大脑意识与宇宙的联系神秘而值得期待。 英国牛津大学物理学家罗杰·彭罗斯在《皇帝的新脑》一书中写道：当我们处于意识状态时，我们似乎必须意识到某种东西，也许是感觉，诸如痛、温暖或者彩色风景、音乐之声；或者我意识到诸如迷惑、沮丧或快乐的感情；或者我可以意识到某些过去经验的回忆；或者理解其他人讲什么或是自己的一个新思想；或者我意识到想发言或采取行动如从座位上站起来。我还可以“后退一步”意识到这些企图、或者自己痛的感觉、或者自己记忆的经验、或者自己获取的理解、甚至只是对自己意识的意识。 传统观念认为，意识是物质之间的一种反应，来源于大脑自动的复杂计算。当身体死亡后，血液、氧气和新陈代谢能量停止了，意识也就终结了。 近年来，美国亚利桑那大学麻醉学和心理学系荣誉教授、意识研究中心负责人斯图亚特·哈梅罗夫和彭罗斯共同提出了一种新观点：编制-客观还原（Orchestrate Objective Reduction）理论，也称Orch-OR理论，认为意识是产生于量子水平的时空结构，其生理基础是神经元内部的“微管”结构。编制（orchestrate）即神经元突触输入端在微管中“精心编制”了量子计算，客观还原是说，意识起始于叠加态，由于意识的自我-坍塌（self-collapse）而使多重世界还原为一个确定的世界。相对于认为意识源于复杂计算的观点，量子意识是另一种候选理论。 时空全息与信息获取 美国乔普拉福利中心副主管、内分泌专家迪帕克·乔普拉曾在对哈梅洛夫的一次采访中问他：“大脑位于颅骨中，并没有跑到外面去体验外部的世界，它只是对内部条件，如pH值、电解液、激素、细胞膜离子交换和电脉冲等起反应。大脑是怎样看到外部世界的呢？” “这个问题可以追溯到几千年前。”哈梅罗夫说，“一些希腊哲学家认为，外部世界只是我们头脑中表现出来的，其实并不存在。笛卡尔也理所当然这么认为，他说能让他确认自己存在的唯一的东西，就是他的意识，‘我思故我在’。因此，我们也不能确切认定，外部世界就是我们所认为的那个样子。有人认为，世界是人们构想出来的，是一种幻觉；另一些人认为，它是一种精确的表现；还有一种混合观点，认知的世界确实有其外部存在，但加入了量子性质时，它就变得不确定了。” 比如人们在看一朵玫瑰，并不是真的看到了玫瑰，其实只是视网膜对光子的反应。哈梅罗夫解释说，很可能光子在它到达眼睛最后面的视紫质之前，就被转换成量子信息了。所以当光子进入眼睛经过视网膜时，量子信息被从中提取出来，以某种更直接的方式传达了玫瑰的基本特征或属性。这也正是意识体验的难题：我们真切地感受到各种特征，如红色、疼痛、悲伤、遗憾、喜悦、幸福，所有这些感觉都是意识觉知。大部分人认为，视网膜就像一架照相机，把图像传到大脑计算机里的某个部位，但看图的是谁？ 哈梅罗夫提出，玫瑰的基本属性，如红色、气味及其他特征，哲学家称之为“感受特征”（qualia）的，其实是在非常基本的时空层面上的特定波动。由于时空几何结构由虚空构成，是全息的，所以我们的视网膜和大脑能通过量子过程和玫瑰的本质属性连接，从而在头脑里获取这些信息。通过量子过程，我们得以体验到红色、香味及其他性质，也在意识中以各种形状、各种形式体验着爱、善良、真实等感受特征，在意识中把这些特质理解为是外部世界的。 “从传统唯物主义角度来看，感受特征是大脑中创造的，是经过神经元计算后呈现出来的性质。但我认为不是这样。神经元计算是一种无意识的、自动处理的行为，而感受特征和意识虽然依附于神经元计算，但却并不一样。不同之处就在于与时空几何结构的量子连接。”哈梅罗夫说。 这也正是彭罗斯的观点。宇宙是由原子之间的虚空所构成，如果进入微观，在比原子小得多的多的尺度，随着事物变得越来越小，一切都变得光滑而丧失特征，到了比原子还小25个数量级的尺度，也就是所谓的普朗克尺度，存在着某种图案，或者说粗糙不平、几何结构、信息等。 在这种最基本的量子引力水平，普朗克尺度的结构造成了物理上不可再分的特征，就像质量、自旋和电荷那样。感受特征也是如此。哈梅罗夫和彭罗斯都认为，前意识或意识本身，或许正是嵌在这种普朗克尺度的几何结构中，正像质量、自旋和电荷构成了物质世界一样。换句话说，意识的本质特征就是它是深及宇宙的最基本尺度，并在各个尺度都保留着全部信息，所以大脑中的量子生物过程才能获得各种感受特征。 量子意识理论 哈梅罗夫认为，从本质上说，意识就是一种量子过程。比如在“看”的过程中，你能看到颜色、动作、形状——所有这些性质都属于一个目标。这些不同的属性在不同的脑区被处理，时间上也略有差异，但以某种方式被结合在一起成为对该目标的意识认知：一只鸟、一架飞机、一只风筝或无论什么东西。这不是一串特征，它们是同一件事物。伽马同步（gamma synchrony）与这种整合有关，但还不能完全解释它。如果意识是量子，那些不同的属性是结合的、纠缠在一个量子叠加系统中，然后在一个意识瞬间自行坍塌，将这些属性统一起来。 为了解释量子力学中所谓的测量问题，哥本哈根解释是几种可能之一。波函数表示某事物的一种量子态，即粒子可以同时处于叠加位置，多种状态或多个位置。在某个情况下，波函数坍塌了，所有的可能性变成了一种确定的真实。但这一解释把意识排除在了科学之外。另一种解释即多重世界解，实际也是量子叠加态能持续多久、达到多大的问题。按照多重世界的观点，如果你有一个同时存在两种可能性的量子系统，每种可能性都会发展演变成它自己的整个新宇宙。宇宙在最基本水平发生分裂，我们有无数个这种重叠宇宙。 彭罗斯的观点有点倾向于多重世界解。他认为分裂的宇宙并不稳定，由于一种客观临界值的限定，也会在特定时间还原，或自身坍塌为特定状态——这叫做客观还原（objective reduction），或称OR理论。而意识起始于叠加，一个非常简单的关于不确定原理的方程，E=h/t，确定了一次意识事件的波场。基于这个方程而发生了自身坍塌，当坍塌发生时，就产生了量子化的意识瞬间（conscious moment）。 意识瞬间是自身坍塌的结果，它们是不连续的，但发生速度非常快，给人一种连续的感觉，一般来说大约每秒钟40次。在哈梅罗夫和彭罗斯的模型中，意识瞬间与伽马射线同步脑电图是一致的。但不一定是40次。威斯康辛州戴维德森实验室曾研究过几位西藏僧人的禅修情况，发现他们的同步性（synchrony）不是40次，达到了每秒80~100次之间。所以他们在禅修状态中，意识瞬间比其他人更多，也比他们禅修前更多。这些意识瞬间，或者称为意识量子，很像电磁波谱里的光子。在电磁波谱中，你能发现高能、迅速、高频的光子，如紫外线；也能发现更慢、更长的波，如红外线。而意识事件也有一种频谱。 哈梅罗夫说，比如在禅修时，我们会转换到更高频率，这样意识瞬间更多，体验强度也会更高。就像从红光变为紫外光，意识的转变也类似于此。当意识发生时，外部世界慢慢在脑海中呈现出来。比如在汽车遇到事故突然急转弯时，人们会感觉外部世界变慢了，因为人的意识瞬间从每秒40次提升到了80次，相对于感知增强，外部世界就显得慢了。著名橄榄球运动员乔·纳马斯曾说，当他在比赛中处于巅峰状态时，好像每一件事情都慢了下来。有一次当他触地得分时，数千名观众在欢呼，而他看到每一件事都是慢动作，整场都安静下来，没有一点声音。迈克尔·乔丹也说过，当他发挥良好时，会感觉对方运动员的动作变慢了。很可能他们把意识瞬间从每秒40次提升到了100次，所以外界慢下来，甚至几乎停止。 |
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