量子物理學家提出:意識與宇宙精細結構相連(2)

「微管」連接意識與量子時空

哈梅羅夫與彭羅斯聯合提出,意識是產生於量子尺度的時空結構,在普朗克尺度的時空結構中,可能有某種東西和宇宙信息相連接,而神經元內部的「微管」結構是它的生物終端。

哈梅羅夫說:「20世紀70年代,我在醫學院的時候,最早對細胞分裂中的微管產生了興趣。那時我才發現神經元中還有微管。而在那之前,電子顯微鏡的固定劑把微管給溶解了,使細胞內部看起來就像是水。但隨後人們意識到,那裡還有著森林般的結構。大約在那時,X射線晶體攝影術顯示了微管的結構,是一種圓柱形的格子框架,差不多就像晶體那樣。」

那時哈梅羅夫正在學計算機。所以在他看來,微管就像一種計算機開關網路,其中每個微管蛋白亞單位的狀態就代表著某種類似比特的東西,如一個1或一個0。如果真是這樣,就意味著細胞內部在進行著大量的信息處理。大部分人將大腦視為1000億個神經元,每個神經元是一個開關,一個1或0的比特。神經元之間的每個突觸幾毫秒變換一個比特。但如果看看每個神經元的內部,會看到速度更快、更加密集的微管信息處理器。在頭腦中,微管處理信息的速度大約是每秒1027次。

「想一下草履蟲,那些單細胞生物。它們游來游去,尋找食物和配偶,它們交配、學習,它們能從毛細管中迅速逃脫。而它們沒有神經元,沒有突觸,它們做到這些全靠它們的微管。它們能做到這一點,一個神經元應該也能聰明地運用自身的微管。」哈梅羅夫說,「據我計算,在每個神經元的微管中,信息處理速度約為每秒1015次,這還只是大腦中一個神經元微管的信息處理能力。大腦的全部能力更強得多,達到每秒1027次。」

哈梅羅夫解釋說,微管是細胞骨架的一部分,在細胞內部類似於骨骼的支架。它們的作用是在細胞有絲分裂時分離染色體,在神經發育中推進軸突、樹突和突觸向前生長,調整突觸參與記憶活動。如果它們斷裂,人們會得老年痴呆症。

微管是中空的圓柱,由單個的花生形狀的蛋白質——微管蛋白構成。微管蛋白能自行組裝成細胞的結構和外形。神經元中的微管最多。當一個神經元發育時,微管自行組裝並沿一定的方向生長。就像印度人玩的繩索戲法,表演者向上扔出一根繩索,然後自己爬上去。微管差不多就是這樣形成了細胞,然後最終形成突觸。當細胞形成後,微管好像就能處理信息、組織行動了。

人工智慧完全是建立在唯物主義前提的基礎上,人腦就是一台計算機,與硅晶元製造的計算機並無差別,而意識和感受特徵都是從複雜的計算中自然出現的性質。物質是與時空結構有關的東西,到了時空基本結構的層面,我們需要進一步探索物質的起源,是否也是意識的起源。

喬普拉認為,在東方智慧傳統中,在主體與客體的分離之前也有意識,那種意識就是前意識(proto-consciousness)。有一種底層的東西分裂成了主觀和客觀。還原主義科學就建立在這種主觀和客觀的分離上,是人為的,而本質是一。

哈梅羅夫說,二元論者認為物質與意識是各自獨立的,唯心主義者認為意識產生了物質,唯物主義者認為是物質產生了意識,而泛心論者認為物質和意識差不多是一回事。但我認為,或許理解意識和物質的最合理方式是,更多地按照西方中立一元論(Westneutralmonism)提出的路線,有一種底層的東西,既能產生物質,又能產生意識。這在東方智慧傳統中,是不二論。

如果你把這種底層的東西看作是與基本時空結構相關的量子疊加態,然後根據該系統的坍塌方式,你就會既能得到完全的物質,又能得到與意識相伴的物質——通過彭羅斯的客觀還原,這發生在每個意識瞬間。所以,站在西方中立一元或東方不二論的立場,我們的解釋非常符合這種底層的本質。

非定域的意識可能再生嗎?

哈梅羅夫認為,他們的理論確實能解釋意識,意識就像漣漪,是在宇宙基本水平逐漸擴散的,這可能就是阿卡西場、玻姆的隱含秩序、普朗克尺度的幾何結構。這許多描述說的幾乎都是同一個事物。

如此一來,我們是誰?我們的意識是非定域的嗎?我們也是非定域的生物,而在轉世獲得肉體的時候被局限了嗎?對此,哈梅羅夫說,從量子物理學角度考慮,生物間通過量子糾纏而互相連接在一起。「當我們以這個身體生存時,意識幾乎都被局限在大腦中。我們和世界上的其他人都有著量子糾纏,或許在另一種狀態下、以某種非定域分布的形式存在。或許當我們死後,神經元內微管中的量子信息以某種更廣大的形式存在於宇宙中,仍保持著糾纏。換句話說,就是我們仍保持著某種自我認知,知道我們是誰,或許這就是『靈魂』。所以當人們死後,離體的量子信息——『靈魂』可能存在於普朗克尺度的時空,並可能再生。」

喬普拉說:「東方宗教傳統認為,當我們死後,會返回到一種純潛在性的狀態,這就是我們的純意識。甚至以可能性疊加的形式保留著記憶。這裡我是用現代語言來解釋,他們可能會說,轉世再生實際上是那些可能性場域被再一次定域化。我們是一個更大的可能性場域的一部分,這種場域叫作阿卡西場(Akashicfield)。它是永恆的。」

死亡時,時空中的量子信息不會消滅,而是可能漏出來,或彌散成一種更加全息式的分布,但仍然保持糾纏。這種理論可以解釋一些人出現的瀕死經歷。哈梅羅夫在紀錄片《科學頻道—穿越蟲洞》中表示:「心臟停止跳動,血液停止流動,微管失去了它們的量子態,但微管內的量子信息並沒有遭到破壞,也無法被破壞,離開肉體後重新回到宇宙。如果患者蘇醒過來,這種量子信息又會重新回到微管,患者會說『我體驗了一次瀕死經歷』。如果沒有蘇醒過來,患者便會死亡,這種量子信息將存在於肉體外,這也許就是「靈魂」的形式。」

近幾年來,越來越多的瀕死體驗研究發現,人在死亡時會突然爆發強烈的、有組織的腦活動。

死亡腦活動是「靈魂」的信號嗎?

很多經歷過瀕死體驗(NDEs)後生還的志願者報告稱,他們的意識覺知好像從大腦和物質身體中分離出來。他們所描述的現象也相當一致,比如見到白光、身處隧道,安詳的氣氛、已故的愛人,往事重現,等等。還有些案例中,志願者還說他們漂浮在自己身體外面,這稱為出體體驗(OBEs)。而在各種形式的禪修、心靈創傷事件中,志願者也報告過大量類似體驗。據蓋洛普民意調查估計,約1000萬美國人有過瀕死或出體體驗。一種叫作克他命(ketamine)的離解麻醉劑,也能產生志願者所說的體外意識覺知,還有許多其他的精神性藥物,也有這種效果。

現代科學還無法解釋瀕死/出體體驗。有人認為,瀕死或出體體驗是超自然的精神性事件,是意識或「靈魂」離體的表現;質疑者認為,這是錯覺或幻覺,是大腦缺血或缺氧的表現。但缺血或缺氧的病人,如果他們有意識的話,他們的意識是模糊不清、擾動不安的,無法形成記憶。

利用現代科學手段檢測與意識有關的腦電活動,比如用高頻同步腦電描記法(伽馬同步)和BIS監測儀、SEDline監測儀等。兩種監測儀都能記錄前額腦電並用0~100之間的數值表示,0表示腦電圖靜止,100表示完全清醒的成人意識,全身麻醉時在40~60之間。近些年來,這些監測手段被用於研究瀕死體驗,揭示出令人震驚的死亡腦活動。

2009年底,朝拉.LS等人在《緩解醫學雜誌》上發表論文,報告了7位瀕危病人撤去生命支持(醫藥、設備等),平靜等待死亡時的案例,每位病人都用BIS或SEDline腦監測儀進行監視。在生命支持尚未撤去,病人神經完好但處於重度昏迷時,BIS或SEDline值在40上下;撤去生命支持幾分鐘後,大約在心臟死亡時,BIS或SEDline值會降到20以下,此時的明顯特徵是檢測不到動脈血壓和心臟跳動。但在所有這7位病人心臟死亡之後,BIS或SEDline值突然爆發到60到80之間甚至更高,這種活動持續1分鐘到20分鐘,然後數值突然降低到接近於0。

2010年,奧永.DB等人在《麻醉與無痛》雜誌上發表論文,描述了三位腦損傷病人的案例。他們雖然腦傷嚴重,但從技術上講並未腦死亡。撤去生命支持支前,病人的BIS值在40或以下,其中一個接近0;撤去生命支持後不久,接近心臟死亡時,三位病人的BIS值都突然跳到近80,並維持了30到90秒,然後數值才突然返回到接近0。

對這種死亡腦活動的可能解釋是,這是一種非功能性的,一般性的神經元去極化。但這無法解釋全腦有組織的相干性同步。意識現象涉及多腦區信息處理的整合,讓我們能把周圍環境形成一個統一的體驗,而不是一個個分離的感覺印象。不同腦區的同步活動表示它在把各個方面的感覺特徵結合在一起。

哈梅羅夫和喬普拉認為,雖然還不能證明,但死亡腦活動很好地代表了瀕死/出體體驗,這些現象在志願者當中非常一致,通常是愉悅的感受,並被描述為生命的改變和有益的。即使那些懷疑瀕死體驗是超自然、「靈魂」事件人,也同意這些體驗對於生還者來說是有益的,有價值的。如果死亡腦活動確實與瀕死/出體體驗、「靈魂」離體有關,那麼死亡病人也會經歷。死亡腦活動或許正是一種「靈魂」的信號。

人死後仍有的意識覺知(consciousawareness),或可稱之為「靈魂」,這是東西方宗教幾千年來的固有觀點。傳統觀念認為,身體死亡後,血液、氧氣和新陳代謝能量停止了,這種意識覺知也就終結了。

死亡是意識創造的幻覺嗎?

同樣認可「多重世界解釋」的還有美國北卡羅來納州韋克福雷斯特大學醫學院的羅伯特·蘭扎。他認為,按照生物中心主義理論,我們所了解的死亡是一種我們的意識創造出來的幻覺。

蘭扎在網站上寫道:相信這個世界是一種客觀的、不依賴於觀察者的獨立存在,是我們傳統思維方式的基礎。但大量實驗顯示,事實恰恰相反。我們認為,生命只是碳運動和分子混合——我們暫時生存,很快又回歸黃土。

我們相信,人固有一死。也因為我們將自己與身體聯繫在一起,身體的死亡就意味著故事的結束。但生物中心主義理論認為,死亡也許並不像我們想像的那樣具有終結性。生命和生物對現實具有控制力,是生命創造宇宙,而不是相反。這就是說,人的意識決定宇宙中物體的形狀和大小。

從生物中心主義者的視角看宇宙,空間和時間並不是以意識告訴我們的那種明確而不容改變的方式在運行。簡言之,空間和時間「僅僅是我們精神的工具」。一旦這種認為空間和時間是精神之構想的理論被接受,就意味著死亡和不死的理念存在於一個沒有空間或線性邊界的世界中。

我們一般拒絕像《星際迷航》那樣的科幻故事中所說的多元宇宙,但結果證明,這種普遍猜測只比科學真實多邁了一小步。量子物理學一個廣為人知的方面是,觀察無法做出絕對預測,而是每個可能的觀察位置都有一個不同的概率。對於「多個世界」,主流的解釋是,每個可能的觀察都對應一個不同的宇宙(多元宇宙)。有無限多個宇宙,每件事可能偶然發生在某個宇宙中。在這些背景下,死亡在實際意義上並不存在。所有可能的宇宙同時存在,不管其中一個發生了什麼。

這就意味著死亡不可能「在真正意義上」存在。在我們死後,我們的生命就變成「一朵多年生的花,在多重宇宙中重新開花」。


推薦閱讀:

從事量子研究的科研人員最需要的是什麼?
你完全可以理解量子信息(14)| 袁嵐峰
33家掛名龍愛量子的公司被工商部門列入經營異常名錄!
醫學教授:量子物理證明肉身死後生命仍然存在

TAG:物理學 | 物理學家 | 宇宙 | 意識 | 量子物理 | 量子 | 物理 |