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心智针对一个量子事件而实现另一个量子事件的自由是有限的

2020年8月18日  来源:意识与脑:一个还原论者的浪漫自白 作者:(美)科赫 提供人:naike39......

罗马诗人卢克莱修(Lucretius)在《物性论》(De rerum natura)中宣称了他的著名“转向”(即原子的随机蠕动),从而保证——按他的话来说就是——“意志将不受命运蹂躏。”可是非决定论并未向真正的自由提供安慰,它没有取代自由意志。当然,我的行动是被引起的,因为是我让它们发生的而不是因为偶然才发生的。将决定论的确定性换成随机的模糊性并不是笛卡尔的想法。心智的自由意志论的设想要求心智能控制脑,而不是脑在任性地做决定。

这是如何出现的呢?对此一个经常被引用的解释可以追溯到量子力学的建立时期。它假定,在意识与许多量子事件中哪个事件实际出现之间存在一个紧密的关联。这个想法是:要使量子力学所处理的概率塌缩为一个或另一个实际结果,那么有感觉能力的人类观察者(人们还从未考虑过猴子是否也会成为观察者)在这个转变过程中是必需的。这个声名不佳的测量过程已经引发了大量文献参与讨论。

最近,争论集中于纠缠方面,即这个已经被明确证实的观察:某些精心准备的量子系统,不管它们分开多远,仍然保持着神秘关联。纠缠的量子系统,诸如具有反方向自旋的彼此离开的两个电子或两个偏振光子,始终是相关联的,不论它们相隔多远(在其间只要它们不与其他任何事物进行交互作用)。一旦一个电子的自旋被测量了,另一个电子的自旋也会即刻被决定,即使它们可能相距1光年远。这很奇怪,但却是真的。物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)、麻醉学家斯图尔特·哈梅诺夫(Stuart Hameroff)以及其他学者推测这种超世俗的非定域性与意识密切相关。一些佛教(佛教是一个更为古老的传统)派别也认为:客体与主体不可避免地连接在一起,而意识是物理世界的一个根本特征。

但是在生物系统中存在这种量子力学效应的证据吗?到目前为止,答案完全是否定的。2010年,享有盛誉的期刊《自然》发表了一篇文章,它的主题是测量在室温下进行光合作用的一个蛋白质内的量子力学电子的相干性。这种相干性效应可以延伸到1米的50亿分之一以上,通常能使光合作用非常有效地将阳光转变为有用的能量。相干性以概率来表示,概率表明当被捕获的光子从一个分子运动到另一个分子时其能量是如何转变的,它遵循量子力学的定律而不是经典定律。相干性是否在脑本身的核心运作中发挥作用,这一点人们尚不知晓。至少现在还没有证据表明,神经系统——一个与其环境进行强耦合作用的温暖湿润的组织——的任何分子成分展示了量子纠缠。

一般而言,生物物理学反对稳定的量子纠缠。两个运作构成了神经元信息加工的基础:一个是突触上的化学信息从一个神经元传输到另一个神经元,另一个是动作电位的产生。每个运作都可能破坏相干的量子态,因为这两个运作要么涉及数百个神经递质分子在突触间隙中的传播,要么涉及数百个离子蛋白通道沿着神经元膜的延伸改变其构型。神经元发放的动作电位只能接收和发送经典信息,而不是量子信息,即在每个时刻,一个神经元要么产生一个二进制脉冲,要么不产生。因此,神经元从不处于叠加态:它从来没有处于既激发又不激发动作电位的状态。

哲学家卡尔·波普(Karl Popper)和神经生理学家约翰·埃克尔斯(John Eccles)是灵魂的两位现代捍卫者。波普是一位著名的科学和政治学哲学家,埃克尔斯是发现突触传递的全-或-无性质的先驱,他因他的研究在1963年获得了诺贝尔奖。因此,他们不是你认为的典型怪人——喋喋不休地瞎扯着量子力学的薛定谔猫,纠缠和万物互联性。

波普和埃克尔斯认为:通过操作皮层区中与运动计划相关的神经元彼此交流的方式,有意识的心智将其意志施加于脑。通过促进某一处神经元间的突触通信以及抑制另一处的神经元间的突触通信,心智将其意志施加于物质世界。对于相信强意志的人而言,波普-埃克尔斯理论是有吸引力的,因为它使宗教观点与科学立场相一致。

但是这个提议在物理根据上是合理的吗?

不,如果它要求心智强制脑执行一些物理行动,那么它就是不合理的。像一个敲击作响闹恶作剧的鬼一样,心智必须搞得隆隆作响并用力拉拽突触,这就是做功,而做功会消耗能量,即使是调整突触传递所需的这点微小支出也必须在自然的资产负债表中列出。物理学不允许任何例外。能量守恒原则已被检测过无数次,且一直是赢家。

如果心智确实是转瞬即逝的、不可言喻的,像幽灵或精神那样,它就不能与物理世界进行交互作用。它不能被看见、听到或感受到,而且它当然不能使你的脑做任何事。

对于自由意志主义者这种类型的自由选择而言,唯一真正的可能性是心智实现这一个量子力学事件而不是另一个,正如薛定谔方程式所规定的。例如,在特定的时间点和特定的突触上,两个量子力学状态的叠加出现了。有15%的机会突触会切换开关,从而穿过突触间隙(它的作用是将两个神经元分开)发送化学信号,而有85%的机会突触不会切换开关。可是这个概率的计算不足以决定在某个动作电位到达该突触的下一刻将发生什么。所能说的一切就是或许任何释放都不会发生。(突触切换的这个非常低的概率是神经系统的一个特征还是一个错误?神经科学家对此仍茫然不知;即它是促进了一些功能呢,还是它是将10亿突触包装为一立方毫米的皮层组织后的一个不良后果呢?)鉴于我们当前对量子力学的解释,波普-埃克尔斯的心智可能利用了这种特质的自由。心智可能无力改变这些概率,但是它能决定任何一个测试发生什么。心智的行动将始终是隐秘的,因为如果我们考虑许多测试,那么没有任何不同寻常的事情会发生:唯一可期望的是自然定律所允许的东西,有意识的意志只能在物理学所约束的世界中发挥作用,它与机遇难以区分。

如果这些思辨的方向是正确的,那么这将是赋予有意识心智的最大自由。这就像在刀刃上保持平衡一样,任何一点轻微的扰动都会造成影响。但是如果一个结果远比另一个更有可能性,那么有意识心智的轻微声音就显得更无关紧要了,以至于不可能战胜可能性(因为从能量的观点看,不太可能的结果也不太可能得到支持)。这是微薄的、贫乏的自由,因为只有当结果的可能性或多或少是相等时,心智的影响才有效。

非专业人士和神秘主义者都相当喜欢这一假说,即量子力学的古怪行为必定以某种方式为意识负责。这一假设除了将宇宙中神秘事物的数目从2减少到1,我们根本不清楚会从中获得什么。即使我们接受量子纠缠在某些方面是意识的关键,但量子纠缠如何解释心-身问题的任何一个具体方面呢?它如何解释脑物质的激活转变为现象体验呢?

意识

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