带给初等粒子的不确定性，是所有不确定性的根源。这也应该包括你我之间，不了解此时此刻对方确切想法的不确定性。
２。完全独立的量子噪音之间，它们的不确定性会互相抵消。由 Law of Large Numbers，亿兆个独立量子噪音，在宏观世界中已经完全倾向于 0 了。
３。但是没有任何实验数据表明，所有的量子噪音之间都是独立的。因此从 quantum entanglement 这个角度来看，大量的互相不独立的量子噪音，未必不能给宏观世界制造不确定性。
４。这种现象也符合概率学中的广义中值定律：在趋近于无穷多个互相不独立的噪音中，整体宏观噪音将完全取决于噪音源之间的 Hilbert-Schmidt 相关算子。
５。因此，我之前曾经大胆设想过，初等粒子本身是有意识的。人的意识则来源于这亿兆个互相不独立的初等粒子意识的量子叠加（其实就是意识叠加）。
６。如果这样解释，那么生死问题就很容易解释了。人活着的时候，人体中的初等粒子之间的相关函数是有意义的，人死了之后这些相关函数便会出现坍塌。
最近我刚刚获悉，普林斯顿大学的两个数学系教授，John Conway 和 Simon Kochen 在 2008 年 2 月在 AMS (American Mathematics Society) 杂志上发表了一篇结论和我之前猜测完全相同的文章。该文章中以一个物理学的假想试验(thought experiment)，和三个几乎无法推翻的公理，严格的论证了这个观点。
John Conway 和 Simon Kochen 这篇文章的主定理，是关于一个很简单的对 spin-1 粒子实验的预测。这个实验就是一个实验员，从一个由他自己选择的角度，来测量一个 spin-1 粒子的旋平方。Conway 和 Cochen 论证道，在以下三个公理：SPIN, TWIN 和 FIN 的前提下，如果做实验的人的（方向）决定不取决于任何历史信息（也就是说实验员是自由的），那么此次实验的结果也不会取决于任何历史信息（也就是说 spin-1 粒子本身也是自由的）。
这篇文章目前我没有见到中文翻译版，这周我会抽空把它的内容和论证，以及相关的背景知识。
一，粒子的自旋
首先对基本粒子提出自转与相应角动量概念的是1925年由 Ralph Kronig 、George Uhlenbeck 与 Samuel Goudsmit 三人所为。在量子力学中，有一个很重要的概念叫做量子数。它的作用是用来描述在一个量子动力系统中的各种守恒数的值。这些数值中也有一些我们比较熟悉的，比如说一个原子中每个电子的能量。自旋也是一个很重要的量子数之一。初等粒子，如光子、电子和一些夸克，是不可进一步继续分割的粒子，这些粒子的自旋，也不可能被由更小粒子组成的动力系统来解释。
量子力学中的任何一个动力系统的自旋角动量 (spin angular momentum)，经过量子化之后（菜鸟可以暂时无视“量子化”这个概念），它的绝对值只可能是
S = h*sqrt(s (s+1)),
其中，h 是约化普兰克常数 (reduced Plank's constant)，s 就是我们一直在说的这个自旋量子数 (spin quantum number)；而自旋量子数 s 也只能是非负半整数，它的取值范围只能是 {0, 1/2, 1, 3/2, 2... 等等}。不同的初等粒子有不同的自旋量子数值，依目前的理论和技术，任何一个初等粒子的自旋量子数都是一个无法更变的量值。因此对于初等粒子来说，自旋是一种内在的特征。复合粒子也带有自旋，其由组成粒子（可能是基本粒子）之自旋透过加法所得；例如质子的自旋可以从夸克自旋得到。
下面给大家举几个比较熟悉的例子。所有的电子都有 s = 1/2，其他自旋为 1/2 的初等粒子 (spin-1/2) 包括，正电子，中微子和夸克。光子的自旋为 1，引力子（如果存在的话）的自旋为 2，希格斯玻色子（Higg's bozon 亦称为 God particle，如果存在的话）是唯一一个自旋为 0 的初等粒子。这篇文章主要论述的是一个关于 spin-1 粒子的物理实验，大家如果不熟悉 spin 这个概念的话，直接把它想象成光子也可以。
还有一点大家值得注意的是，半整数自旋的粒子被称为费米子（Fermion 如电子），整数的则称为玻色子（Bozon 如光子）。而泡利原理 (Pauli's exclusion principle)告诉我们，两个费米子之间不能有相同的量子态。通俗点说，就是费米子的感觉更像物质，由于它们不能同时拥有同样的量子态，也就意味着它们不能在同一个时间和同一个地点“出现”，因此两个费米子之间会出现"撞击"。反之如果是两个玻色子“相撞”，我们会观测到的应该是类似于波的量子叠加。
自旋这个话题如果往深处讲，也不是三言两语能够说完的。但为了读者方便读懂“万有意识”这个概念，我写的这些也就算够用了。
二，实验介绍。
首先，对于任何想以量子力学理论的不完善之处为理由来否决本文的主定理的人，我先郑重声明一下：本文的主定理的证明，
１，并不取决于 Hilbert space 上的内积，或者任何张量积；
２，也不取决于对于波函数 Psi 的任何假设；
３，在相对论的条件下，我们仍然可以证明命题成立。
下面，我们给大家详细的介绍一下，本文主定理所预测的那个物理实验。
这个实验其实很简单，就是找一个 spin-1 粒子（例如，光子），从 w 这个方向来测量它的自旋平方（先测量自旋，然后把那个数字平方了，抄到笔记本上）。令 f(w) 为这个实验的结果，f(x) 的结果只可能是 1 or 0。
现在，令 (x, y, z) 为三个互相正交的单位向量，代表三维空间的一个正框架。我们从 (x, y, z) 这三个方向同时测量，得出 f(x), f(y), f(z)。那么，本文所需要用到的第一个公理，就是
SPIN －假设 f(x) = l, f(y) = m, f(z) = n，则 l, m, n 的取值范围为 {0, 1}，且 l+m+n = 2。这个公理是一个反复被实验证明过的命题。
有些时候，对于两个及其遥远的粒子，它们可能对所有的物理实验，都会给出同样的结果。这样的一对儿粒子，我们称之为孪生粒子（twined）。本文所需要用到的第二个公理，就是
TWIN －对于两个孪生粒子，如果试验员 A 从 x, y, z 方向观测它的结果是 j, k, l；试验员 B 从 w 方向观测它，如果 w 正好等于 x, y 或 z，则试验结果将分别是 j, k, l。
本文所需要的第三个公理，和相对论有关。由于相对论认为任何“东西”的速度都不能超过光速，那么我的这个公理就是，
FIN －任何信息传递都有一个上限速度。
值得提出的是，早在 2006 年，Conway 和 Kochen 便提出过类似的一个定理。但由于 FIN 这个公理遭到了专家们的一些理论上的质疑，在 2008 版的主定理中，此公理已经被另外一个叫 MIN 的公理所取代。但为了读者方便易懂，我们暂时先假设 FIN，等到主定理的证明完了之后，我们再进一步讨论关于 FIN 和 MIN 的一些问题。
[ 本帖最后由 天宫公主 于 2009-7-26 01:09 编辑 ]
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