最新大脑实验表明：意识来自于量子纠缠

我们的大脑看来毕竟不是"经典"的。大多数神经科学家认为，大脑是以经典的方式运作的。然而，如果大脑过程依赖于量子力学，它可以解释为什么我们的大脑是如此强大。一项最新研究可能见证了大脑中的纠缠，也许表明我们的一些大脑活动，甚至意识，是在量子水平上运作。

超级计算机可以在象棋上击败我们，每秒所执行的计算量超过了人脑。但是还有一些我们大脑所经常执行的任务，是计算机根本无法比拟的，如解释事件、说明情况、使用想象力、创造力和解决问题的能力。我们的大脑是一台令人惊讶的超强大计算机，不仅使用神经元，而且使用神经元之间的连接来处理和解释信息。

一个最基本的问题是：我们大脑意识是如何产生的？它是如何从杂乱无章的神经元和突触中产生的？这个最基本的问题也是最为复杂的问题，但可以肯定的是，我们大脑的意识是建立在脑袋里温湿的分子及其电脉冲基础上的。

过去不少科学家认为，包括纠缠在内的量子过程可能有助于我们解释大脑及其意识的巨大功能。发表在最近《物理通讯杂志》的一篇论文中，都柏林三一学院的科学家们通过使用一种测试量子引力的技术，提出纠缠可能在我们的大脑中起作用：

著名的都柏林三一学院是1592年由英格兰及爱尔兰女王伊丽莎白一世以牛津大学、剑桥大学为蓝本设立的一所世界顶级研究型大学。1943年，著名量子物理学家薛定谔在这里举办了一系列演讲中探讨“生命是什么？”这个基本问题。他的想法后来被整理成书，被广泛认为是物理学和生物学的成功结合，并推动了分子生物学革命。

现在，都柏林三一学院的科学家们在他们的最新论文中提出，“我们的发现表明，我们可能已经目睹了由与意识相关的大脑功能介导的纠缠。这些大脑功能必须非经典地运行，这意味着意识是非经典的。”

小编曾在所著的《戒瘾论》一书中，对于人的意识、认知与欲望等的量子机理进行过分析，但是建立在理论推测基础上。如果这一研究结果得到证实，那么这将可能是朝着具体理解我们的大脑及其意识是如何工作的基本方面迈出了一大步。

大脑中的量子过程

令人惊讶的是，研究人员已经看到一些迹象表明量子机制在我们的大脑中起作用。其中一些机制可能有助于大脑通过感官输入处理周围的世界。在我们的大脑中也有某些同位素，它们的自旋会改变我们的身体和大脑的反应。例如，核自旋为1/2的氙可以具有麻醉剂的特性，而没有自旋的氙则不能。而具有不同自旋的各种锂同位素会改变大鼠的发育和养育能力。

尽管有这些有意义的发现，大脑在很大程度上被认为是一个经典的系统，所以一直难以解释大脑及其意识的工作机理。

如果量子过程在大脑中起作用，那么就很难观察到它们是如何工作的以及它们做了什么。事实上，量子过程非常难以发现，我们不知道到底在寻找什么。该论文第一作者、三一学院脑神经科学家、克里斯蒂安-克尔斯肯斯（ChristianKerskens）表示说，"如果大脑使用的是量子计算，那么这些量子算子有可能与原子系统中已知的量子算子不同，"那么，如何才能测量一个未知的量子系统，特别是当我们没有任何设备来测量神秘、未知的相互作用？

量子引力的启迪

量子引力是量子物理中另一个范例，我们还不知道我们在处理的是什么。

物理学有两个主要领域。一个是微观世界的物理学领域，处理的是原子和光子、粒子和波，它们的互动和行为与我们周围看到的宏观世界很不相同。然后是万有引力领域，它支配着行星和恒星的运动，并使我们人类留在地球上。将这些领域统一在一个总体理论之下，就是量子引力的作用所在，它将帮助科学家理解支配我们宇宙的基本力量。

由于量子引力和大脑中的量子过程都是极大的奥妙，都柏林三一学院的科学家们决定采用其他科学家正在使用的相同方法来尝试理解量子引力。

研究人员在论文中写道：“最近关于量子引力的提议表明，如果调解者（mediator）本身是非经典的，则未知系统可以调解（mediate）成两个已知量子系统之间的纠缠。这种方法可能适用于大脑，其中关于意识和认知中的量子操作的推测由来已久。”

把纠缠放在心上

科学家们使用能够感知纠缠的核磁共振成像，观察大脑中的质子旋是否能够通过一个未知的中介进行互动并成为纠缠。与量子引力的研究类似，其目的是了解一个未知的系统。克尔斯肯斯解释说，"未知的系统可能与已知的系统相互作用，如大脑内的质子旋转，如果未知系统能与已知系统产生纠缠，那么，已经证明，未知系统一定是量子的。"

研究人员用核磁共振扫描了40名受试者，然后他们观察所发生的事情，并将这些活动与病人的心跳联系起来。

心跳不仅仅是我们身体内一个器官的运动。而且，心脏和我们身体的许多其他部分一样，与大脑进行双向交流，器官之间互相发送信号。当心脏对各种现象，如疼痛、注意力和动机做出反应时，我们就会看到这一点。此外，心跳可与短期记忆和衰老联系起来。

当心脏跳动时，它产生一种叫做心跳诱发电位（heartbeat-evokedpotentials，简称：HEP）的信号。随着心跳诱发电位的每个峰值，研究人员在核磁共振信号中看到了一个相应的峰值，这与质子旋翼之间的相互作用有关。这个信号可能是纠缠的结果，见证它可能表明确实存在一个非经典的中介。

克尔斯肯斯解释说，"心跳诱发电位是一个电生理事件，就像α波或β波一样，心跳诱发电位与意识相联系，因为它取决于意识。"同样，表明纠缠的信号只在有意识的意识期间存在，这一点在两个受试者在核磁共振成像期间睡着时得到了说明。当他们这样做时，这个信号就会消逝。

在大脑中看到的纠缠可能表明，大脑并不像以前认为的那样是经典的，而是一个强大的量子系统。如果这些结果能够被证实，它们可以提供一些迹象，表明大脑使用量子过程。这可能开始揭示我们的大脑如何进行强大的计算，以及它如何产生意识。