在自然科學(xué)理論的發(fā)展歷史上，唯一涉及到“意識”的理論就是量子力學(xué)。不過，這里要多說一點，并不是說，量子力學(xué)和“意識”有關(guān)，而是有科學(xué)家在往這方面琢磨，不過并沒有成為主流理論。這個理論之所以會備受關(guān)注，最主要的原因還是提出者是大名鼎鼎的計算機之父：馮·諾依曼。

量子力學(xué)

要了解這個問題，我們就得先來聊一聊馮諾依曼之前的量子力學(xué)發(fā)展。量子力學(xué)起初是一門研究微觀世界的科學(xué)理論。這是基于20世紀(jì)初，大量的觀測設(shè)備已經(jīng)可以直接或者間接觀測到微觀世界的物理學(xué)現(xiàn)象。于是，科學(xué)家基于這些現(xiàn)象提出了相應(yīng)的理論。

我們可以從電子的角度來簡單地了解一下量子力學(xué)。科學(xué)家一直都在研究，微觀粒子的運動。起初，很多人都用宏觀世界的那一套，用時間、速度、質(zhì)量等物理學(xué)概念來描述。可是，后來科學(xué)家越來越發(fā)現(xiàn)不是那么回事。尤其是物理學(xué)家波爾所能領(lǐng)銜的哥本哈根學(xué)派，他們就提出了許多顛覆人們認(rèn)知的觀念。

具體來說是這樣的，我們知道原子是有原子核和電子構(gòu)成的。一般情況下，我們看到的原子模型有點類似于太陽系，電子在原子核外繞著原子核轉(zhuǎn)。

不過，事實上，他們發(fā)現(xiàn)事實并非如此。所謂的軌道其實是假想出來的，而不是真實存在的。他們發(fā)現(xiàn)，電子其實是以概率云的形式存在于原子核外。那具體是啥意思呢？

意思是就是說，電子同時存在于不同的原子核外的各個地方，處于一種疊加態(tài)當(dāng)中。我們只知道她出現(xiàn)在某個位置的概率，可以用薛定諤的波函數(shù)方程進行描述。

當(dāng)我們一觀測她時，系統(tǒng)的波函數(shù)就會坍縮，就會按照概率對應(yīng)出一個實際的結(jié)果。如果不觀測，那電子還會繼續(xù)遵守波函數(shù)方程。不過，科學(xué)家就一直在糾結(jié)一個問題：在觀測和沒觀測之間到底存在著什么樣的機制，可以導(dǎo)致一觀測就出現(xiàn)如此巨大的變化？

馮·諾依曼

恰好，當(dāng)時馮·諾依曼就在歐洲跟隨者數(shù)學(xué)家希爾伯特搞研究，而他研究的領(lǐng)域就是量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。他也一直在琢磨這個問題。那馮·諾依曼是如何思考的呢？

首先，雖然我們一直在用“觀測”這個詞，但是如果仔細(xì)琢磨，你就會發(fā)現(xiàn)，這個詞很模棱兩可。什么樣的才算是“觀測”？

到底是用眼睛看一下，還是用手摸一下，還是用計算機等儀器記錄一下？

馮·諾依曼就認(rèn)為，用于觀測的儀器本身就是由不確定性的粒子構(gòu)成的，也是擁有自身的波函數(shù)。當(dāng)科學(xué)家用這些儀器去“觀測”時，儀器本身的也會被卷入到“疊加狀態(tài)”當(dāng)中。

如果用無限多的儀器，一臺觀測著電子的狀態(tài)，另外一臺觀測著第一臺儀器，第三臺儀器觀測著第二臺儀器，這樣無限復(fù)歸下去，那么整個系統(tǒng)（從電子到所有的觀測設(shè)備）的波函數(shù)都不會坍縮。

這個過程也被稱為馮·諾依曼的無限復(fù)歸鏈。那么問題就來了，為什么人來觀測就會坍縮，而僅僅機器測量，就會發(fā)生疊加呢？這不是預(yù)示著人的“觀測”才是影響波函數(shù)坍縮的原因嗎？這是不是說明“人的意識”是會影響系統(tǒng)的波函數(shù)？

于是，馮·諾依曼就提出：只有當(dāng)電子的波函數(shù)被“意識到”，才會發(fā)生坍縮，得到一個確定的結(jié)果。如果沒有被“意識到”，電子就總是處于疊加態(tài)當(dāng)中。

這聽起來是不是很瘋狂？其實不光是馮·諾依曼在瘋狂，也有和他志同道合的科學(xué)家。這個人就是魏格納。

魏格納的朋友

魏格納就直接提出，“人的意識”在改變波函數(shù)中起到了極其關(guān)鍵的作用。他還提出了一個思想實驗叫做：魏格納的朋友。

要了解“魏格納的朋友”，我們就得像搞懂另外一個著名的思想實驗：薛定諤的貓。這是物理學(xué)薛定諤提出來反駁哥本哈根學(xué)派的一個著名實驗。

他假定有一只貓在一個密封的盒子里，在這個盒子當(dāng)中裝了“鐳”和“氰化物”。其中“鐳”存在著衰變的概率，一旦衰變機關(guān)就會打破裝有氰化物的瓶子，這時候貓就會被氰化物毒死；如果“鐳”沒有發(fā)生衰變，貓就可以活下來。

根據(jù)量子力學(xué)，我們知道“鐳”是處在了衰變和不衰變的疊加態(tài)，因此，貓也應(yīng)該處于死貓和活貓的疊加態(tài)中。所以，這就會出現(xiàn)“既死又活的貓”。

“魏格納的朋友”就是在“薛定諤的貓”基礎(chǔ)上延伸出來的思想實驗。魏格納提出就在貓在盒子里時，如果他有個好朋友帶著販毒面具也進入到這個盒子里等待觀測這只貓。而魏格納自己不去觀測這個盒子，因此，他是不知道貓到底是死還是活的。不過，他可以事后去詢問朋友。而他的朋友肯定會告訴他一個貓的確定狀態(tài)。而不是這貓既死又活的疊加態(tài)。這就說明，他的朋友雖然在系統(tǒng)當(dāng)中，但卻影響波函數(shù)，這也正是“意識”在起作用。

因此，魏格納就提出，意識是可以作用于外部世界的，并且使得波函數(shù)發(fā)生坍縮。他還進一步解釋了其中的原因，他認(rèn)為外部世界的變化會引發(fā)意識的改變。因此，根據(jù)牛頓第三定律，也就是作用力與反作用力，意識也可以引發(fā)外部世界的改變。

問題

無論是馮諾依曼還是魏格納，他們的看法都足夠顛覆。但是也存在著一些問題。首先，我們根本無法定義“意識”，誰也說不清楚到底什么才算是意識？是一些動物擁有意識，還是只有人才擁有？所以，這個理論還有很多基礎(chǔ)都不牢固。

許多科學(xué)家認(rèn)為他們的解釋太過牽強附會，因此，目前這個理論并非是主流的科學(xué)理論。