遇事不决量子力学？新研究认为大脑意识源于量子纠缠

2022-11-13 03:11

海归学者发起的公益学术平台

分享信息，整合资源

交流学术，偶尔风月

科学家们已经证明了量子引力的存在。现在，他们又发现，我们的大脑也可以做量子计算。这一发现或许有可能揭示“意识”——这个从科学角度来说一直是虚无缥缈的存在。大脑量子计算的过程也可以解释人类在“未雨绸缪”“灵机一动”“温故知新”等方面的本领仍然能胜过超级计算机。

图源：TRINITY COLLEGE DUBLIN

都柏林三一学院（Trinity College Dublin）的研究人员采用了一个概念，证明了量子引力的存在，并将其用于探索人脑及其工作机制。他们通过实验测得大脑功能与短期记忆和意识相关。这表明量子计算过程也是认知和大脑功能运转的一部分。

克里斯蒂安·克尔斯肯斯（Christian Kerskens）博士是这项研究论文的共同作者。他还是三一学院神经科学研究所（TCIN）的首席物理学家。他介绍，研究团队改编了一个想法，这个想法是为证明量子引力的存在而开发的，通过实验得到已知的量子系统，这些系统与未知系统相互作用。如果已知的系统纠缠在一起，那么未知系统也一定是量子系统。“这避免了为我们一无所知的东西找到测量设备的困难。”

他说：“在实验中，我们使用了‘脑水’（brain water）的质子自旋作为已知的系统。‘脑水”是大脑中自然形成的液体。质子自旋可以通过核磁共振成像（MRI）来测量。然后，通过使用特定的MRI设计来寻找纠缠的自旋。我们发现了类似于心跳诱发电位的MRI信号。这是一种EEG信号，即脑电图测量出的脑电流，在日常生活中很常见。”

像心跳诱发的生理电位通常无法通过MRI检测到。科学家们相信正是因为大脑中的核质子自旋是相互纠缠的，他们才能观察到这种现象。

“如果纠缠是唯一可能的解释，那就意味着大脑运行的过程必须与原子核自旋相互作用，介导核自旋之间的纠缠。因此，我们可以推断出大脑计算的过程必须是量子的。”克尔斯肯斯强调，量子过程很可能是大脑产生意识的重要组成部分。

该团队的研究结果需要先进的多学科方法去进行验证。如果结论属实，将颠覆我们对大脑工作方式的传统理解。这些见解将进一步揭示大脑是如何运转甚至自愈的。这些研究结果还将有助于探索新技术，从而构建更先进的量子计算机。