神经元中的量子纠缠或许能解释意识

此刻，一场无声的交响乐正在你的大脑中奏响，神经通路在电磁合唱中同步，这被认为会产生意识。

然而，大脑中各个回路如何协调其放电活动是一个持久的谜团，一些理论家认为，可能有一个涉及量子纠缠的解决方案。

这个提议颇为大胆，尤其是因为在大于原子和分子的尺度上，量子效应往往变得无足轻重。最近的几项发现正迫使研究人员搁置他们的疑虑，重新考虑量子化学是否终究可能在我们的大脑中起作用。

在中国，上海大学的物理学家刘泽飞和陈永聪以及四川大学的生物医学工程师敖平在他们新发表的论文中解释了神经细胞绝缘层中碳氢键发射的纠缠光子如何同步大脑内的活动。

他们的这一发现，距离另一种被称为超辐射的量子现象在细胞框架中被发现，仅仅过去了几个月

这引起了人们对一种有关意识的高度推测性理论——彭罗斯 - 哈梅罗夫“协调客观还原”模型的关注。

该模型由备受尊敬的物理学家罗杰·彭罗斯和美国麻醉学家斯图尔特·哈梅罗夫提出，指出为细胞（在此情形下，即我们的神经元）提供结构的细胞骨架微管网络充当了一种量子计算机，并以某种方式塑造了我们的思维。

人们为何倾向于用量子物理学来解释意识，这很容易理解。一方面，两者都存在一种“怪异之处”——是可预测性和随机性的混合，难以捉摸。

然后存在这样一个由来已久的问题，即什么构成了能将量子不确定性转变为经典绝对测量的关键观察点。大脑中的量子现象是否有可能与概率波的坍缩相关？

另一方面，奇怪叠加奇怪并不等同于科学真理，无论每个概念看起来多么难以理解。大脑可能不像经典计算机那样工作，但借助量子魔法不太可能得出一个全面的理论。

当涉及到意识的量子理论时，科学家们还有另一个充足的理由牢牢戴上他们的怀疑帽——生物学的混乱态势长期以来一直被认为过于混乱、过于嘈杂、过于“庞大”，以至于量子力学无法以任何显著的形式呈现。

对于那部分，我们或许需要重新斟酌，尤其是在实验能够验证刘、陈和敖的预测的情况下。

这三人提到，围绕神经细胞轴突“尾部”的那种被称作髓鞘的脂肪涂层，可想而知能够充当一个适宜的圆柱形腔体，用于放大细胞其他部位生成的红外光子，致使碳氢键偶尔吐出成对的光子，而这些光子的性质之间存在高度的相关性。

这些纠缠光子于大脑生物化学的离子潮汐中的移动，或许会促进在器官同步能力中起关键作用的过程之间的相关性。

“可能”这个词在这里起着极大的重要作用，当然。虽然有大量的实证发现支持该假设的细节，但目前，纠缠光子影响大规模生物过程的证据 仅局限于光合作用。

这并不意味着在动物中量子生物学没有先例。 越来越多的证据表明，被称为隐花色素的蛋白质中电子自旋的模糊叠加态能够受到磁场的影响，这有助于解释某些动物的长距离导航。

我们距离证明在我们头脑中起作用的并非经典化学还有很长的路要走，更别提自信地宣称我们大脑的交响乐是由一位量子作曲家所统一的了。

但或许是时候停止对量子现象至少在我们大脑的某些基本功能方面产生影响持有保留意见了。

这项研究已发表在 《物理评论 E》.