突破性研究揭示，我們的意識可能與整個宇宙連接

這一令人驚訝的意識結(jié)構(gòu)線索支持了一位諾貝爾獎得主關(guān)于量子物理如何在大腦中工作的理論；這一發(fā)現(xiàn)可能強化這樣一個理論：在量子層面上，我們的意識與宇宙中的意識糾纏在一起。

一項開創(chuàng)性的實驗中，研究人員對大鼠施以麻醉，使這些科學(xué)家相信嚙齒動物大腦中的微小結(jié)構(gòu)負責(zé)意識體驗。

為了實現(xiàn)這一點，這些被稱為“微管”的微觀空心管結(jié)構(gòu)并不依賴我們?nèi)粘５慕?jīng)典物理學(xué)。相反，專家們認為，微管在量子領(lǐng)域執(zhí)行著令人難以置信的作。該研究引用了早期研究者的工作，推斷類似的量子作很可能也在人腦中發(fā)生。

在美國馬薩諸塞州韋爾斯利學(xué)院的科學(xué)家們進行大鼠腦實驗時，給嚙齒動物服用了異氟醚，這是一種用于誘導(dǎo)和維持昏迷的吸入全身麻醉劑，用于醫(yī)療程序。一組藥物大鼠還接受了微管穩(wěn)定藥物，另一組則未接受。研究人員發(fā)現(xiàn)，微管穩(wěn)定分子能讓大鼠保持清醒時間比未穩(wěn)定的大鼠更長，后者更快失去“正直反射”，即恢復(fù)正常姿勢的能力，這一發(fā)現(xiàn)于當時發(fā)表在美國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會（Society for Neuroscience, SfN）出版的學(xué)術(shù)期刊《eNeuro》上。

韋爾斯利的研究意義重大，因為意識的物理來源幾十年來一直是個謎。這是驗證我們大腦執(zhí)行量子作、這種能力產(chǎn)生意識理論的重要一步——這一觀點在過去三十年里逐漸受到關(guān)注。

量子物理必須是意識基礎(chǔ)機制的觀點最早出現(xiàn)在20世紀90年代，當時諾貝爾獎得主物理學(xué)家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)和麻醉學(xué)家斯圖爾特·哈默羅夫(Stuart Hameroff)普及了神經(jīng)微管能夠在大腦中實現(xiàn)量子過程，從而產(chǎn)生意識的觀點。具體來說，他們在1996年的一篇論文中提出，意識可能像量子波一樣通過大腦微管運作。

這被稱為Orch OR理論，指的是微管通過Penrose稱之為“客觀約簡”的數(shù)學(xué)過程進行量子計算的能力。

在量子物理中，粒子并不像經(jīng)典物理所觀察的那樣存在，也沒有明確的物理位置。相反，它以概率云的形式存在。如果它與環(huán)境接觸，比如測量裝置觀測到它，粒子就會失去多態(tài)的“疊加”狀態(tài)。它坍縮成一個明確的、可測量的狀態(tài)，即它被觀察到的狀態(tài)。彭羅斯假設(shè)“每當量子波函數(shù)在大腦中以這種方式坍縮時，就會產(chǎn)生一個有意識的體驗時刻。”

如果這種與微管相關(guān)聯(lián)的意識量子理論被證明是正確的，它可能會徹底改變我們對意識的理解，甚至強化開創(chuàng)性的理論——在量子層面上，意識能夠同時存在于所有地方。

換句話說，它可以同時存在于任何地方，這表明你的意識理論上可以與大腦之外的量子粒子連接，甚至可能與宇宙中的意識糾纏在一起。

許多科學(xué)家忽視了ORCH或理論，因為量子效應(yīng)只在實驗室極低溫度下產(chǎn)生過。例如，我們的技術(shù)現(xiàn)在包含了量子計算機，但它們的運行依賴于接近絕對零度（約-273攝氏度）的溫度來維持量子態(tài)。根據(jù)2022年的一項研究，溫大腦遠遠超出這些界限，在大腦最深處的溫度約為32–40攝氏度（約90–104華氏度）。

然而，科學(xué)家們多年來收集了一組有希望的數(shù)據(jù)，表明動物和植物的某些量子層面作實際上可能決定了生命的運作。

例如，科學(xué)家們推測，植物生活在遠高于絕對零度的溫度下，可能利用量子過程高效地將光轉(zhuǎn)化為能量。首先，植物將光子或光粒子轉(zhuǎn)化為一種稱為激子的物質(zhì)形式，將其輸送到植物的葉綠體中以啟動光合作用。在這一過程中，激子必須繞過其他內(nèi)部植物結(jié)構(gòu)——速度足夠快，以保存能量直至目的地。植物必須利用疊加的量子性質(zhì)，才能同時嘗試所有可能的路徑。這樣，激子就能以最高效的方式到達目的地。

同樣，我們可以合理地認為，大腦中數(shù)十億個同時放電的神經(jīng)元在量子糾纏的“遠距離作用”特性下工作，也就是兩個相距極遠的粒子可能存在的連接潛力。科學(xué)家們此前在原子粒子中觀察到過這一現(xiàn)象。當他們研究一個粒子時，另一個非常遙遠的粒子也改變了其性質(zhì)，盡管兩者表面上沒有任何聯(lián)系。

2024年8月發(fā)表在《物理評論E》雜志上的一項研究提出，包覆腦細胞軸突的髓鞘中一種脂肪物質(zhì)為這種糾纏提供了理想的環(huán)境。由于大腦似乎能夠執(zhí)行量子作來促進我們的思維，一些科學(xué)家推測這一過程促成了我們的意識。

兩項早期里程碑式研究也支持了對意識的量子視角。這兩項實驗都涉及將光粒子照射到微管中，并觀察到信號沒有衰減。事實上，根據(jù)這些研究，實驗證明微管信號中的量子態(tài)確實存在。

一項由物理學(xué)家兼腫瘤學(xué)教授杰克·圖辛斯基博士進行的研究，利用紫外光子產(chǎn)生長達五納秒的量子反應(yīng)。這種量子相干性持續(xù)時間比研究人員預(yù)期的微管長了數(shù)千倍。同樣，在中佛羅里達大學(xué)，研究人員將可見光照射到微管的一端，測量微管發(fā)射光所需的時間。他們觀察到這種光在數(shù)百毫秒到幾秒內(nèi)重新發(fā)射——這對大腦完成所有功能來說已經(jīng)足夠了。

這一觀察提供了確鑿證據(jù)，表明神經(jīng)元能夠以允許量子作的速度工作。這讓我們更接近理解我們的大腦——也許是我們的意識——如何與量子宇宙相連。

這些研究除了幫助我們更好地理解如何治療腦部相關(guān)健康問題外，比如昏迷患者或非人類動物是否有意識。心靈作為一種量子現(xiàn)象”將“塑造我們對各種相關(guān)問題的思考，我們即將進入對自我認知的新時代。