大腦意識與宇宙的聯(lián)系神秘而值得期待。
英國牛津大學(xué)物理學(xué)家羅杰·彭羅斯在《皇帝的新腦》一書中寫道：當我們處于意識狀態(tài)時，我們似乎必須意識到某種東西，也許是感覺，諸如痛、溫暖或者彩色風(fēng)景、音樂之聲；或者我意識到諸如迷惑、沮喪或快樂的感情；或者我可以意識到某些過去經(jīng)驗的回憶；或者理解其他人講什么或是自己的一個新思想；或者我意識到想發(fā)言或采取行動如從座位上站起來。我還可以“后退一步”意識到這些企圖、或者自己痛的感覺、或者自己記憶的經(jīng)驗、或者自己獲取的理解、甚至只是對自己意識的意識。
傳統(tǒng)觀念認為，意識是物質(zhì)之間的一種反應(yīng)，來源于大腦自動的復(fù)雜計算。當身體死亡后，血液、氧氣和新陳代謝能量停止了，意識也就終結(jié)了。
近年來，美國亞利桑那大學(xué)麻醉學(xué)和心理學(xué)系榮譽教授、意識研究中心負責(zé)人斯圖亞特·哈梅羅夫和彭羅斯共同提出了一種新觀點：編制-客觀還原（Orchestrate Objective Reduction）理論，也稱Orch-OR理論，認為意識是產(chǎn)生于量子水平的時空結(jié)構(gòu)，其生理基礎(chǔ)是神經(jīng)元內(nèi)部的“微管”結(jié)構(gòu)。編制（orchestrate）即神經(jīng)元突觸輸入端在微管中“精心編制”了量子計算，客觀還原是說，意識起始于疊加態(tài)，由于意識的自我-坍塌（self-collapse）而使多重世界還原為一個確定的世界。相對于認為意識源于復(fù)雜計算的觀點，量子意識是另一種候選理論。
時空全息與信息獲取
美國喬普拉福利中心副主管、內(nèi)分泌專家迪帕克·喬普拉曾在對哈梅洛夫的一次采訪中問他：“大腦位于顱骨中，并沒有跑到外面去體驗外部的世界，它只是對內(nèi)部條件，如pH值、電解液、激素、細胞膜離子交換和電脈沖等起反應(yīng)。大腦是怎樣看到外部世界的呢？”
“這個問題可以追溯到幾千年前?！惫妨_夫說，“一些希臘哲學(xué)家認為，外部世界只是我們頭腦中表現(xiàn)出來的，其實并不存在。笛卡爾也理所當然這么認為，他說能讓他確認自己存在的唯一的東西，就是他的意識，‘我思故我在’。因此，我們也不能確切認定，外部世界就是我們所認為的那個樣子。有人認為，世界是人們構(gòu)想出來的，是一種幻覺；另一些人認為，它是一種精確的表現(xiàn)；還有一種混合觀點，認知的世界確實有其外部存在，但加入了量子性質(zhì)時，它就變得不確定了?！?/p>
比如人們在看一朵玫瑰，并不是真的看到了玫瑰，其實只是視網(wǎng)膜對光子的反應(yīng)。哈梅羅夫解釋說，很可能光子在它到達眼睛最后面的視紫質(zhì)之前，就被轉(zhuǎn)換成量子信息了。所以當光子進入眼睛經(jīng)過視網(wǎng)膜時，量子信息被從中提取出來，以某種更直接的方式傳達了玫瑰的基本特征或?qū)傩?。這也正是意識體驗的難題：我們真切地感受到各種特征，如紅色、疼痛、悲傷、遺憾、喜悅、幸福，所有這些感覺都是意識覺知。大部分人認為，視網(wǎng)膜就像一架照相機，把圖像傳到大腦計算機里的某個部位，但看圖的是誰？
哈梅羅夫提出，玫瑰的基本屬性，如紅色、氣味及其他特征，哲學(xué)家稱之為“感受特征”（qualia）的，其實是在非?；镜臅r空層面上的特定波動。由于時空幾何結(jié)構(gòu)由虛空構(gòu)成，是全息的，所以我們的視網(wǎng)膜和大腦能通過量子過程和玫瑰的本質(zhì)屬性連接，從而在頭腦里獲取這些信息。通過量子過程，我們得以體驗到紅色、香味及其他性質(zhì)，也在意識中以各種形狀、各種形式體驗著愛、善良、真實等感受特征，在意識中把這些特質(zhì)理解為是外部世界的。
“從傳統(tǒng)唯物主義角度來看，感受特征是大腦中創(chuàng)造的，是經(jīng)過神經(jīng)元計算后呈現(xiàn)出來的性質(zhì)。但我認為不是這樣。神經(jīng)元計算是一種無意識的、自動處理的行為，而感受特征和意識雖然依附于神經(jīng)元計算，但卻并不一樣。不同之處就在于與時空幾何結(jié)構(gòu)的量子連接。”哈梅羅夫說。
這也正是彭羅斯的觀點。宇宙是由原子之間的虛空所構(gòu)成，如果進入微觀，在比原子小得多的多的尺度，隨著事物變得越來越小，一切都變得光滑而喪失特征，到了比原子還小25個數(shù)量級的尺度，也就是所謂的普朗克尺度，存在著某種圖案，或者說粗糙不平、幾何結(jié)構(gòu)、信息等。
在這種最基本的量子引力水平，普朗克尺度的結(jié)構(gòu)造成了物理上不可再分的特征，就像質(zhì)量、自旋和電荷那樣。感受特征也是如此。哈梅羅夫和彭羅斯都認為，前意識或意識本身，或許正是嵌在這種普朗克尺度的幾何結(jié)構(gòu)中，正像質(zhì)量、自旋和電荷構(gòu)成了物質(zhì)世界一樣。換句話說，意識的本質(zhì)特征就是它是深及宇宙的最基本尺度，并在各個尺度都保留著全部信息，所以大腦中的量子生物過程才能獲得各種感受特征。
量子意識理論
哈梅羅夫認為，從本質(zhì)上說，意識就是一種量子過程。比如在“看”的過程中，你能看到顏色、動作、形狀——所有這些性質(zhì)都屬于一個目標。這些不同的屬性在不同的腦區(qū)被處理，時間上也略有差異，但以某種方式被結(jié)合在一起成為對該目標的意識認知：一只鳥、一架飛機、一只風(fēng)箏或無論什么東西。這不是一串特征，它們是同一件事物。伽馬同步（gamma synchrony）與這種整合有關(guān)，但還不能完全解釋它。如果意識是量子，那些不同的屬性是結(jié)合的、糾纏在一個量子疊加系統(tǒng)中，然后在一個意識瞬間自行坍塌，將這些屬性統(tǒng)一起來。
為了解釋量子力學(xué)中所謂的測量問題，哥本哈根解釋是幾種可能之一。波函數(shù)表示某事物的一種量子態(tài)，即粒子可以同時處于疊加位置，多種狀態(tài)或多個位置。在某個情況下，波函數(shù)坍塌了，所有的可能性變成了一種確定的真實。但這一解釋把意識排除在了科學(xué)之外。另一種解釋即多重世界解，實際也是量子疊加態(tài)能持續(xù)多久、達到多大的問題。按照多重世界的觀點，如果你有一個同時存在兩種可能性的量子系統(tǒng)，每種可能性都會發(fā)展演變成它自己的整個新宇宙。宇宙在最基本水平發(fā)生分裂，我們有無數(shù)個這種重疊宇宙。
彭羅斯的觀點有點傾向于多重世界解。他認為分裂的宇宙并不穩(wěn)定，由于一種客觀臨界值的限定，也會在特定時間還原，或自身坍塌為特定狀態(tài)——這叫做客觀還原（objective reduction），或稱OR理論。而意識起始于疊加，一個非常簡單的關(guān)于不確定原理的方程，E=h/t，確定了一次意識事件的波場?；谶@個方程而發(fā)生了自身坍塌，當坍塌發(fā)生時，就產(chǎn)生了量子化的意識瞬間（conscious moment）。
意識瞬間是自身坍塌的結(jié)果，它們是不連續(xù)的，但發(fā)生速度非?？?，給人一種連續(xù)的感覺，一般來說大約每秒鐘40次。在哈梅羅夫和彭羅斯的模型中，意識瞬間與伽馬射線同步腦電圖是一致的。但不一定是40次。威斯康辛州戴維德森實驗室曾研究過幾位西藏僧人的禪修情況，發(fā)現(xiàn)他們的同步性（synchrony）不是40次，達到了每秒80~100次之間。所以他們在禪修狀態(tài)中，意識瞬間比其他人更多，也比他們禪修前更多。這些意識瞬間，或者稱為意識量子，很像電磁波譜里的光子。在電磁波譜中，你能發(fā)現(xiàn)高能、迅速、高頻的光子，如紫外線；也能發(fā)現(xiàn)更慢、更長的波，如紅外線。而意識事件也有一種頻譜。
哈梅羅夫說，比如在禪修時，我們會轉(zhuǎn)換到更高頻率，這樣意識瞬間更多，體驗強度也會更高。就像從紅光變?yōu)樽贤夤猓庾R的轉(zhuǎn)變也類似于此。當意識發(fā)生時，外部世界慢慢在腦海中呈現(xiàn)出來。比如在汽車遇到事故突然急轉(zhuǎn)彎時，人們會感覺外部世界變慢了，因為人的意識瞬間從每秒40次提升到了80次，相對于感知增強，外部世界就顯得慢了。著名橄欖球運動員喬·納馬斯曾說，當他在比賽中處于巔峰狀態(tài)時，好像每一件事情都慢了下來。有一次當他觸地得分時，數(shù)千名觀眾在歡呼，而他看到每一件事都是慢動作，整場都安靜下來，沒有一點聲音。邁克爾·喬丹也說過，當他發(fā)揮良好時，會感覺對方運動員的動作變慢了。很可能他們把意識瞬間從每秒40次提升到了100次，所以外界慢下來，甚至幾乎停止。
