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科技天地

科学家发现:人脑或可在11个维度上运行 2018-10-12

  人的意识可能是宇宙中的最大谜题。
 
  长期以来,“意识”一直是一个古老而难解的谜,一个科学界悬而未决的重大问题,也曾一度被科学研究所遗忘和抛弃。但是,今天“人的意识”已经成为心理学和认知神经科学中发展非常迅速的一个领域,相关的研究成果吸引了越来越多的关注。
 

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  虽然我们已可触及到时间和空间的最初起源,但对人的意识如何产生,有着怎样一种运行机制,几乎还一无所知。
 

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  瑞士洛桑联邦理工学院神经科学家亨利·马克姆主持的蓝脑计划研究发现,虽然我们已习惯于从三维角度来看待世界,但我们的大脑却充满了多维的几何结构,甚至可能是在11个维度上运行。
 

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  这项研究发表在《计算神经科学前沿》上。
 

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  人的大脑估计有860亿个神经元,这些神经元在每个可能的方向互相连接,形成广泛的蜂窝网络,以某种方式使我们有了思想和意识。
 

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  为了破解意识从何而来,研究人员利用瑞士的超级计算机,用代数拓扑的方法,构建了大脑皮层的详细模型。
 

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  通过数学模型对虚拟刺激的反应测试,以及对老鼠大脑的实际测试,研究人员可以在单个神经元细胞及整个大脑结构上来辨识神经网络的细节。
 

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  他们发现在大脑中存在着不同种类和巨大数量的高维几何结构,由紧密连接的神经元团块和它们之间的空白区域(空洞)组成。
 

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  这些团块或空洞似乎对大脑功能至关重要,当研究人员给他们的虚拟大脑组织施加刺激时,他们发现神经元以一种高度有组织性的方式对刺激作出了反应。
 

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  这意味着我们思考问题的时候,神经元的团块会逐渐组合成更高维的结构,形成高维的孔隙或空洞,团块中的神经元越多,空洞的维度就越高,最高的时候可以达到11个维度。
 

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  而整个过程总是遵循从低维到高维,结构越来越复杂的顺序,到最后轰然崩解。
 

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  就像在沙滩上建一座城堡,从无到有,城堡越来越高,最后总又归于平静的沙滩。
 

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  看起来很熟悉是不是?
 

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  这和宇宙的大尺度纤维结构如出一辙,星系和星系团组成巨大的纤维状结构,中间是巨大的空洞。
 
 
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  不久前的一项研究中,就发现我们的银河系处于一个10亿光年的巨大空洞里,我们是在宇宙寂寞的边缘地带,而不是在热闹的群星广场。
 

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  这项研究提供了大脑如何处理信息的新发现,科学家们猜测神经元结构中的高维空洞可能是大脑存储记忆的地方。
 

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  但目前并不清楚这些团块和空洞是以怎样的机制形成的,又是如何发挥作用的,还需进行更多的研究来确定神经元的多维结构与复杂的意识之间的联系。
 
  人类的意识其实是人类生命的一种本质的体现,只有意识的存在才能让人类很好地了解世界,并且体现不同的喜怒哀乐。在我们的生活之中,是有很多的行为都可以说是一些意识行为。假如我们人类失去意识,那么我们人类的生命将不会有现在如此的丰富多彩。当然人类的生存也将会失去很重要的意义,但是对于我们人类的意思产生一直是科学家不断研究的科学奥秘,因为我们人类的意识到底是如何产生的,以及这种意识在大脑之中又是如何的运行?到现在为止,虽然科学技术已经非常发达但是我们对于自己意识的研究都可以说是一无所知。
 
  那么人类意识究竟是如何产生的呢?对于这个问题其实早在四五百年前,哲学家就曾经提出过人类的意识或许只是纯粹人带一些主观的行为是无法用言语解释和体会的,并且一时并不能被简单地解释为人类大脑活动的一些体现,所以人的意识行为是现在计算机所无法模拟的,即便是计算机高度发达也无法掌握人类意识复杂的情绪。
 
  并且有神经学家曾经提出过,意识只是人类大脑的一种产物,简单的来说,人类的大脑就像是一台生物计算机,而意识就是这台生物计算机将所接收到的所有信息经过处理之后的出来的一个结果,也就是我们人类行为或者是别的方面的一个体现。但这并不表示人类大脑处理的所有信息都会通过意识表达出来,像是人类的一些日常基本的行为方式,比如没有任何意识的呼吸,其实人类的意识只是在人类大脑之中现有的一些结构之外形成的一个新的模式而已。
 
  从我们地球生命的进化来说,地球最初并没有生命的存在,而只是化学分子,不过有一些化学分子。在漫长的历史岁月之中慢慢的形成了生命,至于生命的形成,最初只是一些核糖核酸,但是这些分子构成不稳定,所以他们是无法储存大量的信息,一直到DNA的出现要比核糖核酸稳定,所以就可以储存大量的信息。
 

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  人类的大脑能够充分地反映世界,并且能够产生不同的想法以及做出大量的选择,还能够控制身体各个器官活动,大脑构成了内在进化的广阔世界,从而让我们人类产生了各种的意识,而这个意识可以帮我们很好的分辨什么是好的,什么是不利的因素。
 
  最近科学家表示通过对人类大脑的探索和研究,发现我们人类大脑其实充满了很多多维的结构,也就是说我们人类大脑并不是简单地停留在三维空间之中,有可能是在11维度上运行,我们人类的大脑有数以亿计个神经元,而这些不同的神经元相互连接,就形成了我们人类的思想和意识,科学家通过超级计算机构建了人类大脑皮层,通过一些数学模型,对模拟大脑的刺激反应来进行测试,结果发现在我们人类大脑之中存在着很多不同的高维几何结构。
 
  科学家通过研究发现我们人类大脑其实在思考问题,在这个时候这些不同的神经元逐步的相互结合甚至是构成一些高维的结构,这就形成了高维空洞。当神经元相互组合越来越多,而维度也就会变得不断升高,结构也会越来越复杂最高甚至能够达到11个纬度,这虽然听起来不可思议,但最终这些构建也会崩塌。这种说法好像跟我们之前推测宇宙空间的构建有点相似,之前科学家推测我们宇宙的构成,或许是由很多的星系、星团构成巨大的高维结构,只是中间是一个空洞跟我们现在模拟实验的人的大脑构成是非常的相似。
 

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  此次研究,让我们知道了人类大脑是如何进行一系列信息的处理,而科学家由此也推测或许我们人类大脑储存记忆的部分就是这些神经元构成的高维空洞,但是对于这个空洞到底是怎样的机制运行,还是一个谜题困惑着科学家,所以需要科学家进行更多的相关研究来确定这些神经元的复杂过程以及跟意识之间的相互关系。
 
  虽然我们现在对于人类意识没有一个深入的了解,但我们都知道人类的意识能够改变我们的生活,而且意识能够不断的革新,改善我们的生活水平,所以无论如何我们人类其实都是意识的受益者,应该不断的开发人类意识并且要提高意识的水平。
 
  意识的本质:如何定义意识?
 
  科学家研究发现,或许太阳光是产生生命的关键。我们也经常看到文章说宇宙就是一个意识的主体,这种说法有道理吗?
 
  我认为,宇宙本身就是一种意识,不仅宇宙是意识的主体,就连一颗小贝壳,也是具有意识的。听起来有点可笑,有点像泛灵论,即万物有灵论,这原本是人类最早开始产生的一种思想,也是早期多神论的起源观念。泛灵论认为天下万物皆有灵魂或自然精神,并在控制间影响其他自然现象。倡导此理论者,认为该自然现象与精神也深深影响人类社会行为,一棵树和一块石头都跟人类一样,具有同样的价值与权利。
 
  实际上,今天很多研究意识科学的科学家大多认可泛灵论,研究意识科学,也并非是基于像人们想像中那样的唯心主义观念。意识科学家科赫自己认为:任何复杂系统,都自带”心灵“属性,并且会有最低的意识存在,”觉得“自己是一个系统。如果这个系统崩溃了,意识就停止了;而系统越复杂,它可以体验到的意识状态也更加繁复。意识的存在需要边界,意识在宇宙中的存在不是连续的一片。也就是说,你的意识和我的意识是互相独立的、分离的,之间由我们的头骨阻挡。
 
  我的思想来自这种泛灵论,但我做了分类和总结:
 
  那么什么是意识,我认为意识就是“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,不同的只是感应的持续时间。意识,可以说“可能”具有三个大类:
 
  微观尺度上的感应,即量子之间的感应,但是因为快速退相干作用,对于我们人类的时间尺度太小了,即我们认为的无生命物质的意识。现代很多物理学家认为,量子退相干可以等同与量子塌缩,而量子塌缩是意识造成的,也是哥本哈根诠释最主要思想。著名物理学家彭罗斯的意识客观还原理论认为,意识是由量子塌缩产生。
 
  客观还原(Objective Reduction,OR)发生在神经细胞微管(microtubule)中,并由此产生意识的一种量子意识模型,其核心思想是:意识是微管中量子引力效应的结果。彭罗斯认为,微管中存在着“精心编制”的量子计算,微管蛋白(tubulin)的自身振荡会使得其表面形成量子效应的叠加态(superposition state)。而当各态的质量和能量分布不均时,会影响各自的时空几何曲率,在量子引力达到一定的临界值时,叠加态的波函数就会坍塌。在坍塌的那一时刻,微管中就产生了意识瞬间。
 
  而连续不断的意识瞬间则汇集成了我们所称之为的意识流(stream of consciousness)。不同于正统的哥本哈根诠释中认为波函数坍塌是外界观察所引起的(主观还原),彭罗斯则认为量子波函数的坍塌是量子引力所导致的,是自行坍塌,所以是客观还原。
 
  亚宏观尺度上的感应。这就是生命的意识。又分成了三个进化阶段:
 
  因为无生命物质的意识都是碎片化的、不连续的,那么,一定是物质演化中达到了某个临界点,出现了一种能力,即在亚宏观结构上具有了和微观量子能力属性相似性的特征,并且具有一定时间尺度上可持续的“意识”,即我们今天理解的意识的起源,就是起源于某种高分子物质(如RNA里的复制酶等)在亚宏观结构上具有的对微观量子的双向性的感应能力。
 
  这种直接感应到的意识我称之为I类意识,也就是无条件反射的意识来源;而猫狗经过训练可以看到它们具有条件反射意识,我称之为II类意识;像人不仅仅具有上述两种意识,其实还具有了在此之上的意识固化基础上的系统化和工具化,这种,我称之为III类意识。
 
  这里最主要关键是复制酶(或者复制酶里的某种关键物质)在亚宏观结构上具有了对光量子的双向的感应能力。所以太阳光(包括紫外线、其他不可见频率电磁波)对于地球生命意识的出现起到关键作用。
 
  这三种意识,都可以认为是某一个巨大“屏幕”的“子屏幕”,即如同零点场理论中说的所有意识主体为同一意识主体,为同一个零点场。人类的意识包含了以上三种形态的全部,而III类意识是人类区别其他动植物的关键,III类意识是思维处理的能力,包括逻辑链条、记忆整合等。或许III类意识还是一个纠缠量子网络,和宇宙时空纠缠网络相似,甚至他们就是整体与部分的关系。这个纠缠网络具有脑全息特征,这是脑全息理论起作用的深层次机制,脑全息理论是当今很多科学家比较认可的一个理论。
 
  最后一类,就是整个宇观尺度上的感应,或者整个宇宙就是一个“意识主体”。这一点也有很多文章论述,甚至包括至今最顶级的科学家,我就不多说了。
 
  总之,我对意识的定义就是:意识是一种感应,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。这也有可能会说明,除了地外生命(如外星人),可能还有更宏观尺度(宇观尺度)上的“生命”,如果宇宙并不是只有我们一个宇宙的话。(摘自《中大博研人文商学院》