圖片來源：quanta magazine

一提到“量子意識”這個詞語，大多數物理學家都會選擇避而不談，因為這個詞語聽起來好像有點“民科”，甚至讓人聯想宗教或者玄學。不過出人意料的是，量子效應可能真的在人類的認知過程中起到了一些作用——只要一個最新提出的假設能夠得到證實。馬修·費舍爾(Matthew Fisher)是一名來自加利福尼亞大學圣巴巴拉分校的物理學家，去年年末，他在《物理年鑒》(Annals of Physics)上發表了一篇讓人大跌眼鏡的論文。在這篇論文中，他指出大腦的工作原理很有可能與量子計算機一致，而磷原子的核自旋就充當了大腦的“量子比特”(qubits，量子信息的基本計量單位，可以以“又0又1”的狀態存在)。

若是在十年以前，費舍爾的理論一定會被許多人認為是無稽之談。物理學家們早就受夠了這樣的理論——最著名的一個例子發生在1989年，數學物理學家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)聲稱意識是神經元細胞微管(構成細胞骨架的蛋白質)中量子引力效應的結果。相信這個假說的研究者寥寥無幾，加州大學圣地亞哥分校的神經生物學家帕特里夏·丘吉蘭(Patricia Churchland)就用一個有趣的說法委婉地表達了自己的態度：她認為，認為意識來源于量子引力效應，就跟認為意識來源于神經元突觸中閃著金光的的魔法粉塵差不多(想象一下彼得潘里小精靈身上閃著金光的粉塵)。

魔法粉塵大概就是這個樣子……

費舍爾的假說必須直面與彭羅斯微管假說相同的難題：量子退相干(quantum decoherence)。在構建量子計算機的過程中，我們需要將不同的量子比特通過量子糾纏(entanglement)的方式連接起來，不幸的是，量子糾纏處于一種非常脆弱的狀態，周圍環境中任何一絲輕微的擾動都可能使其消失無蹤：哪怕只有一個光子無意中撞上了一個量子比特，整個量子糾纏就會因為發生退相干而分崩離析，徹底摧毀整個系統的量子特性。所以，就算是在每寸空間都受到精密控制的實驗室環境中，完成某些量子反應都是一件極富挑戰性的課題——更不用說在我們顱骨下那團溫暖、潮濕、結構復雜的粘稠物——大腦里了。想讓大腦在一段相對較長的時間內維持量子相干，根本是種不切實際的幻想。

然而在過去的十年內，越來越多的證據顯示，特定的生物系統居然真的有可能應用著量子力學。以光合作用為例，研究發現，量子效應能夠幫助植物將太陽能轉化為供生物生長存活的化學與生物能源；候鳥的體內也有一種“量子羅盤”(quantum compass)，能讓候鳥利用地球的磁場確認方向；還有研究將人類的嗅覺也歸結于某些量子力學的機制。

正是在這波量子生物學的新興浪潮中，費舍爾提出了大腦中存在量子信號處理的“瘋狂”觀點，他把這門與自己理論相關的學科定名為量子神經科學(quantum neuroscience)。費舍爾提出了一個極為復雜的設想，結合了核物理、量子物理、有機化學、神經科學及生物學的相關知識。盡管這些想法遭遇了大量有理有據的質疑，他的理論卻并沒有被這道狂流淹沒——一些研究者開始注意起了這個看似荒謬的設想。“只要讀過他的論文，我相信許多人都會得出這樣的結論：‘嘿，這老家伙沒有想象中的那么瘋狂。’”加州理工學院的物理學家約翰·普瑞斯基爾(John Preskill)在聽了費舍爾的一次演講后這么寫道：“他可能的確意識到了些什么。或者至少，他正在提出一些非常有意思的問題。”

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的人脑意识转入量子计算机,人脑产生意识：可能是因为量子纠缠的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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