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我們進入了量子時代

2016年8月16日,中國發射了世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,在量子通信領域,中國這次走在了世界的前列。量子通信采用的是完全新型的加密手段,具有不可被破解的特性,它的出現使得量子科學這一探索了百年的新科學,迅速在大眾中引起關注。一時間,“量子糾纏”“薛定諤的貓”這些曾讓人望而生畏的量子科學名詞,一下子成了大眾熱議的話題。

這些量子科學的新發現和新思想,來自過去100年中一些基本的科學實驗,其中最著名的就是光粒子的雙縫實驗(見圖1-1)。

圖1-1 光粒子的雙縫實驗

科學家們曾認為,光粒子這種微小的物理個體,應該具有牛頓時代確定的粒子物理特性,那就是可觀測、可測量。但是當科學家們在如圖1-1所示的這個裝置中,向兩個縫隙發射單個光粒子的時候,奇怪的事情發生了:如果觀測者不開始觀測實驗,那么光粒子將以波的形式在雙縫背后的背板上形成衍射波,也就是說這時候雖然發射的是單個粒子,但是粒子呈現的方式竟然是波;但如果觀測者開始觀測實驗,那么此時的光粒子就好像知道了觀測者的介入,它們要么從兩個雙縫中的某一個穿越而過,打在背板上,形成粒子的光點,要么被阻擋在雙縫所在的隔板上,總之這時候它們會老老實實地展現粒子的性質。

奇怪的是,我們不可能同時獲得波和粒子兩種性質的觀測結果,也就是說光粒子在觀測之前是波,但當觀測者介入的時候就變成了粒子。這一實驗顛覆了我們曾經認為的世界是確定的和可以測量的這一基本的物理學概念。而同時科學家們也為這一現象做出了理論解釋,他們認為,在人類介入觀測之前,這些粒子具有的是多種狀態并存的疊加態,但是當我們的觀測介入之后,這些具有多種可能性的疊加態就坍縮了,變成了可觀測的某一種本征態,這就被稱為量子波函數的坍縮。

后來的科學家們對于量子力學這一神奇的現象進行了更廣泛的研究,發現不但在微觀粒子層面,而且在宏觀世界上也存在著量子波函數坍縮的現象,其中最著名的實驗就是“薛定諤的貓”。

著名的奧地利物理學家薛定諤曾經提出過一個思維實驗的模型。假設在一個盒子里有一只貓,這只貓原本是活著的,但是在這個裝置里有一個可以釋放出毒氣,并足以殺死這只貓的毒氣裝置,而這個裝置是由一個可能發出開關粒子的放射源所控制的。如果這個放射源發出開關粒子,激發毒氣的釋放,那么貓就會死;如果放射源不發出開關粒子從而不釋放毒氣,那么貓就會活,而放射源釋放開關粒子的可能性是50%。問題是:這只貓到底是死還是活?

薛定諤從量子力學的觀點來看,認為這只貓是處于既死又活的疊加態,而只有當觀測者打開這個盒子的時候,才能確定這只貓是死還是活。換言之,是由于觀測者的好奇心,使得在打開這個盒子的一瞬間,貓既死又活的疊加態發生了波函數坍縮,從而產生了一個決定的狀態——是觀測者殺死了這只貓!這一觀點絕對挑戰了所有人對世界的基本認知。但是薛定諤在談到這一深奧難懂的理論時也說:“我不喜歡量子力學的觀點,但是我不得不與它相處。”量子力學的另一位開創者玻爾也曾經感嘆:“如果你說你已經理解了量子力學,那就表示你還沒有理解!”

雙縫實驗所揭示的測不準原理,以及薛定諤的貓的思維實驗,都告訴我們當代物理學正在刷新我們對于世界的認知,那就是我們曾經認為的牛頓物理學時代的可預測、可控制的確定世界,原來竟然是不確定、不可預測,也不可控的。在我們認知這個世界之前,世界處于既可能這樣也可能那樣的疊加狀態,是我們的參與和認知決定了世界到底是什么狀態。如果說這個理論已經讓常人摸不著頭腦了,那么量子糾纏的實驗不但讓我們這樣的一般人無法想象,而且連大科學家愛因斯坦至死都無法接受這個實驗事實。

量子糾纏來自一些假說和在后來進行驗證的一系列實驗。在實驗中,每一個量子都是以成對的方式出現的,而當將這兩個量子分開很遠,甚至無限遠的時候,如果我們把其中的一個量子按照某一個軸向進行某種方向的旋轉,那么另外一個處于很遙遠甚至無限遠的量子就會同時做反方向運動,就好像它們之間已經達到了某種默契一樣。但是這種旋轉方向是隨機的,而這個過程是沒有時間延遲的,即同時發生的。愛因斯坦之所以對此問題至死都不能理解,也不能接受,是因為這個過程發生的瞬間性已經超越了他認為的宇宙中最快的速度:光速。但也正是這個被大量科學實驗證明的事實,產生了我們先前提到的量子編碼和因此產生的量子計算技術。

量子糾纏的原理之所以對我們有如此大的震撼力,是因為在傳統牛頓力學的理論基礎上,300年來我們都習慣于將事物簡化成各個部分,并且將分割的各個部分進一步細化。這一思考方式不僅體現在物理學上,還體現在組織管理、人文科學當中,滲透到我們現代生活中的方方面面。我們甚至將知識也劃分成不同的學科和課程,提出了基于離散概念的各種各樣的分析技術。

今天,我們在討論企業戰略的時候也將這門學科劃分成了戰略、創新、組織變革、領導力發展等細分的領域。雖然我們也經常下意識地感到這種分離的方式可能會分裂我們對事物的認知,但是我們沒有勇氣,也不知道該如何重新看待這個本應該整合的世界。因為按照牛頓的機械宇宙觀,這個世界本身就充滿了界限,而物體和物體之間的聯系就是基于這些界限所產生的各種力的作用,這也是愛因斯坦對這個世界的基本觀察。但是量子糾纏的理論讓我們產生了對事物之間關聯的新的認知。就像著名的物理學家卡普拉在他的著作《物理學之道》中所說的,“粒子通過能量形式的不斷變化,在有節奏的運動中振蕩著,參與著能量的一種不停的宇宙之舞”。20世紀30年代的天文學家詹姆斯·金斯曾經表達過一個著名的觀點:“與其說世界看起來像是一個大機器,不如說它更像是一位偉大的思想者。”

如果說牛頓時代的機械物理觀讓我們對事物之間線性的、簡單的物理因果關系有了基本認知,那基于量子糾纏的這個無所不在的能量之舞,就似乎在啟發我們重新思考這個世界是否存在著某些隱含的秩序,這些秩序已經超出了事物之間的表面的因果關聯和力的相互作用,而有更深層的我們所不知道的某種秩序。我們今天所看到的只是這些秩序的冰山一角,而更深刻的、更廣袤的,超出我們當前認知的隱含的秩序,是否才是這個世界運作的源頭呢?

此外,雙縫實驗和薛定諤貓的理想實驗,也讓我們看到了在牛頓物理世界之外還有一個重要的參與者,那就是在機械物理時代被忽視的觀察者。按照機械物理時代的觀點,世界是純粹客觀的,觀察者可以置身事外來觀察這個物理世界的運作,了解其中的規律,并且用精確的數學公式來表述它,甚至是預測它,從而可以干預和控制它。但是,這兩個著名的實驗讓我們知道,觀測者在這個過程中實際上扮演著非同尋常的角色,就是說是觀測者的介入導致了某種特定結果的出現,甚至可以說是觀測者選擇了某種狀態。我們與狀態共舞,而觀測者已經是整個事件的一個部分了。

因此,我們需要重新認知我們和這個世界的關系。如果按照機械物理時代的觀點,我們是在對這個世界進行觀察和施加控制的話,那么按照量子時代的觀點,我們就是通過我們的參與塑造了這個世界,我們的行動和參與本身就是這個世界形成的關鍵原因。

如果在組織中,這種參與導致了波函數的坍縮,那么用量子力學的觀點思考,會有多少種可能的波函數的坍縮呢?關于這個問題的答案,可以說有多少種參與的方式,就有多少種坍縮的方式。雖然最終我們只選擇了其中的一種,但是這個過程本身是豐富多彩的,是充滿了無限可能性的。過去由那些少數精英和專家進行分析、研究、決策和選擇的過程,只是創造了某一種波函數的坍縮,那么當有更多的人參與進來的時候呢?事情會怎樣發展?當不同的人制造從他的角度產生的獨特的波函數,而不同的波函數交織在一起的時候,我們就能看到事物可能存在的各個面向。

還記得那個“盲人摸象”的寓言故事嗎?每一個盲人都只是摸到了大象的一個部分,有人說大象像蒲扇,那是因為他摸到了大象的耳朵;有人說大象像柱子,那是因為他摸到了大象的腿;有人說大象像一根管子,那是因為他摸到了大象的鼻子。當更多的盲人把他們的感知呈現出來的時候,我們就看到了一個更全面的不同維度的坍縮,從而讓我們對這只大象有了更完整的理解,即便不是最完美的理解。

所以參與者的參與決定了我們對事物的理解,也決定了這個狀態到底是什么。在戰略制定過程中,參與者決定了我們選擇的戰略是什么,而在戰略執行的過程中,參與者決定了執行的結果是什么。

如果說在機械物理時代,我們認為所有的認知都是客觀的,所有執行的過程是可以被預先計劃的,所有執行的結果是可以被控制和管理的,那么在量子科學時代,我們就需要重新認識我們和世界的關系,我們需要重新思考這個建立在傳統思維中的戰略范式是否需要更新。

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