编者按:进步是在无数的试错过程中诞生的。量子意识这个东西也许并不存在,但只要研究的方法方式是科学严谨的,无论真伪,其结果仍有着重大的科学意义。
听到“量子意识”一词,多数物理学家都要退避三舍。它让人联想起“新纪元运动”,以及那些神神叨叨的“大师”。
然而,人类认知中也许真有量子效应的一席之地,就看最近一种假说能否成立了。
去年年底,加州大学圣巴巴拉分校物理学家马修·费舍尔(MatthewFisher)在《物理学年鉴》上发表论文,他提出,磷原子的核自旋也许充当着人脑中的初级“量子位”,使人脑像量子计算机一样运转。
放在十年前,费舍尔的理论也许会被许多人认为是异想天开。那时,物理学家们可没少在此碰壁。
最值得一提的是年罗杰·彭罗斯(RogerPenrose)提出的理论,他认为,量子效应通过一种叫“微管”的神秘蛋白质结构,参与了人类的意识活动,当时很少有研究人员认同此说法。
加州大学圣迭戈分校的神经哲学家帕特里夏·彻奇兰德(PatriciaChurchland)就说,与其用“微管”解释人类认知,还不如直接说“突触中的神奇魔法”,这还更方便些。
与微管假说一样,费舍尔的假说也得跨过一道巨大的坎:一种名为“量子退相干”的现象。要建一台量子计算机,你得通过量子纠缠,将量子位(量子信息的计量单位)关联起来。
但量子位的纠缠态是一种极其脆弱的状态,周围环境中的噪音都得一概屏蔽。只要有一个光子闯入,整个系统就会“退相干”——纠缠被破坏,系统的量子性质被抹去。
在严格控制条件的实验室内实现量子处理就已经非常困难,更别提在暖湿嘈杂的生物体内了,在那里,长时间相干的可能性几乎为零。
然而近十年来,越来越多的证据表明,某些生物系统也许能利用量子力学。比如在光合作用中,植物就能借助量子效应,将阳光转化为能源。科学家还提出,候鸟可能拥有“量子指南针”,以借地球磁场进行导航;此外,人类嗅觉也可能植根于量子力学。
费舍尔的假说隶属于一个新兴的量子生物学领域,我们不妨称之为量子神经科学。他提出了一种复杂的假说,涉及核物理和量子物理、有机化学、神经科学和生物学。
虽然怀疑者不在少数,而且怀疑得有理有据,但