神經元中的量子糾纏或許能解釋意識

此刻，一場無聲的交響樂正在你的大腦中奏響，神經通路在電磁合唱中同步，這被認爲會產生意識。

然而，大腦中各個迴路如何協調其放電活動是一個持久的謎團，一些理論家認爲，可能有一個涉及量子糾纏的解決方案。

這個提議頗爲大膽，尤其是因爲在大於原子和分子的尺度上，量子效應往往變得無足輕重。最近的幾項發現正迫使研究人員擱置他們的疑慮，重新考慮量子化學是否終究可能在我們的大腦中起作用。

在中國，上海大學的物理學家劉澤飛和陳永聰以及四川大學的生物醫學工程師敖平在他們新發表的論文中解釋了神經細胞絕緣層中碳氫鍵發射的糾纏光子如何同步大腦內的活動。

他們的這一發現，距離另一種被稱爲超輻射的量子現象在細胞框架中被發現，僅僅過去了幾個月

這引起了人們對一種有關意識的高度推測性理論——彭羅斯 - 哈梅羅夫“協調客觀還原”模型的關注。

該模型由備受尊敬的物理學家羅傑·彭羅斯和美國麻醉學家斯圖爾特·哈梅羅夫提出，指出爲細胞（在此情形下，即我們的神經元）提供結構的細胞骨架微管網絡充當了一種量子計算機，並以某種方式塑造了我們的思維。

人們爲何傾向於用量子物理學來解釋意識，這很容易理解。一方面，兩者都存在一種“怪異之處”——是可預測性和隨機性的混合，難以捉摸。

然後存在這樣一個由來已久的問題，即什麼構成了能將量子不確定性轉變爲經典絕對測量的關鍵觀察點。大腦中的量子現象是否有可能與概率波的坍縮相關？

另一方面，奇怪疊加奇怪並不等同於科學真理，無論每個概念看起來多麼難以理解。大腦可能不像經典計算機那樣工作，但藉助量子魔法不太可能得出一個全面的理論。

當涉及到意識的量子理論時，科學家們還有另一個充足的理由牢牢戴上他們的懷疑帽——生物學的混亂態勢長期以來一直被認爲過於混亂、過於嘈雜、過於“龐大”，以至於量子力學無法以任何顯著的形式呈現。

對於那部分，我們或許需要重新斟酌，尤其是在實驗能夠驗證劉、陳和敖的預測的情況下。

這三人提到，圍繞神經細胞軸突“尾部”的那種被稱作髓鞘的脂肪塗層，可想而知能夠充當一個適宜的圓柱形腔體，用於放大細胞其他部位生成的紅外光子，致使碳氫鍵偶爾吐出成對的光子，而這些光子的性質之間存在高度的相關性。

這些糾纏光子於大腦生物化學的離子潮汐中的移動，或許會促進在器官同步能力中起關鍵作用的過程之間的相關性。

“可能”這個詞在這裡起着極大的重要作用，當然。雖然有大量的實證發現支持該假設的細節，但目前，糾纏光子影響大規模生物過程的證據 僅侷限於光合作用。

這並不意味着在動物中量子生物學沒有先例。 越來越多的證據表明，被稱爲隱花色素的蛋白質中電子自旋的模糊疊加態能夠受到磁場的影響，這有助於解釋某些動物的長距離導航。

我們距離證明在我們頭腦中起作用的並非經典化學還有很長的路要走，更別提自信地宣稱我們大腦的交響樂是由一位量子作曲家所統一的了。

但或許是時候停止對量子現象至少在我們大腦的某些基本功能方面產生影響持有保留意見了。

這項研究已發表在 《物理評論 E》.