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《量子心世界》之 第十四章 人类意志与人类意识 宇宙开始变得更像一个伟大的想法，而不是一台机器。 ——詹姆斯·琼斯（Sir James Jeans）爵士
超乎想象的怪异 多么丰富的想象力啊！你肯定有这样夸过某个人，或者被别人这样夸过。通常来说，当我们认为一个人想象力丰富时，我们指的是这个人能够难以想象地将某些事情或概念联系在一起。纸质牛奶瓶、空中滑翔（air-sailing）、特技跳伞、带有迷你卡槽的计算机，真是举不胜举。这些都是谁想出来的呢？人们又是怎么做到这一点的呢？好吧，如果理查德·费曼教授是对的，那么想象力对于人类及大自然来说就像呼吸一样自然。费曼将它描述成一个奇迹。他写道： 例如，我独自站在海边，渐渐陷入沉思……阵阵海浪涌来……一座座分子山，都在愚蠢地忙着自己的事……数万亿的单独个体……却又和谐地形成浩瀚的汪洋…..世世代代……在第一双眼睛将它们纳入眼帘之前便已如此……年年岁岁……一直像现在这样雷鸣般地拍击着海岸……这一切都是为了谁？又为了什么？……在一个充满死亡的行星上，无需去娱乐任何生命……永不停息……承受着能量的折磨……被太阳无情地浪费着……源源不断地涌入空间……某一微小的东西使大海咆哮……在大海深处，所有的分子都重复着彼此的模式，直到出现新的复杂模式，它们使得其它的分子与自己一样……新的舞蹈开始了……尺寸大小与复杂程度都在增加……生命体，大量的原子， DNA，蛋白质……随着起舞，这些模式变得更加复杂精细……走出摇篮，踏上陆地……站在地上……具有意识的原子……充满好奇心的物质……站在海边……正在感到惊奇的奇迹……我……一个原子组成的宇宙……宇宙中的一个原子。 具有意识的原子，充满好奇心的物质？这是物理学家的特殊表达方式吗？我不这样认为，这根本就是对不可否认的事实的认知。这一独特的认知允许心智想象它——心智自身——作为心智（我称其为意识）而存在。没有想象力的意识是一个矛盾，缺乏好奇心的心智则是愚笨无知的。 然而，到底什么是“心智”呢？或许我能给出的最佳定义就是“心智是所有可能隐喻的隐喻”。例如，我们藉由“心智之眼”看自己。心智充满了隐喻，它本身就是一个隐喻。心智藉由注视自己以确知自己是存在的。读到这里，或许有一点对你来说已经很明了，我们对于任何事情发表的任何评论都是隐喻，是用一个经验来替换另一个。每个定义都毫不例外地是“换言之”，换言之，“换言之”是一种替代。书面或口头描述这一过程就像是在镜子面前举起一面镜子以看一看镜子到底是什么样子。 心智观看心智也是一个类似的过程。因为具有意识的原子正在观察具有意识的原子，当我们观看宇宙时，也会经历到同样的惊奇与神秘。我们正在观看的是我们自己，我们将这个过程称为宇宙。费曼教授继续写道： 那么，这一心智到底是什么？这些具有意识的原子到底是什么？上周的土豆！这就是我现在对于“一年前我的心智在想些什么”的模糊记忆，你看，心智早就被替换了！ 人们对于大脑原子经过多长时间便被其它原子替换的发现也说明了同样的道理，值得一提的是，我所谓的“我的个性”只不过是一个模式或舞蹈而已。原子进入我的大脑，起舞，然后离开，时时都有新原子到来，不过跳的却是同样的舞蹈，时时牢记昨日之舞是什么样子的。 如果宇宙真的只不过是“心智的自我观察”，那么自我又是什么？ 人类意识的量子力学 我是谁？我敢肯定，这个问题从你脑海中闪过的次数和我不相上下。我只是一台机器吗？我的心智是幻相？是从我的机械大脑中升起的简单结构？我真像约翰·里利（John Lilly）所说的那样是一台“人类流体生物计算机”吗？不管怎样，我于内心深处感到我远不止于此。至少，我觉得我一定远不止是一台机器。如果我真的不仅仅是一台机械设备，又是什么将我与开罐器或洗衣机区分开来呢？ 答案是：我的意识，我的心智将我与机器区别开来。不过，这一答案却并不容易理解，意识是什么？心智又是什么？这一章中，我希望能够藉由讨论意识“做什么”——而非“是什么”——来定义意识。作为一名物理学家，很久前我就学到我们永远也无法真正说明任何一样东西是什么，而只能描述它都做些什么。当我说电子是携带负电与磁矩的粒子时，我只是在描述它的行为而已。 与此类似，意识就是意识的所作所为。那么，意识都做些什么呢？它在宇宙中扮演着双重角色。在量子力学的世界中，它即是觉知，亦是经验的产物；它是经验的存在（being）与致知（knowing）。20世纪量子橡皮轻轻划过，擦去了本体论（关于存在的理论）与认识论（关于致知的理论）之间的分界线。 简言之，致知隶属心智的范畴，而存在则属于物质的范畴，二者的分离是一个神奇的过程，我们称其为意识。澳大利亚昆士兰大学机械系的巴斯（L. 这一问题牵涉到“意志”（will）。仅仅完成某项工作是不够的，一台老旧的机器也能够做到这一点，“知道自己正在做这项工作”才是关键。换言之，当我选择去做某件事时，该如何完成此事而且我又如何知道自己正在做这件事呢？令人惊讶的是，正是量子不确定性导致了我们日常经验中的确定性选择。如果这一不确定性在某种程度上消失不再，我们的意愿便无法实现。我将无从选择，没有任何选择。 所有这些选择都发生于我的内在，因为我神经细胞中的某些特殊通道全然开启。神经细胞是组成中枢神经系统的形状细长、适应性强的可兴奋电化学细胞。巴斯认为，我们在进化过程中创造了一个位于中枢神经系统的“设备”。我想将这一设备比做一个部门，比如中央情报局（CIA）。就像CIA一样，该设备搜集各种讯息。 这一设备在每个神经细胞中都有一个独立行动的特工，或许在每个分子甚至是每个原子中都有。每个特工都可以自由地选择他或她都想做什么，在何地运作，又在何时行动。不过，其选择在某种程度上却是有限的：要么留意要么无视实相。而且在这些实相层面上，观察实相就意味着创造实相。因着我中枢神经系统某一特工那留意的一瞥，某一纯亏夫爆裂，一个梦想成真。 巴斯的模型将意愿与亏夫实相直接联系在一起。这一实相发生在每个神经细胞中，细胞内酶分子上的活性原子集团与细胞膜（酶作用底物）相遇时，神经细胞便处于一种非确定的状态。这时，对这一细胞的亏夫描述则是：无法确定它是否已发出了一定数量的电脉冲。这种不确定的实相可能会持续若干个周期（几毫秒）。 然后，一件不寻常的事发生了，这件事是无法预测的，它是对“酶分子上活性原子集团之空间位置排列”的觉察。我将这一突然且不可预测的事件称为“意识活动”，这一事件发生之时，神经细胞不再处于不确定状态。忽然间，它发出了数量明确的电脉冲。而且，我也觉知到这一点。 本章的后续部分，我们将讨论某一“极短的时间段”，所谓的短，是相对于我们通常的时间观念而言。这一时间段历时五毫秒，是神经细胞发出电脉冲的时间间隔。我们将会看到，在这一期间，人类的神经系统可是忙得不亦乐乎。 心智与身体之间的量子互动：巴斯模型 我们如何将某一想法付诸于现实呢？例如，当我们决定弯腰拾起一支铅笔之时，这一过程是如何运作的？为什么有时我们做一件事必须要全神贯注，而有时，经过不断的练习后，却能够想都不用想就轻易地完成同一件事？最初那需要指导、有意识的活动演变成习惯，成为一种无意识的活动。我们的学习能力取决于习惯的养成，比如聆听的习惯。学习，是一种将最初的意识活动转换为无意识习惯的能力，好坏皆然。 巴斯认为，我们之所以拥有的这一能力，应该归功于前面所描述的神奇设备，因为它不断引爆我们神经系统中的亏夫。巴斯将这一设备安置在我们的中枢神经系统之内。早期的人类并不拥有这一设备，在自然选择过程中，可能需要上千万甚至数亿年才能够进化出有意识的肌肉运动。这一设备具有选择的能力，亏夫是否刚刚爆裂是其决定因素。巴斯说：“只有漫长的进化过程才可能导致这一设备的产生，就目前的科技水平而言，制造这样设备是绝对不可能的。”换言之，这一设备可能会创造不同的结果，其中起决定性作用的是亏夫的行为，而不是物质。 让我们再仔细看一看中枢神经系统。它由神经细胞组成，这些细胞是可兴奋细胞，能够发生转换，这一转换涉及到它们藉由细长的细胞体来传导电脉冲的能力。这些脉冲透过极其微弱的化学反应引起与神经细胞相连的肌纤维的收缩。如果这一设备存在于我们身体之内的话，那么它肯定就在神经细胞中，我们受控于神经细胞。然而，一个神经细胞是否发出电脉冲——亦即经历一次电转换过程——又是由什么决定的呢？ 巴斯指出，正是觉察行为，亦即发生在观察者——他处于适当的观察位置上——意识层面上的事件，使得神经细胞发出电脉冲。我将此类事件称作亏夫爆裂，亏夫爆裂引起波函数的变化。就在觉察到这一事件的那一刻，在它成为一个意识事件的那一刻，世界发生了改变。这是因为观察者可选择的可能性也发生了变化。因此，我看到地上有一只铅笔，并俯身将其拾起。 这整个过程并非一个简单的机械过程。此处，我可以选择。然而，这一选择却是非常微妙的，要么觉察到这一事件，要么就一无所知；我可以将这一事件纳入我的意识范围之内，也可以无视它，将其拒在门外。就地上的铅笔而言，这一选择是显而易见的。不过，此处我们所面对的却是发生在神经细胞层面上的事件，我们所讨论的正是对这些事件的觉察。这种情形与一个观察者观察镜中的自己有着异曲同工之妙，就在观察者觉察到他正在观察自己的那一刻，新的意识油然而生。从那一刻起，他不再观察镜中的自己，而是在观察处于观察自己这一过程中的那个他。一旦他停止观察正在观察自己的那个自己时，他又开始重新观察镜中的自己。 这一概念确实有些难以捉摸，因为它具有自我指涉（self-referring）的特点。为了能够觉察，你必须觉察到自己正在觉察，就好像是一面镜子问对面的镜子：“我们谁更公正，你还是我？”不过我们讨论的到底是什么事件呢？是神经细胞发出电脉冲这一事件吗？不是的，我们所讨论的是更深层面的事件：我们需要看一看神经细胞中一个更小的亚细胞组分。这个更小的子系统由一个复杂分子组成，是神经细胞中酶分子上活性原子集团的一部分，位置非常靠近细胞壁。 人体细胞中有几种不同的活性酶运作。例如，进入神经细胞中的蛋白水解酶可以改变该细胞产生电脉冲的能力。酶能够打开蛋白质闸门，门后则是通往其它神经细胞的通道。根据酶之构型的不同，闸门或启或闭，神经细胞要么发出电脉冲，要么毫无反应。 我们可以将酶看作是守门人。然而，它是如何运作的呢？酶有尾巴，它附着在细胞壁（细胞膜）上距离通道很近的地方，只要神经细胞发出电脉冲，它的若干尾巴之一便会轻触通道门。 图 带尾巴的分子围在蛋白质闸门前 我们感兴趣的这一微小的子系统处于这些尾巴的末梢。巴斯以甲胺为例进行了阐述，甲胺分子处于构成尾巴的侧链的末端。这一微小分子的一个组成部分，亦即由两个氢原子和一个氮原子形成的三角构型（氨基），决定了诸如醛缩酶等一些起着重要作用的酶的活性。下面，我们格外关注一下这一小小的三角构型，因为我们所寻找的设备正是在它的原子层面上运作。 情形大概是这样的： 神经细胞发出电脉冲，蛋白质闸门的构型发生变化，通往其中一个通道的闸门开启，尾巴进入闸门。两个氢原子在尾巴末梢形成一条基线，氮原子则处于基线之上或之下。如果氮原子处于基线之上，尾巴就像钥匙之于锁那样嵌入闸门，闸门因此保持开启状态，这样，尾巴脱离闸门后神经细胞还能再次发出电脉冲。 从另一方面来讲，如果氮原子处于基线之下，尾巴也同样进入闸门，不过它就像乖孩子一样，进门后将门严严地关好。尾巴的“钥匙”与闸门“锁”之间只有这两种配合情况。到目前为止，一切还不错。“向上”的三角构型使闸门大开，“向下”的三角构型将闸门紧紧关闭。那么，下面又会有什么事情发生呢？这就看你是否有在观察了。你知道的，我们现在正在量子王国，您的旨意将承行于地。
不可能的任务：人类意志练习 第11章中我们讨论了薛定谔的猫。或许你会奇怪，这只猫怎么可能同时存在于两个相互矛盾的实相中？当然，真正的猫不会展现如此怪异的特性。不过，如果我们沉入实相的分子层面，就会发现各种诸如薛定谔的猫的例子，它们就是组成我们神经系统的分子与原子。 就容器中的猫而言，是放射性原子与猫之间的相互作用引起了活猫与死猫同时存在于容器中的双重实相。如果原子有放射，那么猫就是死的。从另一方面讲，如果原子没有放射，那么猫还活着。此处，我们可以将原子类比为NH2分子三角构型的实际行为，该分子看起来就像一个等腰三角形，因为尺寸很小，这一三角形的分子加入量子实相，以维持其稳定性。 分子是奇妙的小东西。它由原子组成，这些原子藉由电子力作用连结在一起。然而，原子之间的作用力似乎并不足以维持分子的稳定。如果原子之间引力或斥力过大，分子便会发生振颤，有时还会分裂，量子神胶拯救并维持了原子的分子大家族。然而，其代价却极其昂贵：每个家族成员都必须放弃它们的个体性，它们必须生活在一个亏夫世界中，同时占据两个或两个以上的位置。只要组成分子的任一原子只占据一个位置，分子就会立刻开始振颤及摇晃，散射出额外的能量以维持其稳定。这一小三角构型也不例外。 换言之，H原子（氢原子）作为分子的组成部分时并不是独立存在的。我们所拥有的只是其残留部分——它们的亏夫幽灵，以时刻提醒我们它们的潜在性，只有在我们觉察到它们时，它们才会真正地存在。就在这一刻，分子发生振颤。薛定谔的猫这一例子中，容器中的放射性原子是H原子在分子三角构型中双重位置的类比，在这一微小的三角构型碰触蛋白质闸门的那一刻，我们才会知道H原子到底处于哪个单一位置。在薛定谔的猫这一例子中，猫相当于蛋白质闸门。 三角构型与蛋白质闸门之间发生相互作用后，同时存在着两个闸门状态：开启与关闭，这相当于猫与放射性原子发生作用后所处的状态：活与死。闸门亏夫同时具有两个不同的状态，如果闸门是开启的，神经细胞继续发出电脉冲，它旁边的神经细胞对这一信号做出响应。如果该神经细胞收到两个或两个以上的尖峰信号，它就知道闸门依然处于开启的状态，然后它会传递一个高频信号，并因此改变这个微小细胞所在的神经网络。 另一方面，如果闸门处于关闭状态，旁边的神经细胞只会将低频信号传递给它所属的中枢神经系统。它会采取哪种行为呢？这取决于你，或者更确定地说取决于你的特工。你的特工必须留意信号的频率，聆听它的韵律。因为三角构型在与蛋白质闸门相遇的那一刻同时具有两个位置（就像那放射性原子一样，或许它有放射，也或许没有任何动静），闸门同时具有“开启”与“关闭”两种可能性（就像那猫同时具有“死”与“活”两种可能性一样），因此，神经细胞也同时具有两种可能性：正在向邻近神经细胞发出电脉冲或者并没有发出任何电脉冲。依据逻辑推断的话，我们可以说，你的特工可能同时察觉到高频与低频两种信号。然而，你的特工却没有觉察到任何事情（正如猫的观察者打开容器之前的状态）。为什么呢？因为这些信号只是潜在地存在于你的神经系统中，它们尚处于亏夫的世界。
图 分子所在的稳定却不确定的量子世界：氢原子（H）并非以原子的状态存在，而是以亏夫幽灵的状态存在 你的特工必须做出如下的选择，那就是觉察到已在他觉察范围内的高频或低频信号。他唯一需要做的便是做出选择，做出“觉察到这一信号”的选择。一旦他做出此选择，这一信号就进入了你之特工的日程。假设他看到了高频信号，在分子层面上，闸门是打开的，三角构型的尾巴朝上。当然，如果他观察到的是低频信号，那么，我们就可以逻辑推理出三角构型的尾巴朝下。 无论在上述何种情况下，你的特工都可观察到某一现象，他也做出了选择。而神经细胞本身则开始了另一种转换：就在观察的那一瞬间，它将一组微波脉冲信号传递给邻近的肌纤维，肌纤维因此开始进行机械性收缩。特工对于何时监测信号拥有完全自由的选择权，没有任何外在因素强迫他必须在某一特定时间去监测，他也拥有不去进行监测的自由。 如果他根本不留意与你之神经系统共享实相的那个潜在实相，又会怎样呢？假设他完全忽略来自你之亏夫世界的幽灵又会如何？那么，不会有任何事情发生。神经细胞将懒懒地放松休憩，不会惊动任何肌纤维。那小小的三角构型依然保持其不确定的形态，依然保持其稳定的状态。 观察三角构型的空间位置排列便会晃动它的尾巴，它因此开始在神经细胞内舞动，发出微波脉冲信号，继而使神经细胞向肌肉发送信号。这便是这一理论模型的基本特性：它将量子力学的不确定性作为故意行为的基础。正是知识的匮乏才使得这一特工拥有自由意志，他藉由选择来获取知识。 特工将自己的频率调准想象力的世界。假设他“听到”一声高频的嗡嗡声，就是说，神经细胞第二次发出信号，不过，等一等，它真的有发出两道信号吗？一旦我们将这假定的第二道信号与觉察到高频信号之间的时间纳入考虑之中，这一问题便会油然浮出水面。这一时间段非常短暂，只有5毫秒。如此短暂的时间，真不值得去留意任何事情，然而，我们的神经系统却恰恰就在如此短暂的时间里运作。
事实是，这一短暂的时间段将两类不同事件分隔开来，第二个事件可以说是毋庸置疑的，中枢神经系统的特工完全可以觉察到高频信号。不过第一个事件呢？尾巴进入闸门后，到底发生了什么？它是否使闸门保持开启状态，从而有高频信号产生，并被特工觉察到？亦或，它将闸门关闭，因此有低频信号产生？回答非常具有悖论性，二者皆非且二者皆是，闸门既同时开启又关闭，亦既未开启又未关闭。就像薛定谔的猫的观察者，闸门存在于第三实相中。 或许你现在心存异议，为什么神经细胞的闸门必须要以如此自相矛盾的方式运作呢？为什么上述两个事件之间必须要存在一定的时间间隔？为什么它们不能同时发生？确实，为什么这两个事件不能合二为一？答案如下：如果它们之间没有时间间隔的话，自由意志便会消失不再，我们也就变成了一台真真正正的机器。没有这一微小却异常珍贵的时间间隔，我们就都成了刺激—反应设备，和温控电加热器没有什么太大的区别。 最初的刺激导致尾巴与闸门之间发生相互作用，从而，两个可能事件就这样无中生有地发生了。也可以说，出现了一种动态张力，“心电感应能力”是我能想出的对这一“感知”最贴切的描述，你的特工对于即将发生的事情非常警觉，他于当下这一刻便拥有选择的机会。而这一选择在尾巴触碰闸门，刺激被“感知”到之前是不存在的。这个小小的三角构型虽然在尾巴碰触闸门的那一刻发生了变化，但它依然相当稳定。尽管它现在处于激发态，其原子要素的位置却依然是不确定的，也因此，分子没有摇动与它连在一起的尾巴。那警觉的特工依然拥有选择的机会：觉察到尾巴碰触闸门后氢原子的位置还是对此视而不见。如果没有这一短暂的缓冲时间，这一瞬时事件在神经细胞层面上的思考时间，我们就会成为极度神经质的人，我们会响应神经细胞发出的每一个信号，抽搐不已。量子力学对于我们习以为常的生活是必不可少的，不确定性是自由之母，因着不确定性原子，我们才拥有自由意志。 现在，假设特工观察到低频的嗡嗡声，酶的尾巴末梢朝下，就是说，在它进入后有将闸门关闭，此时，特工观察到氢分子的位置，尾巴开始晃动。无论其尾巴末梢朝上还是朝下，只要被观察到，酶分子就会得到尾巴的警示。接下来，神经细胞得到酶的警示，并向肌纤维发出信号，肌纤维因此收缩。能够做的选择是：觉察或忽略，无论做何选择，您的旨意都已承行于地。 不过，我们还忘了讨论一点。是什么设备最先引爆了亏夫呢？那设备到底在什么地方？答案似乎是：它不存在于任何地方。当我们说“我”这一神奇的词时，我们所指的可能就是这一设备。此设备就是我们对自身之存在的觉知，“我”之所以存在，是因为我选择要存在。 原子与“我”：原子是否有意识？ |
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