粒子是否有意識?
來源:時空通訊
發布時間:2022-05-20
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別看說的是世界上最小的物質~粒子,但這個(ge) 話題涉及的星空体育官网入口网站麵太廣了,包括哲學、生命學、生物學、經典物理學、量子力學、化學等諸多學科,而且沒有一個(ge) 學科能夠單獨將這個(ge) 問題說清楚。

那麽(me) ,為(wei) 什麽(me) 粒子本身沒有意識,一堆粒子組合成人,就會(hui) 產(chan) 生意識呢?我不奢望能說得很清楚,但可以試著來分析一下,與(yu) 網友們(men) 共同探討和分享,權作拋磚引玉。

首先,我們(men) 要給“意識”定個(ge) 性

在教科書(shu) 或者百科星空体育官网入口网站中,意識是人類特有的一種功能,是對客觀世界的反映,受物質世界製約,但會(hui) 反作用於(yu) 物質世界。這是帶有哲學意義(yi) 的解釋,如果通俗一點說,意識就是人在長期進化中產(chan) 生的一種特有功能,人具備了意識,才能變得更聰明,從(cong) 而成為(wei) 地球的主宰。

具體(ti) 說來,人的意識是一種複雜的意識,就是可以通過記憶和邏輯(抽象)思維,讓自身的經驗和星空体育官网入口网站得到積累,並且能夠傳(chuan) 承下去。而記憶和邏輯思維的基礎是自我意識,就是自己知道是自己,能夠與(yu) 其他個(ge) 體(ti) ,包括與(yu) 其他人類和各種物體(ti) 區分開來的能力。

除了人類,某些動物也有簡單的自我意識,科學家們(men) 有一個(ge) 經典試驗方法來區分這些動物,就是所謂鏡子試驗。這個(ge) 試驗雖然存在許多爭(zheng) 議,但除此之外,目前似乎還沒有更好的辦法來驗證動物有沒有自我意識。

這個(ge) 方法就是通過照鏡子,檢驗動物是否知道鏡子裏的形象是自己。大象、猩猩、海豚、烏(wu) 鴉等十餘(yu) 種動物通過了這種實驗,可惜的是,人類認為(wei) 很聰明且最忠實的朋友狗狗和貓沒有通過這個(ge) 試驗。

當然,這些通過實驗的動物,其自我意識也是模糊簡單的,因此雖然表現得比其他動物要聰明些,但依然無法形成邏輯思維和記憶,否則人類就會(hui) 危機四伏,主宰地位就會(hui) 搖搖欲墜。

我多次說過,這是因為(wei) 動物與(yu) 人最大的區別,就是沒有形成複雜的語言和時間概念,這是思維和記憶的基本工具,沒有這個(ge) 工具,對物質世界刺激就隻能停留在形象上,無法形成具有標記的抽象思維和記憶。

比如某個(ge) 時間段,我們(men) 看到一張桌子,一輛汽車,一群人在喝酒,就會(hui) 在腦海中形成桌子、汽車、人、酒、事件等概念,並用時間將它們(men) 標記下來,形成抽象思維和記憶。我們(men) 可以試著想一想,如果沒有語言的細胞~概念和時間標記,你能將自己看到的、經受的事情串聯起來,並形成記憶和抽象思維嗎?

所以說,意識是人類特有的功能沒有錯,但初級意識或者說簡單意識並非人類所獨有。

其次,我們(men) 了解一下單個(ge) 粒子是否有意識

本命題是“單個(ge) 粒子無意識,一堆粒子組合起來就有了意識”,那麽(me) 真的是這樣嗎?

粒子是人們(men) 對組成物質最基本單元的稱呼,由於(yu) 一些粒子內(nei) 部還有結構,現在已經不提“基本粒子”的說法。現代物理學將粒子分為(wei) 誇克、輕子、傳(chuan) 播子三大類,包括6種誇克、3種帶電輕子、3種中微子。

所有的粒子都存在反粒子,包括正反粒子細分起來一共有62種。即輕子12種、誇克36種、規範玻色子14種等,就不一一細說了。那麽(me) 單個(ge) 粒子真的無意識嗎?這似乎還是一個(ge) 值得探討的問題。

量子力學研究表明,所有的粒子都具有波粒二象性,即既有波的性質,也有粒子的性質,驗證這個(ge) 理論的最著名實驗就是雙縫幹涉效應實驗,有人把這個(ge) 實驗稱為(wei) 令人可怕和恐懼的詭異實驗,這是為(wei) 什麽(me) 呢?

光是什麽(me) ?是粒子還是波,在科學界曾經幾百年,一直到1704年,牛頓發表了《光學》一書(shu) ,將光定義(yi) 為(wei) 粒子。基於(yu) 他是科學大牛,別人惹不起,這場爭(zheng) 論才似乎告一段落。但後來科學的發展,人們(men) 打開了亞(ya) 原子大門,這個(ge) 爭(zheng) 議又起來了。

1801年,英國物理學家托馬斯·揚進行了光的雙縫幹涉實驗,通過兩(liang) 條狹縫的光在背景上留下了幹涉條紋,這是波的性質,由此,人們(men) 否定了牛頓的光粒子說,似乎終於(yu) 認定光就是波。但隨著科學研究的深入,光的波動說無法解釋許多神秘現象,如黑體(ti) 輻射、光電效應等問題。

100年後,愛因斯坦、普朗克等量子力學創始人將光的粒子說重新挖掘出來,論證了光既有波動性,又有粒子性,於(yu) 是光量子的波粒二象性理論正式出台,成為(wei) 量子力學的奠基理論。

1961年,德國蒂賓根大學的克勞斯·約恩鬆吃飽了突發奇想,做了一個(ge) 驚世駭俗的實驗,揭開了粒子世界詭異的魔盒。這項實驗開始並沒有什麽(me) 稀奇,依然是讓光子通過雙狹縫在背景上留下幹涉條紋。同時也發現電子、分子都有這種現象,這說明波粒二象性是所有粒子的共性。

但約恩鬆在試驗單個(ge) 光子或單個(ge) 其他粒子發射時,依然會(hui) 留下幹涉條紋,這就令人費解了。因為(wei) 這就像機槍和步槍分別打槍,機槍掃射的子彈可能會(hui) 從(cong) 兩(liang) 條縫裏通過,但步槍一發一發地發射,邏輯上每個(ge) 光子就隻能有選擇地從(cong) 一條縫中通過。結果並不是這樣,即便單個(ge) 光是,也像一顆子彈分成了兩(liang) 半,分別從(cong) 兩(liang) 條縫中射到了後麵的背景上,形成了幹涉條紋。

難道粒子真的會(hui) 分身?約恩鬆在粒子通過雙縫的路徑上安裝了一個(ge) 探測裝置,想弄清一個(ge) 粒子是如何同時通過兩(liang) 條縫在後麵留下幹涉條紋的。結果奇跡發生了,後麵的幹涉條紋消失了!而關(guan) 閉探測裝置後,幹涉條紋又出現了!

更為(wei) 詭異的是,科學家們(men) 後來做了更深入的實驗,就是更令人震驚的雙縫幹涉延遲探測實驗。這項實驗是將探測器放在雙縫之後,設置成當粒子已經穿過雙縫後才開啟探測。根據邏輯推斷,粒子已經穿過了雙縫,其路徑就已經形成不會(hui) 改變結果了,但這些粒子就好像預先知道有人要探測一樣,依然是探測就沒有幹涉紋,不探測幹涉紋就出現!

後來科學家們(men) 再進一步深入進行了一項粒子路徑擦除實驗,就是在探測裝置開啟狀態下,沒有形成幹涉條紋,實驗結束後,實驗者擦除了這個(ge) 路徑信息,結果令人震驚,幹涉條紋竟然會(hui) 重現!這就是說,已經形成的結果也可以改變,現在做出某種改變竟能夠改變過去!

粒子難道有意識,時間一維向前性也可以改變?這裏麵的機製讓科學家們(men) 抓耳撓腮百思不得其解,至今還是個(ge) 謎團,這就是雙縫幹涉實驗結果令人恐懼的原因。不過粒子世界這種詭異的特性,成為(wei) 了量子力學理論的立足點,由此,發展出了量子不確定性原理、量子糾纏、薛定諤的貓、波函數坍塌等理論,這些都成為(wei) 量子力學的正統主流理論。

而從(cong) 這些實驗,我們(men) 能得到什麽(me) 啟示呢?這是不是粒子真的有意識呢?這種意識當然不是人類的那種高級意識,隻能說是粒子的基本特性或者本能。那麽(me) 是不是正因為(wei) 這些特性和本能,才能夠讓一堆粒子集合在一起就會(hui) 產(chan) 生意識呢?如果沒有這些特性,這個(ge) 世界還會(hui) 不會(hui) 出現我們(men) 呢?這個(ge) 問題留給大家思考和討論。

一堆粒子組合起來就會(hui) 有意識嗎?

當然不一定,我們(men) 世界上所有的物質,包括日月山川、江河湖海、飛禽走獸(shou) 、病毒細菌、螞蟻昆蟲、花草樹木等等,都是由一堆堆粒子組成,都沒有形成人類這種意識。由此可見,並非一堆粒子組合起來就會(hui) 產(chan) 生意識。

在我們(men) 認知的地球世界,一切物質都是由元素組成,迄今人類認識到的元素有118種。所謂元素就是由單一原子組成的物質,多種原子組成的物質就是化合物,理論上118種元素可以組成無數種化合物。

人們(men) 把化合物分為(wei) 四大類,即有機化合物、無機化合物、離子化合物、共價(jia) 化合物等。

組成人體(ti) 的元素有60多種,其中鈣、鈉、鉀、鎂、碳、氫、氧、硫、氮、磷、氯等11種元素是常規必須有的元素,還有鐵、銅、鋅、錳、鈷、釩、鉻、鉬、硒、碘等十幾種必須有的微量元素,其中鈣、納、鉀、鎂四種元素占人體(ti) 金屬離子總量的99%以上,非常重要。

所有元素都是由原子組成,而原子則由原子核和電子組成,原子核由中子和質子組成,中子和質子由誇克組成。由此可見,組成人體(ti) 的粒子和任何物質一樣,沒有什麽(me) 特殊性。那麽(me) ,為(wei) 什麽(me) 人就能夠產(chan) 生意識呢?

我覺得還是與(yu) 這些粒子的組成結構和運作方式有關(guan) ,經曆了幾十億(yi) 年的進化,這些粒子在人體(ti) 裏形成了產(chan) 生意識的精美結構,如大腦和神經結構,包括上千億(yi) 個(ge) 神經細胞和數百萬(wan) 億(yi) 個(ge) 突觸等。

在這些精細結構裏形成一套複雜的運行方式,通過外界電磁信號刺激,內(nei) 部生物電運行,產(chan) 生了獨特高級的意識,並在實踐中不斷強化和提升。研究證明,人的自我意識是基因遺傳(chuan) 下來的,但需要後天的培植和加強,因為(wei) 嬰兒(er) 到18個(ge) 月左右才會(hui) 產(chan) 生自我意識,而一個(ge) 脫離人類群體(ti) 活動的人,意識就會(hui) 受到很大限製和損害,例如狼孩。

總之,世界的一切都是由粒子組成,有些粒子組合產(chan) 生了意識,有些沒有產(chan) 生,這裏麵的機製非常深奧和複雜。現代科學對人腦和意識的研究還隻是掠其皮毛,因此作為(wei) 科普文在這裏也無法作出學術探討,也隻能掠其皮毛。就說到這兒(er) 吧,一家之言,歡迎討論批評,感謝閱讀。



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