施一公：量子糾纏被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，顛覆了人類90%的認(rèn)知

01.

一個(gè)生物學(xué)家面對生命之謎不懈追問

今天，我想跟大家探討一下生命的本質(zhì)和生命的極限。

我們先看看人從哪而來？

人的整個(gè)出生過程是這樣的：一個(gè)精子在卵子表面不停地游逛，尋找一個(gè)入口，找到合適位點(diǎn)以后，會(huì)分泌一些酶，然后鉆進(jìn)去。卵子很聰明，一般不會(huì)讓第二個(gè)精子再有機(jī)會(huì)，所以一有精子進(jìn)來，馬上把入口封死。

精子進(jìn)來后就被降解，然后精子的細(xì)胞核和卵子的細(xì)胞核結(jié)合，形成雙倍體，受精卵開始發(fā)育，逐漸分裂為2個(gè)細(xì)胞、再分裂為4個(gè)細(xì)胞、8個(gè)細(xì)胞、16個(gè)細(xì)胞，此時(shí)受精卵還在子宮外面游逛，還沒有著床。

繼續(xù)分裂下去，形成64個(gè)細(xì)胞、128個(gè)細(xì)胞，這時(shí)它快要找到著床地點(diǎn)了。著床之后，繼續(xù)發(fā)育。

你們可能知道也可能不知道，短短四個(gè)禮拜，胎兒開始有心跳。慢慢地，神經(jīng)管形成了，脊椎形成了，四肢開始發(fā)育，通過細(xì)胞凋亡，開始形成手指頭。到四五個(gè)月的時(shí)候，胎兒開始在母親肚子里踢騰。出生之前，胎兒的大腦發(fā)育非?？?，各種神經(jīng)突觸迅速形成。然而不要忘了，這樣一個(gè)鮮活的生命來自于一個(gè)受精卵。

生命開始之后，生命的歷程很漫長，這里面有很多苦惱。我記得我看過一首打油詩是這樣說的：

0歲閃亮登場，10歲茁壯成長，

20歲為情彷徨，30歲拼命打闖，

40歲基本定向，50歲回頭望望，

60歲告老還鄉(xiāng)，70歲搓搓麻將，

80歲曬曬太陽，90歲躺在床上，

100歲掛在墻上。

02.

科學(xué)如何應(yīng)對生命挑戰(zhàn)

我們生命的歷程飽受挑戰(zhàn)，有很多來自于疾病，其中三類疾病和人類有很大關(guān)系。

1、 其中心血管疾病是最重要的殺手，僅在中國每年就有303萬人死于心血管疾病，占32%。

2 、第二種疾病也很可怕，就是癌癥，我們身邊的人常常被癌癥奪去生命，中國每年有265萬人死于癌癥，占28%。

3 、第三類疾病死亡率不高，但是對人的困擾很大，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，就是神經(jīng)退行性疾病，有多位世界名人都曾受這類疾病的折磨。

此外還有34%的人死于其他原因，其中大部分是傳染病，一小部分是交通事故和意外傷害。

我今天想告訴大家的是：

我們?nèi)绾芜\(yùn)用科學(xué)去接受生命的挑戰(zhàn)。

在古代，我們在黑暗中摸索，比如說當(dāng)代的屠呦呦為找到治療瘧疾的方法，就是看了古典藥學(xué)得到靈感，導(dǎo)致了青蒿素的發(fā)現(xiàn)。后來弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素，已經(jīng)是用科學(xué)的方法論來探索。1985年以后，由于戈?duì)柎奶购筒祭拾l(fā)現(xiàn)了低密度脂肪顆粒的受體(LDL受體)，開啟了真正的征服心血管疾病的歷程。

人類始終用科學(xué)在應(yīng)對挑戰(zhàn)，從簡單的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，到最后通過基礎(chǔ)研究驅(qū)使藥物的發(fā)現(xiàn)。

03.

認(rèn)知生命有極限

不要說我們對老年癡呆癥的病因不清楚，對大腦這樣一個(gè)神秘的器官我們也知之甚少，我們基本上可以說什么都不知道。盡管我們有很好的學(xué)習(xí)記憶的模型，我們可以模擬出學(xué)習(xí)記憶的過程，但究竟是不是這樣?我們真的不知道。

我甚至認(rèn)為包括我們的電信號記錄的神經(jīng)沖動(dòng)電位，只是一個(gè)表象，不一定是學(xué)習(xí)記憶的本質(zhì)。為什么?因?yàn)槲覀兇_實(shí)是這樣一個(gè)生物人，是一堆原子構(gòu)成的人在理解生命。

我們在用我們的五官，就是視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺理解這個(gè)世界。這個(gè)過程是不是客觀的呢，肯定不是客觀的。

我們的五官感受世界以后，把信息全部集中到大腦，但是我們不知道大腦是如何工作的，所以在這方面也不能叫客觀。

我們?nèi)司烤故鞘裁茨?仔細(xì)想一想，人是怎么樣處理信息的呢?我們先來對信息也就是物質(zhì)做一個(gè)定義。

我們有三個(gè)層面的物質(zhì)：

1、 第一個(gè)物質(zhì)是宏觀的，就是我們可以感知到的，直覺可以看到的東西，比如人是一個(gè)物質(zhì)，房子也是一個(gè)物質(zhì)，天安門、故宮都是物質(zhì)。

2、第二個(gè)層面是微觀的，包括眼睛看不到的東西也叫微觀，我們可以借助儀器感知到、測量到，從直覺上認(rèn)為它存在，比如說原子、分子、蛋白，比如說很遠(yuǎn)的一百億光年以外的星球。

3、 第三個(gè)層面，就是超微觀的物質(zhì)。對這一類，我們只能理論推測，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但是從來不知道它是什么，包括量子，包括光子。盡管知道粒子可以有自旋和能級、能量，但是我們真的很難通過直覺理解，這就是超微觀世界。

但盡管如此，我們還是要想一想，這個(gè)世界是超微觀世界決定微觀世界，微觀世界決定宏觀世界。我們?nèi)耸鞘裁?人就是宏觀世界里的一個(gè)個(gè)體，所以我們的本質(zhì)一定是由微觀世界決定，再由超微觀世界決定。

我毫不懷疑我就是一個(gè)薛定諤方程、一個(gè)生命形式、一個(gè)能量形式，但不知道怎么解這個(gè)方程，不知道思維是怎么產(chǎn)生的，僅此而已。我相信，你也應(yīng)該相信，我們每個(gè)人不僅是一堆原子，而是一堆粒子構(gòu)成的。

所以，我們真的就是一堆由粒子構(gòu)成的原子，如此之簡單。我們有多少原子?大約有6×10^27個(gè)原子，形成大約60種不同的元素，但真正的比較多的元素，不過區(qū)區(qū)11種。

原子通過共價(jià)鍵形成分子，分子聚在一起形成分子聚集體，然后形成小的細(xì)胞器、細(xì)胞、組織、器官，最后形成一個(gè)整體。但是你會(huì)覺得，不管你怎么做研究，都無法解釋人的意識，這超越了我們能說出和能感知的層面。我認(rèn)為要解釋意識，一定得超出前兩個(gè)層次，到量子力學(xué)層面去考察。我自己認(rèn)為是這樣的。

04.

量子糾纏是可以進(jìn)化的現(xiàn)象嗎?

所以我想班門弄斧講一講量子糾纏。1935年，當(dāng)愛因斯坦(Einstein)和波多爾斯基(Podolsky)以及羅森(Rosen)一起，寫出了著名的EPR佯謬之后，提出了量子糾纏。

實(shí)際上「量子糾纏」這個(gè)詞并不是愛因斯坦提出來的，而是薛定諤提出來的，當(dāng)時(shí)看來是很不可思議的。

量子糾纏的意思是說，兩個(gè)糾纏的量子不管相距多遠(yuǎn)，它們都不是獨(dú)立事件。

當(dāng)你對一個(gè)量子進(jìn)行測量的時(shí)候，另外一個(gè)相距很遠(yuǎn)的量子居然也可以被人知道它的狀態(tài)，可以被關(guān)聯(lián)地測量，很不可思議。但這樣一個(gè)簡單的現(xiàn)象既然存在于客觀世界，我相信它會(huì)無處不在，包括存在于我們的人體里。是不是這樣呢?當(dāng)然是這樣。

量子糾纏怎么樣影響我們的生命，其實(shí)我們不知道，為什么？

因?yàn)檫@不是我們可以用直覺去感受的。

很多科學(xué)家找了很長時(shí)間，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞里面的微管可以形成量子糾纏，但是微管的時(shí)間尺度是10^(-20)秒到10^(-13)秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人的記憶和意識的形成時(shí)間。但是他通過理論的實(shí)踐，以模擬的方式找到了，他正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

比如把磷和鈣放在一起，也就是磷酸鈣，當(dāng)磷酸鈣以波斯納分子集群(Posner molecule or cluster)形式存在的時(shí)候，它的量子糾纏時(shí)間可以長達(dá)105秒!

能把這樣一個(gè)極其脆弱的，對聲、光、電、熱都極其敏感的量子糾纏現(xiàn)象的持續(xù)時(shí)間提高15個(gè)數(shù)量級，那么如果再提高5個(gè)數(shù)量級，就可以達(dá)到年的水平，以年為單位來保存量子糾纏現(xiàn)象。

那么依此類推，你們覺不覺得，有一天我們?nèi)祟悤?huì)發(fā)現(xiàn)量子糾纏也是一個(gè)可以進(jìn)化的現(xiàn)象，它可以保存一百年、一千年、一萬年。

也就是說，量子糾纏，它在遠(yuǎn)古的時(shí)候就存在了，在進(jìn)化過程中被保存了下來。

我要問你們四個(gè)問題：

1、第一個(gè)問題，你們相信有第六感官嗎？很多人會(huì)說不相信。

2、第二個(gè)問題，有沒有可能，兩個(gè)人會(huì)以未知的方式進(jìn)行交流?你會(huì)說也許，不會(huì)像第一個(gè)問題那樣肯定地說不信。

3、第三個(gè)問題，量子糾纏是否存在于人類的認(rèn)知世界里面?存在于大腦里?我相信聽了我的講座，你會(huì)覺得很有可能。

4、第四個(gè)問題，量子糾纏是不是適用于地球上的物質(zhì)呢？你一定會(huì)說一定適用，因?yàn)槲覀円呀?jīng)證明了。

但其實(shí)簡單講，這四個(gè)問題是完全一樣的問題，倒推回去就說明一定有第六感官，只是我們無法感受，所以叫「第六感官」。

那么我們?nèi)司烤故鞘裁?我們只不過是由一個(gè)細(xì)胞走過來的，就是受精卵，所有受精卵在35億年以前，都來自于同一個(gè)細(xì)胞，同一團(tuán)物質(zhì)，一個(gè)處于復(fù)雜的量子糾纏的體系，就這么簡單。

其實(shí)我不知道這里面是什么，但是我相信它。我每呼吸一次會(huì)攝入10^22次方的氧原子進(jìn)入我的身體，進(jìn)入共價(jià)結(jié)構(gòu)。這一口呼吸至少有10^4次方以上的氧原子，被處在世界上一個(gè)很遙遠(yuǎn)角落里的，我沒有見過的人呼吸過至少一次，這在一個(gè)月內(nèi)就會(huì)做到，人一輩子一直在這么做。而兩個(gè)人在一個(gè)房間里的時(shí)候，一天可以有63克的氧氣在彼此的肺當(dāng)中交換。

科學(xué)發(fā)展到今天，我們看世界完全像盲人摸象一樣，我們看到的世界是有形的，我們自己認(rèn)為它是客觀的世界。

其實(shí)我們已知的物質(zhì)的質(zhì)量在宇宙中只占4%，其余96%的物質(zhì)的存在形式是我們根本不知道的，我們叫它暗物質(zhì)和暗能量。

那么盲人摸象般地認(rèn)識世界是科學(xué)嗎？一定是科學(xué)。

每個(gè)人摸的都是真實(shí)存在，而且都是客觀存在的，都是看得見摸得著的，我們現(xiàn)在也是如此。只是我們不知道摸的是象的后背，還是尾巴，還是耳朵。

我認(rèn)為人類的認(rèn)知極限就在于，我們是一堆原子，我們處在宏觀世界，但我們希望隔著兩個(gè)世界去看超微觀世界。那是一個(gè)最美好的、極其美妙的世界。

05.

世界還有多少我們不知道的東西？

隨著量子衛(wèi)星上天，有關(guān)量子的事科普一下：當(dāng)代科技最前沿發(fā)現(xiàn)了什么？竟然顛覆人類世界觀！

我們的世界，因?yàn)閹讉€(gè)最新的科學(xué)，全亂了！

攪亂了世界的3項(xiàng)科學(xué)成果：

1、暗物質(zhì)

1.1 怎么發(fā)現(xiàn)有暗物質(zhì)？

我們原來認(rèn)識的宇宙的形態(tài)，是星球與星球之間通過萬有引力相互吸引，你繞我轉(zhuǎn)，我繞他轉(zhuǎn)，星球們忙亂而有序。

但后來，科學(xué)家通過計(jì)算星球與星球之間的引力發(fā)現(xiàn)，星球自身的這點(diǎn)引力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠維持一個(gè)個(gè)完整的星系。如果星系、星球間僅僅只有現(xiàn)有質(zhì)量的萬有引力支持的話，宇宙應(yīng)是一盤散沙。

宇宙之所以能維持現(xiàn)有秩序，只能是因?yàn)檫€有其他物質(zhì)。而這種物質(zhì)，目前為止，我們都沒有看到并找到，所以，稱之暗物質(zhì)。

1.2 暗物質(zhì)有多少？

科學(xué)家通過計(jì)算，要保持現(xiàn)在宇宙的運(yùn)行秩序，暗物質(zhì)的質(zhì)量，必須5倍于我們現(xiàn)在看到的物質(zhì)。

1.3 有沒有觀測到暗物質(zhì)？

現(xiàn)在沒有真正的測到暗物質(zhì)。只是能發(fā)現(xiàn)光線在經(jīng)過某處時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而該區(qū)域沒有我們能看到的物質(zhì)，也沒有黑洞。

1.4 黑洞是不是暗物質(zhì)？

不是。黑洞只是光出不來，它發(fā)出其他射線，它仍然是常規(guī)物質(zhì)。

2、暗能量

2.1 怎么發(fā)現(xiàn)有暗能量？

科學(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)，我們現(xiàn)在的宇宙，不僅在不斷膨脹，而且在加速膨脹。如果勻速膨脹，還可以理解。但加速膨脹，就需要有新的能量的加入。這能量是啥？科學(xué)家也搞不清，取名叫暗能量。

2.2 暗能量有多少？

科學(xué)家通過計(jì)算，通過質(zhì)能轉(zhuǎn)換方程Ｅ＝MC2計(jì)算，要維持當(dāng)前宇宙的這種膨脹速度，暗能量應(yīng)該是現(xiàn)有物質(zhì)和暗物質(zhì)總和的一倍還要多。

2.3 有沒有找到暗能量？

目前為止，還沒有。

3、量子糾纏

現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)，對物質(zhì)的研究，在進(jìn)入分子、原子、量子等微觀級別后，意外非常大。出現(xiàn)了超導(dǎo)體、納米級、石墨烯等革命性的材料，出現(xiàn)從分子水平治愈癌癥的奇跡。而最神奇的是 —— 量子糾纏。

3.1 什么是量子糾纏？

科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二個(gè)沒有任何關(guān)系的量子，會(huì)在不同位置出現(xiàn)完全相關(guān)的相同表現(xiàn)。如相隔很遠(yuǎn)（不是量子級的遠(yuǎn)，是公里、光年甚至更遠(yuǎn)）的二個(gè)量子，之間并沒有任何常規(guī)聯(lián)系，一個(gè)出現(xiàn)狀態(tài)變化，另一個(gè)幾乎在相同的時(shí)間出現(xiàn)相同的狀態(tài)變化，而且不是巧合。

3.2 有沒有觀測到量子糾纏？

量子糾纏是經(jīng)理論提出，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了的?？茖W(xué)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了6-8個(gè)離子的糾纏態(tài)。我國科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了13公里級的量子糾纏態(tài)的拆分、發(fā)送。

4、攪亂了的世界

4.1 攪亂了的哲學(xué)世界

我們原來認(rèn)為世界是物質(zhì)的，沒有神，沒有特異功能，意識是和物質(zhì)相對立的另一種存在。

現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，我們認(rèn)知的物質(zhì)，僅僅是這個(gè)宇宙的5%。沒有任何聯(lián)系的二個(gè)量子，可以如神一般的發(fā)生糾纏。把意識放到分子，量子態(tài)去分析，意識其實(shí)也是一種物質(zhì)。

既然宇宙中還有95%的我們不知道的物質(zhì)，那靈魂、鬼都可以存在；

既然量子能糾纏，那第六感、特異功能也可以存在；

同時(shí)，誰能保證在這些未知的物質(zhì)中，有一些物質(zhì)或生靈，它能通過量子糾纏，完全徹底地影響我們的各個(gè)狀態(tài)？

于是，神也可以存在。

4.2 坍塌了的物理世界

我們現(xiàn)在所有的物理學(xué)理論，都以光速不可超越為基礎(chǔ)。而據(jù)測定，量子糾纏的傳導(dǎo)速度，至少4倍于光速。

3.4 崩潰的內(nèi)心世界

科技發(fā)展到今天，我們看到的世界，僅僅是整個(gè)世界的5%。這和1000年前人類不知道有空氣，不知道有電場、磁場，不認(rèn)識元素，以為天圓地方相比，我們的未知世界還要多得多，多到難以想像。

世界如此未知，人類如此愚昧，我們還有什么物事必須難以釋懷？

讓我們致敬那些探索未知的人。