探索“意识”的起源：从RNA世界假说到人类大脑纠缠网络引言：从本质上看

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引言：

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从本质上看，亚宏观尺度下物质，如RNA、DNA、苔藓、猫咪、人类等等具有的“意识”，本质上还是其内部微观量子与其他微观量子（既包括外部，也包括内部其他）的相互感应的结果。这个内部微观量子，我称之为“游离态量子比特”。游离态量子比特可以通过之发生相互影响的其他微观量子（如外部的光量子或者其他类型的微观量子）双向感应，从而获得外部的信息，再加上能量，从而实现熵减。这种亚宏观尺度下的物质对微观量子之间的双向感应，实际上是由这种“游离态量子比特”作为“中间人”来实现的。

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我在上一篇文章中提到，麦克斯韦妖必须获取信息和能量才能真正做熵减工作。麦克斯韦妖是思想实验中的存在，而生命是实实在在的存在熵减。朱清时将“真气”理解为麦克斯韦妖，感觉还是很玄幻，现在需要真的可以用实验来检测出来的，即使是猜想，也必须合乎逻辑。那么生命中的麦克斯韦妖到底是什么呢？我在很早以前就有过一个假设，假设存在一种“游离态量子比特”，它们可以起到感应信息获取信息的作用，即生命中的麦克斯韦妖，即使是RNA和DNA中也存在它们。

人类的头脑自从进化出了“观念”思想的功能以来，就对“意识”产生了各种各样的“思维推测”，从万物有灵到一神宗教，再到各种哲学理论、科学理论，无不或明或暗的带有“意识”的部分在其中。今天我们常常看到的“灵魂”、“上帝”、“唯物”、“量子”、直到真真实实看到的某种实际事物，如一座高楼、一只猫咪，等等其实都是意识的产物，只不过意识本身也进化出几种分类，有抽象中的，也有感应到的。

从麦克斯韦到布里渊，真正的麦克斯韦妖如果要做熵减工作，必须获取外部的信息和能量。麦克斯韦妖是思想实验中的存在，而生命是实实在在的存在熵减，那么生命中的麦克斯韦妖到底是什么呢？或者说生命中起到这个麦克斯韦妖作用的到底是什么东西呢？真气的说法感觉有点“玄幻”，毕竟真实的存在要能够用实验检测感应得到才行。即使是猜想，也必须合乎逻辑。

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最原始的RNA可能是率先具有麦克斯韦妖的物质，德国科学家最新研究发现RNA成为地球上形成所有生命的首个自复制分子的可靠证据。德国慕尼黑大学一支化学家研究小组最新研究表明，膘嘌呤和鸟嘌呤很容易合成，证实RNA分子可以作为地球生命的起源物质。这项最新研究报告发表在近期出版的《科学》杂志上。多年以来科学家认为地球生命起源与RNA分子的形成密不可分，因为RNA分子可以存储信息，并且作为一种催化剂。研究小组研究表明，一种叫做甲酰胺基嘧啶(formamidopyrimidine)的分子在特殊条件下发生反应形成嘌呤，他们发现在胺中添加酸可促使形成嘌呤，同时它很容易结合甲酸。近期研究显示彗星上存在着大量甲酸，这意味着如果彗星碰撞在行星上，在特定条件下很可能与嘌呤结合在一起，一旦出现这种情况，将结合形成糖类物质，形成大量的嘌呤，其中包括腺嘌呤和鸟嘌呤，它们是形成RNA分子的必需成分，为早期地球孕育生物体提供基础条件。

虽然不像DNA那样形成规则的双螺旋结构，RNA的结构也并不简单。RNA世界假说认为，地球上早期的生命分子以RNA的形式先出现，之后才是DNA；早期的RNA分子同时拥有遗传信息的储存功能（如同当今的DNA一样）和催化能力（如同当今的蛋白质一般），支持了早期的细胞或前细胞生命的运作。

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我假设，RNA中就存在“游离态量子比特”，这种游离态量子比特的作用就相当于麦克斯韦妖，它们可以通过感应与之发生相互影响的其他微观量子（如外部的光量子或者其他类型的微观量子），从而获得外部的信息，再加上能量，从而实现熵减。这种亚宏观尺度下的物质对微观量子之间的双向感应，实际上是由这种“游离态量子比特”作为“中间人”来实现的。

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这样从本质上看，亚宏观尺度下物质具有的“意识”，本质上还是其内部的微观量子与外部微观量子的相互感应的结果。但是又有了意识种类的升级，这样，我从物质尺度上对“意识”的概念进行了外延，分成三大类：1、微观尺度上的感应，即量子之间的感应；2、亚宏观尺度物质对量子的感应，这就是生命的意识；3、整个宇观尺度对微观量子的感应，即整个宇宙就是一个“意识主体”。

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现在开始讨论人的意识。我们通常所说的人的意识，是上面所说的游离态量子比特再次进化出来的功能。游离态量子比特起到了生命中麦克斯韦妖的作用，它通过感应其他量子比特从而实现获取信息的功能。游离态量子比特如同计算机中的随机存储器，它和其他量子比特纠缠的时间持续非常短，这时地球生命经过漫长的进化，生命中出现了与其他量子比特（如外部光量子，当然也包括内部其他量子）纠缠时间较长的“游离态量子比特”，持续时间到达一个临界点以后，这种游离态量子比特实际上已经实现了突变，它们已经可以作为存储信息的量子比特了，也就是记忆的产生。

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仅仅有记忆还没有达到我们通常理解的人类意识的能力，我们通常理解的人类的意识，大多数是指抽象思维的能力，实际上这种能力也是前面两个阶段进化而来。我在之前很多文章中说过，人类观念的产生，源自信息的感应功能和存储功能重叠未分化的结果，随着人类的进一步进化，这两种功能会分化成两个完全不同的没有重叠的区域，如同我们今天看到的大脑的不同部位具有不能功能那样。当然未来功能区真的完全分化以后，抽象思维也会变成一种普普通通的功能，成为整个大脑功能的一部分。当然所有这些功能实际上在其作用时，形成了一个由不同的“游离态量子比特”构建的纠缠网络，也就是说这些功能并不是独立的。由不同的“游离态量子比特”构建的纠缠网络，其中任意一个“游离态量子比特”都可以感应外部如光量子，也在时时刻刻感应着内部的已经存储信息的量子

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（这些作为存储信息的量子实际上原始功能也是游离态量子比特，只不过进化出来了纠缠时间更长的功能，变成了存储信息的量子）。这样人脑相当于进化出来了类似计算机那样的功能分化，游离态量子比特成为了随机存储区，存储信息的量子比特成为了只读存储器。这个由“游离态量子比特”构建的纠缠网络，通过其中一个或者部分游离态量子比特感应内部其他已存储信息的量子，形成纠缠，即将其他量子并入到新的纠缠网络中，这个纠缠网络的每一次塌缩，形成一次意识，多次如此，形成意识流。

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用上述我的假设来对比一下著名科学家彭罗斯和哈梅罗夫的客观还原意识理论，在人的大脑神经元里有一种细胞骨架蛋白，是由一些微管组成的，这些微管有很多聚合单元等等，微管控制细胞生长和神经细胞传输，每个微管里都含有很多电子，这些电子之间距离很近，所以都可以处于量子纠缠的状态。在坍缩的时候，也就是进行观测的时候，起心动念开始观测的时候，在大脑神经里，就相当于海量的纠缠态的电子坍缩一次，一旦坍缩，就产生了念头。

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另外，近年来，有一位牛人的研究也是全球关注的。我认为最有价值的是他论证生命体内的量子纠缠持续时间可以很长，实际上生命本身中的记忆要比他的这个时间还要长，这些未来或许会通过实验发现。

Fisher是 IBM T. J. Watson 研究中心史上第一位访问学者，随后在加利福尼亚大学物理学系及Kavli理论物理学研究所工作。2007年，他暂时离开UCSB物理学系，以研究物理学家的身份加入了微软Station Q实验室。在2009到2010学年，Fisher在Caltech担任教职，并于2011年夏天回到UCSB物理学系。Fisher在《物理学年鉴》上发表了他的关于意识的研究细节。他自己的论文的大部分都具有高度推测性。Fisher提出了一套完整的神经量子信息体系，包括量子比特、量子纠缠的产生、量子传输与存储、量子测量，及分子层面的量子相干与测量对细胞层面神经脉冲活动的影响机制等，它们都有潜在的生物分子及相关酶化学反应过程等作为载体，整个逻辑链条的每个环节都清晰明确。

Fisher确定了生物场景中不同磷基分子的相干时间，并发表了一个候选的量子比特。那是一种称为波斯纳分子或波斯纳集群（Posner molecule or cluster）的磷酸钙结构，于1975年在骨骼矿物质里发现。它们也在实验室里制造的模拟体液（即水加上生物分子和矿物盐）里被观测到过。

Fisher估算了这些分子的相干时间，结论是惊人的——105秒，简直就像一整天那么长。

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他还至少确定了一种发生在大脑中的化学反应，他认为这种化学反应会自然地在波斯纳分子内制造核自旋之间的纠缠态和相干态。这个反应过程参与钙的吸收和利用焦磷酸酶的脂肪代谢过程。焦磷酸酶能打破2个相连的磷酸根离子结构，产生2个单离子。理论上说，至少这2个离子的核自旋应该是处于量子纠缠态的。将它们释放到细胞周围的液体中，就可能与钙离子结合形成波斯纳分子。

如果这些都是正确的，大脑的细胞外液可能会充斥着高纠缠态的波斯纳分子组成的集群。如果出现在神经内部，这些分子可能会开始改变细胞发出信号和反应的方式，并由此形成思想与记忆。

量子纠缠产生机制所发生的载体——焦磷酸盐及其水解的酶化学过程，与生命体能量存储运输的基本单元ATP直接相关。焦磷酸盐是ATP水解过程的两个产物之一(另一个是AMP)，焦磷酸酶也在生命体里普遍存在。ATP对于体内细胞来说异常重要，因为它作为储能器，可以轻易地被输送到各处细胞为生命活动供给能量。这听起来给人的感觉是，似乎量子纠缠机制不仅仅会涉及神经活动，这方面尚有待进一步的探索。但ATP水解的逆过程，即将具有较高能量的磷酸盐与AMP组装为ATP的过程，分别涉及动物体内的氧化作用及植物体内的光合作用，而量子生物学的研究表明，量子隧穿、量子游走等机制在其中都扮演着关键的角色。据NewScientist的报道，Fisher正在与斯坦福大学的神经科学家和分子生物学家合作，试图通过实验给出证据。

探索猫所有文章基于如下逻辑：意识本质 —>个人意识 —>群体意识（意识形态：巫术、宗教、哲学、科学、未来某种形态）。关于意识的本质，探索猫认为意识就是“感应”，是各种尺度下物质对微观量子的感应，而且这种感应是双向的，只有双向的才叫意识。宇宙万物都有这种能力，可以从物质尺度上分成三大类：1、微观尺度上的感应，即量子之间的感应；2、亚宏观尺度物质对量子的感应，这就是生命的意识；3、整个宇观尺度对微观量子的感应，即整个宇宙就是一个“意识主体”。

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