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心靈、身體、量子力學

作者:卑微的小書丁

文|卑微的小書丁

編輯|卑微的小書丁

在我們當代的神經生物學和笛卡爾之後的許多心靈哲學中,我們是經典的實體機器,要麼沒有心靈,要麼心靈充其量隻是附帶現象,不會對實體世界産生任何影響,本文的第一個要點是,我們不是被迫得出這個結論的,而是必須放棄對經典實體學的完全依賴。

心靈、身體、量子力學

經典實體學的因果封閉是僵局的根源

我們都知道牛頓、他的運動三定律、萬有引力以及微積分和積分的發明。假設有七個撞球在撞球桌上滾動,我們可能會問牛頓,這些球會發生什麼,“使用我的三個運動定律以微分方程形式寫下球的位置和動量的初始條件、桌子邊緣的邊界條件以及球之間、球與桌子邊緣之間的力。

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然後,為了找出球在未來(或過去,我的定律是時間可逆的)會發生什麼,對我的微分方程進行積分以獲得球的軌迹(在沒有摩擦的情況下的所有時間),” 但是我注意到,積分是牛頓微分方程對球軌迹的推論,演繹是“蘊含”。

“所有的人都會有一死,蘇格拉底是一個人,是以蘇格拉底也是一個凡人,” 是一種三段論,其結論在邏輯上由前提的真值(如果是的話)推導出來,是以,軌迹也是通過牛頓微分方程的積分得到的。

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僵局

但這種必然性造成了僵局,如果大腦是一個經典實體系統,那麼經典實體大腦的目前狀态完全足以确定大腦的下一個狀态,但是頭腦“無事”可做,頭腦也“不可能”做!這就像要求大腦改變撞球桌上球的軌迹一樣。

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是以,如果心靈以某種方式存在于經典實體環境中,它對經典實體世界根本不會産生任何影響,最好的情況下,心靈隻能是附帶現象,見證一個它無法改變的世界。

罪魁禍首是經典實體學的因果封閉,正如亞裡士多德所說,沒有原動力,僵局的出現是因為我們希望心靈對大腦做出因果作用,但它不能,因為所有經典實體原因已經在撞球經典實體神經元系統的定律中,并且伴随着經典實體進一步的變量,包括經典實體噪聲。

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量子力學以兩種方式打破經典實體學的因果封閉性

在量子世界與“經典”世界之間可逆徘徊的“平衡境界Gabor Vattay、Samuli Niiranen 和我最近提出,或者可能發現了一種新的“平衡領域”,其中整個系統可以“出于所有實際目的”在量子相幹世界和“經典”世界之間可逆地徘徊,而關于經典世界可能是什麼的已知争論。

平衡領域由XY坐标系捕獲。在Y軸原點處,系統是量子相幹的,當系統沿Y軸向上移動時,系統會經曆越來越多的退相幹,因為開放量子系統會因環境原因而丢失相位資訊,并出于所有實際目的無限接近“經典性”。

Y上有什麼新内容軸是可以發生再相幹并将系統沿着Y軸從“經典”FAPP 移回到量子相幹,保證了再相幹的可能性,該定理現在用于輸入“資訊”的退相幹量子位中的量子糾錯。

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最近,體溫量子生物學在光捕獲分子的長壽命量子相幹性中牢固确立,并在最實驗證據支援光捕獲複合體中聲子誘導的再相幹,進而誘導所涉及電子的再相幹,Y軸在理論和實踐中似乎都是真實的。

X軸是秩序、臨界性和混沌,從原點出發,在經典實體學中,這出現為一組哈密頓量,它們從像鐘擺一樣的保守振蕩調整到X軸的臨界點,其中Lyapunov指數經曆二階相變,在臨界點變得稍微正,然後在X軸的混沌部分變得更正。

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在量子相幹世界中,臨界性對應于擴充(導電金屬)和局域(絕緣)波函數之間的金屬-絕緣體轉變,X軸也是實軸,Vattay 及其同僚現在已經測量了許多有機分子中每一個在較小和較大能量間隔下相鄰吸收帶之間能量差的吸收光譜。

有序狀态對應于衆所周知的指數衰減,具有短能量間隔的相鄰能帶到長能量間隔的幾個能帶,混沌狀态是随機矩陣理論中的單峰分布,這裡大多數相鄰的能量區間大小适中,量子臨界性對應于不同的單峰分布,其峰值位于相鄰吸收帶之間較短的能量差處。

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結果令人驚訝的是所檢查的有機分子中幾乎一半是有序的,并且幾乎一半是關鍵的,即X軸上的單個點,有幾個是混亂的,許多已知的蛋白質是關鍵的,X軸上的單個點,還有一些,例如DNA 和 RNA 是有序的。

簡而言之,X軸是實數。由于X 軸和Y軸都是實數,是以平衡域也是實數。

平衡的境界允許古典世界産生非因果後果

如果我們接受經典 FAPP 的退相幹,那麼退相幹完全是從開放量子系統到宇宙的相位資訊的非因果損失,是以通過退相幹,量子“思維”可以對大腦的經典 FAPP 産生因果後果,打破經典實體學因果封閉的僵局。

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但通過重新連貫,整個心腦系統,聯合量子、平衡領域和“經典”,可以對大腦的經典部分産生重複的非因果後果。

測量和非因果後果

上述系統對大腦的“經典”肉産生非因果後果的第二種方式是量子測量,它可以非因果地恢複退相幹量子變量的相幹性,或者,如果測量是真實的,它确實會通過留下記錄來非因果地改變經典世界,就像雙縫實驗中的斑點一樣。

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簡而言之,一個量子相幹、平衡境界和“經典”的心身系統可以擺脫僵局。原則上,心靈可以在世界上真實存在并影響其生成,而不僅僅是附帶現象。

對神經生物學的初步影響

連同彭羅斯和哈默洛夫斯測量的客觀還原,伴随着測量時的意識閃現,但沒有“做”,是以是一種附帶現象的泛心論,以及斯塔普的詳細發展,但由于重疊的原因,我想提出意識體驗,感受性,與量子測量相關。我這樣做的部分原因是對量子謎題的精細讨論。

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意識體驗與測量相關的假設可以通過基因實驗進行檢驗,尋找“意識的分子關聯”,果蠅和其他動物可以用乙醚麻醉,被麻醉的蒼蠅沒有意識,以野生型果蠅群體為例,經過幾代人的努力,選擇一個“突變”亞群,可以用更短和更低劑量的乙醚麻醉,也許直到不需要為止。

對標明的“突變”和野生型果蠅群體的 DNA 進行測序,檢測突變基因,是以可能檢測標明群體中的突變蛋白(如果存在),并測試這些蛋白是否無法進行野生型蛋白“體内”所做的一些量子測量。

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與神經生物學的聯系

可以确定這種“突變”蛋白質的解剖位置,簡而言之,我們可以設想一種真正新的意識分子關聯的“遺傳學”,突變蛋白是否位于神經元中?如果是的話,在哪裡?它們還可能位于哪裡?假設相關蛋白質位于突觸和裂後神經遞質蛋白質受體複合物的一部分。

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然後我們可以想象,改變受體蛋白的量子行為可能會影響相鄰的樹突跨膜電位,随後的電位傳輸到神經細胞體并在軸突小丘上求和或不求和,以觸發沿軸突傳播的動作電位。

糾纏和束縛問題

在令人驚訝的假設中,弗朗西斯·克裡克(Francis Crick)描述了綁定問題。我們假設正在觀察一個黃色三角形和藍色正方形,如果黃色、藍色、三角形和正方形是在大腦的解剖學上不相連的區域中處理的,我會接受這一說法,那麼黃色和三角形如何綁定到黃色三角形的體驗中,藍色和正方形如何綁定到藍色正方形的體驗中?

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一種建議的解決方案是在大腦中進行 40 Hz 腦電圖振蕩,如果黃色和三角形出現在振蕩的一個階段,而藍色和正方形出現在不同階段,則發生結合以産生黃色三角形和藍色正方形,這可能有效。

我的懷疑是,我們似乎無限期地将許多視覺、品質或特征綁定在不同的“感受性的綁定集”中,并将它們全部放入“可區分的”不同的振蕩階段似乎是有問題的。

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我想建議用糾纏來解決綁定問題。現在有微弱的證據表明細胞和大腦中存在許多量子變量(包括光子)的糾纏,假設大腦中某些N個量子變量的集合可能會糾纏在一起,甚至可能位于大腦的解剖學上不相連的區域。

然後我們知道,根據測量,它們的結果是相關的,并且随着糾纏變量數量的增加,相關性更強,是以,測量後的感受性可能與一個新的“整體”高度相關,這可以以尊重神經解剖學連接配接的方式介導大腦解剖學連接配接區域和不連接配接區域的“結合”。原則上,這是可測試的。

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結論

我試圖表明,如果我們的心靈以經典實體學為基礎,我們就隻能擁有副現象心靈。這是由于經典實體學的因果封閉性造成的,量子力學和平衡領域提供了兩種方式:退相幹和再相幹以及測量,“量子思維”可以通過這兩種方式對“經典”大腦和身體産生因果後果。

這就是笛卡爾的答案,平靜境界幾乎可以肯定是真實的,是以,心靈可以超越僵局,并且不僅僅是附帶現象。

基于這些理由,我建議意識體驗與大腦中可遺傳識别的分子的測量相關,這些測量後的行為,比如突觸,可能會影響樹突附近的跨膜電位,進而影響軸突放電,然後影響标準的神經生物學。糾纏的可能性有望解決束縛問題。

單獨對量子力學的讨論都不會産生經驗術語,但請參閱彭羅斯的《心靈的陰影》、康威和科亨的強自由意志定理以及我的《創造性宇宙中的人性》,然而,我在這裡的讨論似乎為心腦問題中心靈對物質的非因果作用奠定了本體論量子基礎。

參考文獻

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【2】Feynman, RP、Hibbs, AR 和 Styver, D. (2010)。量子力學和路徑積分。多佛出版社,紐約州米尼奧拉ISBN 0–486–47722-3。

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【4】莫德林,T.(1994)。量子非局域性和相對論。彌撒:布萊克威爾。

【5】彭羅斯,R.(2005)。通往現實之路。紐約:克諾夫。