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，使這些科學家相信嚙齒動物大腦中的微小結(jié)構(gòu)負責意識體驗。

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。相反，專家們認為，微管在量子領域執(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院的科學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)科學學會（Society for Neuroscience, SfN）出版的學術期刊《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注。

量子物理必須是意識基礎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家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)和麻醉學家斯圖爾特·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“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。

許多科學家忽視了ORCH或理論，因為量子效應只在實驗室極低溫度下產(chǎn)生過。例如，我們的技術現(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。

一項由物理學家兼腫瘤學教授杰克·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。這種量子相干性持續(xù)時間比研究人員預期的微管長了數(shù)千倍。同樣，在中佛羅里達大學，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問題的思考，我們即將進入對自我認知的新時代。