量子力学本质是啥(意识是由量子组成的吗)

今日新闻2023-01-03 15:41:5551data

人为什么会有意识?确切的说,为什么会有读字、看色、听音的主观体验?意识的起源是世界上最低级的困惑之一。

量子力学本质是啥(意识是由量子组成的吗)

有些人纯粹从机械发展的角度来理解意识,把意识看成是物质发展的产物,是一种高级形式。但这样一来,意识将不再与一个杯子有本质的不同。甚至是可以计算、模拟、计算的客观事物。我们引以为豪的主观能动性,都只是一种假象。也有人认为意识是独立于物质而存在的,是一种类似灵魂的缥缈之物,是一种更高维度的东西。按照这种说法,不仅人有意识,一朵小花也可能有意识。甚至有一种观点认为,沙子、沙砾、流水等无生命的物体是有意识的,只是太微弱而无法被人类感知。

这个问题的传统答案是二元论——。有生命的实体不同于无生命的物体。想象一下,你的身体由大约1029个夸克和电子组成,它们的运动都遵循简单的物理定律。想象一种未来的技术,可以追踪组成你身体的所有粒子:如果我们发现它们精确地遵守物理定律,那么我们可能对意识的起源有所了解。这个问题的关键可能是量子力学。

首先,思维在早期的量子论中发挥了重要作用。量子力学是目前用来描述原子和亚原子世界的最佳理论,也被认为是现代物理学的支柱之一。量子力学中最广为人知的谜题是,量子实验的结果会因为我们选择测量哪些粒子的性质而改变。

这种“观察者效应”似乎推翻了所有科学背后的基本假设:存在一个与我们完全无关的客观世界。如果世界是按照我们是否观察和如何观察来运行的,“真实”的真正含义是什么?爱因斯坦曾经抱怨说,月亮只有在我们看着它的时候才存在!

现在有物理学家推测,不管意识是否会影响量子力学,其实意识可能是从量子力学中衍生出来的。他们认为,我们需要量子理论来充分理解大脑运作的机制。

展示思维如何在量子力学中发挥作用的最著名的例子是“双缝实验”。光可以看作是一种波,通过两个狭缝后会相互干涉。会后,一系列明暗条纹在屏幕上形成。双缝实验也可以用量子粒子(比如电子或者其他组成原子的微小带电粒子)来做。结果与我们的直观感受非常相反:这些粒子呈现出波浪式的行为特征。也就是说,当一束粒子通过两个狭缝时,也会发生衍射,产生干涉图样。接下来是真正不可思议的地方。如果在其中一个狭缝中放置一个探测器,我们就可以知道是否有粒子通过了狭缝。然而此时,干涉现象将会消失。仅仅通过观察一个粒子的路径,结果就改变了。

玻尔曾这样描述:“观察不仅干扰了需要测量的东西,还创造了它。我们强迫一个量子接受某个位置。”换句话说,我们自己做出了测量结果。

延伸到意识,大脑中可能含有一些特定的分子,可以维持更稳定的量子叠加态。有人指出,磷原子的原子核可能有这种能力。磷原子在活细胞中无处不在。它们通常以磷酸根离子的形式存在,一个磷原子会与四个氧原子结合。这些离子是细胞中的基本能量单位。大部分细胞能量储存在三磷酸腺苷(ATP)分子中。ATP分子由腺苷和三个磷酸基团组成。当其中一个磷酸基团脱离时,它将释放能量供细胞使用。

活细胞中有一种结合磷酸根离子并分解它们的分子机制。两个磷酸根离子可能会走出一种特殊的叠加态,这种叠加态称为“纠缠态”。磷的原子核具有一种称为“自旋”的量子属性,这使它们更像微型磁铁,磁极指向特定的方向。在纠缠态中,一个磷核的自旋取决于另一个磷核的自旋。换句话说,纠缠态是包含不止一个量子粒子的叠加态。

因为波斯纳分子是纠缠的,所以神经元发出的电信号也可能是纠缠的:某种可能被称为“想法”的量子叠加态。如果大脑中真的存在核自旋的量子过程,那大概是非常普遍的,几乎无时无刻不在发生。

科学界出现了一股“量子意识”的热潮,声称量子力学可以用来解释心灵感应和心灵遥控等现象。在量子理论发展的早期,有“观察者效应”和关于思维作用的假说。从此,量子力学中很难排除意识的部分。一些研究人员甚至认为我们永远做不到这一点。2016年,最著名的“量子哲学家”阿德里安肯特(Adrian Kent)提出,意识可能会以微妙但可检测的方式改变量子系统的行为。我们很难简单地用量子物理之前的理论来描述意识,包括意识所有可能的特征。

因为意识可能真的会影响测量结果。那么我们就无法明确定义“什么是真实”。意识可能会影响我们在量子力学中观察时所有可能结果的几率。如果意识和量子力学有天然的联系,即使意识起源于量子力学,那么我们对物理和意识的认识肯定会发生很大的变化。

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