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从意识的产生揭示人择原理:人的自由意志源于量子的自由意志

 文苑阁2015 2017-05-24

1904年英国进化生物学家阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士提出:“我们周围已知的这样一个庞大而复杂的宇宙,或许必须遵循某种严格的要求……才能产生出一个所有细节都恰到好处的世界,让生命得以有序进化至顶点——人类。”这是对人择原理较早的描述。1973年:澳大利亚理论天体学家布兰登·卡特在纪念哥白尼诞生500周年研讨会上,首次提出了“人择原理”这个术语。哥白尼原理主张,人类在宇宙中并不占有任何特殊地位。当时有科学家将哥白尼原理推广到宇宙,认为在任何大尺度范围内及任意时间点看来,宇宙在统计学意义上都应该完全相同。卡特反对这一观点,他主张:“虽然我们的位置不一定在宇宙中心,但不可避免,我们的地位在某种程度上是特殊的。”

卡特提出的人择原理的两种形式:

弱人择原理(Weak anthropic principle,WAP,卡特版):“我们必须考虑这样一个事实:我们在宇宙中的位置必然是特殊的,这样才与我们作为观测者而存在的事实相容。”卡特明确指出,这里的“位置”不仅指空间中的位置,还包括怕时间上的位置。

强人择原理(Strong anthropic principle,SAP,卡特版):“宇宙(以及它所依赖的基本参数)必然允许作为观测者的生物在某一阶段存在于宇宙之中。我思考,因此世界就是这个样子。”最后一句话表明,这里的“必然”是以我们的存在为前提的,因此这种说法是不证自明的事实。

史蒂分·温伯格认为人择原理是现代科学的“转折点”。1987年美国物理学家史蒂文·温伯格注意到,宇宙学常数的数值小得不可思议,大约比粒子物理学预言的数值小了120个数量级(即小了10^120倍,该预言也因此被戏称为“物理学最差预言”)。温伯格给上述事实提供了一个“人择式”的解释:如果宇宙学常数是目前观测值的10倍,宇宙就会经历灾难性暴涨,恒星就不可能形成,更不用说生命了。

从意识的产生揭示人择原理:人的自由意志源于量子的自由意志

我认为意识可以分成三个大类:毛毛虫直接感应到的外界刺激如果也算意识的话,那么这种直接感应到的意识我称之为I类意识,也就是无条件反射意识;而猫狗经过训练可以看到它们具有条件反射意识,我称之为II类意识;像人不仅仅具有上述两种意识,其实还具有了在此之上的意识固化基础上的系统化和工具化,这种,我称之为III类意识。后两种意识是建立在第一类意识基础之上的,也就是说如果要弄清意识产生的根源,必须弄清第一类意识产生的起源。

俄罗斯量子生物学家普普宁和格瑞尔菲曾经做了一个实验:他们拿来一个试管,抽尽里面的空气,创造出所谓的真空环境。但科学家们知道,就算把空气抽尽,里面还是有东西存在的,那就是光子。然后,科学家们用特殊设备就能检测到光子在试管中的位置。来看这个DNA影响光子的实验:开始是光子是以完全随机的方式散布在试管中。接下来,他们把人类的DNA样本放进了试管中,结果出现了令人意外的表现:光子不再像以前那样随机分布,而是进行了重新排列,很显然DNA对光子造成了影响。再接下来,他们又把DNA从试管中移了出去,结果又发生了一个惊人的现象:光子仍然有序地排列着,彷佛DNA仍在试管中一般。

还有一项实验值得关注:一项由以色列与德国研究所共同进行的研究发现,体积远远超出微观层面且通常在常温下运作的DNA,竟然有着分辨基本粒子的量子自旋状态的能力。这项研究的论文发表在今年的《科学》杂志上。据化学教授Ron Naaman介绍,DNA辨识自旋的方式是通过其双螺旋结构中的手性。在这次的研究中,他们在一块金制培养基上安置了一层可以自组成的DNA,然后让其与分别处于 1/2自旋和-1/2自旋的电子们碰触,观察有无不同反应,结果令人吃惊——DNA与一类电子会有激烈的反应,而对另一组电子则几乎毫无反应,并且这种对于电子自旋的选择性是随着DNA的长度、规模和完整性增加而更加明显的:DNA的单链和破损片段对于两组电子就没有这种选择性。换言之,这一属性取决于DNA的手性。可以说完整、长段的DNA是优良的自旋过滤器。

上述两个实验都说明了DNA对量子具有“感应”能力,我之前做过一个猜想性的解释,那就是DNA中存在对外界量子刺激如光量子的感应,这种感应可能是通过量子相干或量子纠缠进行的(其实量子纠缠和量子相干是等效的),它们通过量子纠缠形成了DNA内的相应量子比特序列信息,即第一类意识。第一类意识是无条件反射的,也就是完全是对外界刺激的直接反应,而且很可能是与外部直接刺激呈现“对称性”的,我想这可能是因为量子纠缠造成的体内量子比特信息序列与外部信息呈现对称性的原因,有真实的例子就是年龄很小的小孩学习写字,其中会有不少写出来的汉字与实际的汉字呈现相反的状态,仿佛是镜子里的汉字一样。

从意识的产生揭示人择原理:人的自由意志源于量子的自由意志

而人类或者其他生命的自由意志的产生,或许根本在于量子的自由意志。也就是说生命的自由意志,其产生的本源还是量子自由意志。根据还原论,往往是微观决定宏观,这是一个理由。还有就是意志是生命进化带来的能力。

对于我前面所述的第一类意识,可以很容易理解这一点。进化的自然选择决定了这种自由意志下的亚宏观生命生存能力加强,它们可以通过I类意识迅速对外界做出感应,并且实施自由意志做出行动适应外界变化。对于第二类意识和第三类意识,这些信息是建立在第一类意识基础之上的。第一类意识的产生是外部刺激感应出的体内的量子比特序列信息,同时第二类意识信息是已经存储在体内的量子比特序列,它们也会通过量子纠缠(量子相干)的形式反过来影响第一类量子比特序列意识信息(我在之前的文章中,第一类称为游离量子比特,第二类称为存储量子比特),这样就会产生自我意识,自我意识就是这样产生的。即高等动物通过已经存储的量子比特序列信息,反过来感应第一类量子比特序列,形成自发的意识,自我的意识,灵感、火花、决策等等。

总之,无论是第二类、第三类意识,还是第一类意识的产生,都具有自由意志的属性,这是因为意识的本源是量子比特信息的原因,产生的灵感、决策本质上都是量子比特序列信息,它们都有量子自由意志。可以说亚宏观的地球生命的自由意志,其实是微观的量子的自由意志赋予的。

普林斯顿大学的康韦和寇辰教授在2006年提出了自由意志定理,被学界看作是结合了寇辰和史拜克早前的工作与贝尔不等式思路的产物。康韦和寇辰于2009年发表了一个改进和加强了的版本,即:如果人类拥有自由意志,则基本粒子也有。康韦等对自由意志的定义,主要指两层含义:(1)能在不同的可能性之中做出选择;(2)该选择不能由过去发生过的一切历史所决定。即,即使掌握了整个宇宙过去所有的一切信息,也无法对该选择作出准确预测。

从意识的产生揭示人择原理:人的自由意志源于量子的自由意志

其实看人择原理的提出就会发现,人择原理有可能就是基于进化论的观点。进化论是现代生物学的基础,包括霍金、温伯格等世界最顶级的科学家都宣布支持进化论。根据上面的分析,我甚至认为,宇宙不仅必然会出现能够感应光量子的智慧生命(人择原理),甚至智慧生命的自由意志本源在于量子的自由意志,是它们决定了智慧生命对外部环境具有熵减作用。

当然这些量子不是游离于生命之外的,而是生命体内的,这一点很重要,非常重要。这一点决定了宗教理论最好远离人择原理。


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