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意识的起源

2018年8月16日 / 5次阅读

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第一个看到有人说人类意识是存在于思维量子空间中的说法,是刘慈欣的《三体》系列,具体是三本中的哪一本,有点想不起来了。这里转载的这篇文章,是第二次看到这种说法。

 

原文标题:终于揭示了几个世纪的谜:意识的起源

作者:阿良

来源:星际联播(xjlbtv)

在上个世纪90年代,研究人员罗杰·彭罗斯爵士和图尔特·哈密尔夫提出意识是脑神经元最小规模的量子或亚原子尺度的活动中产生的。

最近麻醉医学的最新研究支持了他们的观点。

物理、生物学和神经学的联合终于揭示了几个世纪的谜:意识的起源。

很多人将大脑比喻成电脑,来探索意识的起源,已经越来越过时,因为它不能解释意识的起源。

二十世纪九十年代,科学家罗杰·彭罗斯爵士(牛津大学数学名誉教授)和亚利桑那大学麻醉学教授斯图尔特·哈密尔夫(Stuart Hameroff)提出了一个假设,意识,是脑神经元最小规模的量子或亚原子尺度活动中产生的。

更具体地说,意识将取决于在脑细胞脑神经元微管之间的量子过程。

这一假设曾经被广泛批评,在2014年,日本筑波国家材料科学研究所的研究人员发现了脑细胞内,通过温度调节,引发了微管的量子振动,提出了“ 生命物理学概念”。

这些振动是某些频率的范围内,自组织的共振。

不久,美国宾夕法尼亚大学的另一位科学家Roderick G. Eckenhoff的研究,也支持了彭罗斯和哈密尔夫的发现。

研究麻醉时,Eckenhoff发现,如果在量子水平上阻断大脑神经元的微管作用,人会丧失意识。

在十九世纪发现,一些化学气体被吸入时,能使人类和动物丧失意识。一旦这些气体被排出,受试者会恢复意识。

但那时候,没有人意识到,麻醉可以有助于我们理解意识的产生机制。

近年来,人们明白了,为什么麻醉可以“断开”头脑,因为神经元中的微管中的蛋白质(微管蛋白)在分子层面的相互作用。

微管蛋白很小,直径只有几纳米。这种微管蛋白和麻醉化学品,建立了弱量子相互作用。

2015年,Nova东南大学研究员发现,脑微管量子通道的麻醉法,提出了更多的证据。

测试了八种麻醉气体,显示,接近微管的麻醉气体分子可以显着抑制其振荡频率。

换句话说,麻醉会降低微管的振荡频率。

因此,通过降低微管蛋白在神经元微管中的振荡频率,可以阻断意识。

这些发现意味着,我们的意识的存在,必须保持微管蛋白的振荡频率。

每个微管的单个振荡必须保持在多个尺度的层级内,这种振荡是一种集体编排。

这种“编排”是量子过程,调节神经元膜和突触的活动,导致意识的出现。

最新的物理,生物和神经学进步的融合,使研究能够深化到大脑结构中的量子水平。

利用量子效应,微管同时处于两个不同形状的「叠加态」。每个形状相当于一个比特的传统信息,所以,这个变形的量子比特(也叫作量子位,qubit)能够存储相当于传统计算机两倍的信息。

接下来,把量子纠缠加进去,你就能迅速建造起一台量子计算机,其存储的信息量和存储效率都远高于传统计算机。

量子纠缠是一种奇特的性质,能让两个量子比特状态保持纠缠,即使它们并没有彼此接触。实际上,彭罗斯提出,量子计算机能同时探索问题的多个答案,并用不同的方式将这些答案组合起来,正好能够解释大脑的特殊天赋。

人体濒死体验是微管量子引力效应,这一效应也被称为“微管量子目标还原调谐(Orch-OR)”,因此我们的灵魂并不只是大脑神经细胞的交互。事实上它们形成于宇宙之中。

这一理论非常类似于佛教和印度教理论——人类意识是宇宙的主要部分,这也类似于西方哲学唯心主义。基于这些信仰,哈梅罗夫博士称,濒死体验中微管失去了它们的量子状态,但是其中的量子信息并未被破坏,它们仅是离开了身体返回至宇宙。

哈梅罗夫在科学频道记录片《穿越虫洞》中指出,比方说心脏停止跳动,血液停止流动,微管将失去它们的量子状态。

微管中的量子信息并未被破坏,它是无法被摧毁的,只是被干扰,驱散分布在整个宇宙。如果一位患者死而复生苏醒过来,量子信息将返回至大脑微管,此时他会惊讶地说:“我经历了一次濒死体验。”

“意识是微管中量子引力效应的结果”。彭罗斯认为,微管中存在着“精心编制”的量子计算,微管蛋白的自身振荡会使得其表面形成量子效应的叠加态。

而当各态的质量和能量分布不均时,会影响各自的时空几何曲率,在量子引力达到一定的临界值时,叠加态的波函数就会坍塌。在坍塌的那一时刻,微管中就产生了意识瞬间。而连续不断的意识瞬间则汇集成了我们所称之为的意识流。

那么,量子信息从何而来呢?哈梅罗夫是这样解释的:当我们看物体时候,其实并不是真正看到了物体,只不过是视网膜对光子的反应,光子在到达视网膜之前被转换成某种量子信息将物体的基本属性传入我们大脑的神经元细胞中。[3]如此,这就很好地解释了意识主体在体验物体颜色、声音和气味等属性时所具有的特殊体验,在哈梅洛夫看来,那是因为我们大脑所感受到的物体属性只不过是量子信息在我们头脑的反应而已。

哈梅罗夫指出,正是由于我们大脑存在着量子信息活动,我们才得以体验到玫瑰花的红色、香味及其他性质,并在意识中体验着爱、善良、真实等感受特征。

同样,对于意识的“捆绑问题”,神经科学上的解释是,不同脑区的神经元群,它们在极短的时间内以再进入机制将意识对象中的每种属性在脑皮层中关联起来,以此形成一个统一的意识事件。

意识的“捆绑问题”被看作一个量子事件,即意识对象的不同属性相当于叠加态的量子系统中不同的量子态,在某个时刻发生坍塌从而形成一个统一的意识瞬间。

我们的行动不一定就是我们的意志所控制的,或许脑中的神经活动已经先于意识意志而控制人的行为。哈梅罗夫将意识视为一个量子过程,在给乐观的人工智能泛心论者以沉重的打击的同时,也给人工智能研究带来了新的启示。

现有的人工智能“机器脑”以硅芯片为控制中心,在很多方面实现了模拟人脑的生物功能,但其实质上只不过是个金属“组合体”,根本不可能具有量子大脑的精心结构和功能,也更不可能有意识的出现。不过未来,拟生物的机器人,也许会真的有意识。

本文链接:http://www.maixj.net/misc/yishi-18623
云上小悟 麦新杰(QQ:1093023102)

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