科學家在人腦中發現了量子效應，這可能是人類意識的來源。也就是說，人類的意識可能是一系列量子效應。這個研究未來可能會揭開困擾人類數千年的意識謎題，其實，意識是由量子過程引起的觀點，早在上個世紀就被諾獎獲得者羅傑·潘洛斯提出來了。這次新的研究，可能就證明潘洛斯的觀點有可能是正確的。要全面了解這一故事，我們需要從哥德爾不完備性定理開始說起。 本期內容我們就來聊聊這個話題。
1931年， 提出了震驚數學界的哥德爾不完備性定理。該定理表明，在任何一致且強大的數學系統中，總有一些命題既不能被證明也不能被證偽。這一發現動搖了人們對數學作為絕對真理體系的信念，並揭示了邏輯和數學體系內在的局限性。不完備性定理分為兩部份。第一部份表明，任何足夠強大的遞迴公理系統都存在不能被系統內部證明為真的命題。第二部份則進一步指出，這樣的系統無法證明自身的一致性。這意味著，任何試圖透過數學系統內部手段證明其自身完備和一致的努力都是徒勞的。哥德爾的定理不僅在數學領域引起了廣泛關註，還對哲學、計算理論和意識研究產生了深遠影響。諾貝爾獎獲得者羅傑·潘洛斯深受哥德爾定理的啟發，提出了一個大膽的假設：意識並非傳統計算系統所能解釋，而是源於量子力學的奇異特性。
潘洛斯在其著作【皇帝新腦】中，詳細闡述了他的觀點。他認為，意識的本質無法用傳統的圖靈機計算來解釋。圖靈機是電腦科學的基礎模型，它模擬了人類進行邏輯運算的過程。然而，潘洛斯指出，圖靈機和經典計算理論在處理某些型別的問題時存在內在的局限性，尤其是在處理意識和自我意識等復雜現象時。潘洛斯提出，量子力學中的非決定性和超越經典計算能力的特性，可能是揭示意識奧秘的關鍵。量子力學是現代物理學的重要分支，它描述了微觀粒子的行為，具有許多奇特的性質，例如量子疊加態、量子纏結和波函式塌縮。潘洛斯認為，這些量子現象可能是解釋意識形成的關鍵。量子疊加態是指一個量子系統可以同時處於多個狀態的疊加中，直到被觀測時才「塌縮」到一個確定的狀態。這種非決定性和不可預測性與傳統的經典物理學截然不同。
潘洛斯推測，意識的某些方面可能源於腦中量子疊加態的存在。波函式塌縮是指量子系統在觀測時，從疊加態「塌縮」到一個確定狀態的過程。這一過程本質上是非決定性的，具有不可預測性。潘洛斯認為，這種波函式塌縮的非線性和非決定性可能是自由意誌的物理基礎。潘洛斯與麻省理工學院的麻醉學家史超活·哈默羅夫合作，提出了「有序客觀縮減」理論。他們認為，神經細胞中的微管可能是量子效應發生的場所。微管是細胞骨架的重要組成部份，廣泛存在於神經細胞中，具有復雜的結構和多樣的功能。潘洛斯和哈默羅夫認為，微管中的量子疊加態和波函式塌縮可能是意識產生的基礎。微管的高度有序結構和奈米級的尺寸，使得它們可能支持量子效應的發生。根據「有序客觀縮減」理論，當微管中的量子疊加態達到一定閾值時，會發生波函式塌縮，從而產生意識體驗。
潘洛斯和哈默羅夫認為，這一過程是非決定性的，具有量子力學的獨特性質，與傳統計算系統的線性邏輯截然不同。在「有序客觀縮減」理論中，量子疊加態被認為是意識的基礎。當微管中的量子系統處於疊加態時，它們可以同時包含多個可能的意識狀態。只有當外部環境或內在決策使得波函式塌縮時，才會決定一個特定的意識體驗。潘洛斯和哈默羅夫認為，波函式塌縮的非決定性特性可能為自由意誌提供了物理基礎。在經典物理學中，一切事件都是由先前狀態完全決定的，沒有自由意誌的空間。而在量子力學中，波函式塌縮的非線性和不可預測性為自由意誌的存在提供了可能性。潘洛斯的量子意識理論在科學界和哲學界引發了廣泛討論。一些科學家認為，這一理論為理解意識提供了全新的視角，具有重要的理論意義。然而，另一些人則質疑其科學基礎和實驗可驗證性。
近年來，一些前沿的研究表明，微管可能表現出有趣的量子行為。幾個月前，霍華德大學的一組研究人員發表了一篇題為【生物結構中色胺酸巨型網路的紫外線超放射線】的論文。這些色胺酸巨型網路實際上就是微管。研究結果表明，在紫外光的照射下，微管分子內的色胺酸出現了超放射線現象。而超放射線是一種量子效應，意味著色胺酸分子透過微管進行大規模的量子纏結。那麽，這意味著什麽呢？ 如果微管在量子層面上確實對大腦的認知和資訊儲存起到了關鍵作用，那麽人工智慧的發展之路可能比我們預想的更加漫長。此前，我們普遍認為大腦的工作方式主要依賴於神經元之間的突觸連線。但是，這項新的實驗表明，神經元中的微管可能存在量子效應。如果這種效應對神經元的功能有顯著影響，那麽大腦的工作機制遠比我們之前想象的要復雜得多。
微管內的量子計算可能比傳統的神經元放電速度快上百萬倍。而且，每個神經元內部可能包含多達十億個微管，這意味著我們的大腦在處理資訊時，可能同時進行著數量驚人的微觀運算。由此可見，大腦的認知能力和資訊處理能力遠超我們當前的理解。如果未來的人工智慧想要實作類人意識，那麽可能需要依賴於量子電腦。量子電腦能夠處理復雜的量子纏結和量子超放射線現象，這對於模擬人類大腦的微管行為至關重要。不過，這項研究只是初步發現了微管中的量子過程。至於它與潘洛斯的觀點如何聯系起來，即微管中的量子過程與人類的認知和意識到底有何關系，我們目前還不得而知。意識是否來自量子效應， 你們怎麽認為呢？歡迎大家踴躍討論，感謝大家觀看，我是探索宇宙，我們下期再見。
