上海大学:大脑中量子纠缠是产生意识的原因

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《大众机械》上报道的新研究 大脑中的量子纠缠是产生意识的原因,激进的研究提出了一个有争议的想法,可以完全推翻我们对心灵的理解。这个有争议的想法可能会彻底改变我们对思维的理解。

在过去的30年里,科学家们一直在研究人类大脑是否需要量子过程来实现认知。

  • 上海大学的一项新研究使用数学模型表明,某些脂肪结构(包裹神经细胞的轴突)可能会产生量子纠缠双光子对,可能有助于神经元之间的同步。
  • 然而,科学家们长期以来一直认为,大脑太热,太乱,不可能发生这种现象,检测这种现象在大脑中发生将是一项非常困难的任务。

长期以来,人们一直认为人脑与计算机相似。但实际上,这种说法低估了大脑。虽然将神经元与晶体管进行比较是一种方便的比喻(并非完全出乎意料),但大脑效率极高,其能量可再生,并且能够完成最先进的计算机都无法完成的计算壮举。在许多方面,人脑的内部运作构成了一个未知的计算前沿。

尽管你的大脑比你的笔记本电脑甚至世界上最先进的超级计算机都要优越,但这些机器运行的是经典物理学。但还有另一种计算机:量子计算机。

人类大脑包含量子特性的想法并不新鲜。事实上,英国物理学家罗杰·彭罗斯和美国麻醉师斯图尔特·哈默罗夫早在 90 年代就首次提出了这个有争议的概念,他们提出了“精心策划的客观还原”意识模型。从那时起,许多 证据 至少 暗示,虽然大脑可能不是一台成熟的量子计算机,但一些量子特性实际上可能有助于产生意识。

现在,上海大学的一项新研究又向神经学法庭提交了另一项证据——人类大脑的一个特定过程表现出类似于量子纠缠的行为,即两个粒子(通常是光子)即使相隔很远也能密不可分的联系在一起的现象。这种现象甚至让最聪明的人都感到困惑,包括阿尔伯特·爱因斯坦,他称量子纠缠为“幽灵般的超距作用”。

这项研究于本月发表在《物理评论 E》杂志上,表明一种叫做髓磷脂的脂肪物质包裹着神经细胞的轴突——轴突是将电脉冲传输到其他神经或身体组织的纤维——为光子纠缠提供了可能的环境。这可能解释了认知能力的提高,尤其是同步能力的提高,而同步能力对于信息处理和快速反应至关重要。

问题:

  • 大脑中的意识取决于数百万个神经元的同步活动,但负责协调这种同步的机制仍然难以捉摸

该论文结果表明:
  • 髓鞘形成的圆柱形腔体可以促进振动模式的自发光子发射,并产生大量纠缠光子对。

研究团队建立了数学模型,详细描述了红外光子如何影响髓鞘,并将能量传递给化学键——具体来说,是嵌入脂肪组织中的碳氢键。这反过来又可以刺激双光子产生,其中许多对表现出纠缠,并作为神经系统内的一种“量子通信资源” 。

“当大脑活跃时,数百万个神经元会同时激活,”这项研究的合著者陈永聪告诉《新科学家》 。“如果进化的力量是在寻求远距离的便捷行动,那么量子纠缠将是这一角色的理想候选者。”

虽然,量子纠缠在意识中发挥作用的想法并不是主流,但科学的本质在于通过假设和严格的测试来辨别存在的真正本质