物理学与灵魂的不朽

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


“死后生命”这个话题会让人联想到过去的回溯和闹鬼的房子,但世界上有很多人相信在生命结束后,个体的灵魂会以某种形式继续存在。显然,这是一个重要的问题,就与人类生活的相关性而言,这是我们所能想到的最重要的问题之一。如果科学对此有所见解,我们都应该有兴趣听听。

亚当·弗兰克认为科学对此无话可说。他主张在这个问题上保持“坚定的不可知论”。(他的联合博主阿尔瓦·诺伊坚决不同意。)我非常尊重亚当;他很聪明,而且是一个谨慎的思考者。当我们意见不合时,我们会进行尊重的对话,这种对话应该成为与不疯狂的人意见不合的典范。但在这个问题上,他大错特错了。

亚当声称,“根本没有关于死后生命的可控的、实验性可验证的信息”。按照这些标准,没有关于月球是否由绿色奶酪制成的可控的、实验性可验证的信息。当然,我们可以获取月球反射的光的光谱,甚至可以派宇航员到那里并带回样品进行分析。但这只是表面功夫。如果月球几乎都是绿色奶酪,但表面覆盖着几米厚的灰尘呢?你能真的说你知道这不是真的吗?在你真正检查过月球内部的每一立方厘米之前,你并没有真正实验性可验证的信息,不是吗?所以也许在绿色奶酪问题上采取不可知论是合理的。(提出所有我们实际拥有的关于月球的信息;我向你保证,我可以将其纳入绿色奶酪假说。)


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显然,这完全是疯了。我们坚信绿色奶酪在月球内部所占的比例微不足道,这并非来自直接观察,而是因为这个想法与我们认为自己知道的其他事情格格不入。鉴于我们对岩石、行星、乳制品和太阳系的了解,认为月球是由绿色奶酪制成的是荒谬的。我们知道得更多。

对于死后生命,我们也知道得更多,尽管人们更不愿意承认这一点。诚然,“直接”证据很难获得——我们所拥有的只是一些传说和来自有濒死体验的不可靠证人的粗略说法,再加上一大堆一厢情愿的想法。但当然可以考虑间接证据——也就是说,某种形式的个人灵魂在死亡后仍然存在的想法与我们所知道的世界如何运作的其他事物是否相符。

关于某种形式的意识在我们的身体死亡并分解为构成它们的原子后仍然存在的说法面临着一个巨大的、无法克服的障碍:日常生活背后的物理定律已经完全被理解,而且在这些定律中,没有办法让存储在我们大脑中的信息在我们死后仍然存在。如果你声称某种形式的灵魂在死亡后仍然存在,那么这个灵魂是由什么粒子组成的?是什么力量将它结合在一起?它是如何与普通物质相互作用的?

我们所了解的关于量子场论(QFT)的一切都表明,这些问题没有任何合理的答案。当然,我们所了解的关于量子场论的一切都可能是错误的。此外,月球也可能是由绿色奶酪制成的。

在死后生命的倡导者中,没有人试图坐下来,努力解释为了实现这一点,原子和电子的基本物理学需要如何改变。如果我们尝试,这项任务的根本荒谬性很快就会变得显而易见。

即使你不相信人类“仅仅”是根据粒子物理学标准模型中规定的规则演化和相互作用的原子集合,大多数人也会勉强承认原子是我们的一部分。如果它真的只是原子和已知的力,那么灵魂显然无法在死亡后存活。毫不夸张地说,相信死后生命需要超出标准模型的物理学。最重要的是,我们需要某种方式让“新的物理学”与我们所拥有的原子相互作用。

粗略地说,当大多数人想到在死亡后仍然存在的非物质灵魂时,他们脑海中会浮现出某种精神能量团,它在我们大脑附近安家,并像开着SUV的足球妈妈一样驾驶着我们的身体。问题是:这种精神能量采取什么形式?它是如何与我们普通的原子相互作用的?不仅需要新的物理学,而且需要全新的物理学。在量子场论中,不可能存在新的“精神粒子”和“精神力”与我们常规原子相互作用,因为我们会在现有的实验中检测到它们。奥卡姆剃刀在这里并不站在你这边,因为你必须假设一个完全新的现实领域,它遵循与我们所知道的规则非常不同的规则。

但是,假设你做到了。精神能量应该如何与我们相互作用?这是告诉我们电子在日常生活中如何表现的方程

不用担心细节;重要的是方程的存在,而不是其特定形式。它是狄拉克方程——左边的两项大致是电子的速度和惯性——耦合到电磁力和引力,右边的两项。

就所有已完成的实验而言,这个方程是对电子在日常能量下如何表现的正确描述。它不是一个完整的描述;我们没有包括弱核力,也没有包括与希格斯玻色子等假设粒子的耦合。但这没关系,因为这些只在很高的能量和/或很短的距离上才重要,远远超出与人脑相关的范围。

如果你相信与我们身体相互作用的非物质灵魂,你需要相信这个方程是不正确的,即使在日常能量下也是如此。右边(至少)需要一个新的项,表示灵魂如何与电子相互作用。(如果该项不存在,电子将继续以它们的方式运行,仿佛没有任何灵魂存在,那么这有什么意义呢?)因此,任何认真对待这个想法的受人尊敬的科学家都会问——这种相互作用采取什么形式?它在时空中是局部的吗?灵魂是否尊重规范不变性和洛伦兹不变性?灵魂是否具有哈密顿量?相互作用是否保留了单一性和信息守恒?

没有人公开提出这些问题,可能是因为它们听起来很傻。一旦你开始提出这些问题,你面临的选择就会变得很清楚:要么推翻我们所认为的关于现代物理学的一切,要么不信任宗教记载/不可靠的证词/一厢情愿的想法,这些想法让人们相信死后生命的可能性。就科学理论选择而言,这并不是一个困难的决定。

我们不会在真空中选择理论。我们被允许——实际上是被要求——询问关于世界如何运作的说法与我们所知道的世界如何运作的其他事物是否相符。我在这里像一个粒子物理学家一样讲话,但是会有一个类似的推理来自进化生物学。假设氨基酸和蛋白质没有在死亡后仍然存在的灵魂。那么病毒或细菌呢?在从我们的单细胞祖先到今天的进化链中,生物体在什么时候停止被纯粹描述为通过引力和电磁力相互作用的原子,并发展出不朽的非物质灵魂?

对于与我们所知的现代科学一切都完全不相容的想法,没有理由采取不可知论。一旦我们克服了在这个问题上面对现实的任何不情愿,我们就可以开始着手研究关于人类和意识如何真正运作的更有趣的问题。

肖恩·卡罗尔是一位物理学家和作家。他于 1993 年获得哈佛大学博士学位,目前在加州理工学院任教,他的研究重点是基础物理学和宇宙学。卡罗尔是从永恒到此:对时间终极理论的探索时空与几何:广义相对论导论的作者。他曾为《发现》《大众科学》《新科学家》和其他出版物撰稿。他的博客宇宙差异《发现》杂志托管,他还曾出现在《科尔伯特报告》国家地理的已知宇宙摩根·弗里曼的穿越虫洞等电视节目中。他的 Twitter 账号是@seanmcarroll

宇宙差异上交叉发布。

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