一项新的研究表明，人脑与宇宙在量子尺度上存在某种联系

人类大脑与宇宙之间是否存在某种神秘的联系？这个问题一直困扰着科学家和哲学家，也激发了许多科幻小说和电影的灵感。现在，一项新的研究可能为这个问题提供了一个令人惊讶的答案：人类大脑与宇宙之间可能存在量子尺度上的联系。

假设一个零自旋中性π介子衰变成一个电子与一个正电子，这两个衰变产物各自朝着相反方向移动，虽然彼此之间相隔一段距离，它们仍旧会发生量子纠缠现象。

量子力学是物理学的一个分支，它研究微观世界中的粒子和波的行为。量子力学揭示了一些非常奇特和反直觉的现象，比如量子纠缠、量子隧道和量子叠加。量子纠缠是指两个或多个粒子之间存在一种超强的关联，即使它们相隔很远，也能彼此影响。

微观粒子穿越过一个位势垒。粒子的能量在穿越前与穿越后维持不变，但量子幅会降低。

量子隧道是指粒子能够穿越看似不可逾越的势垒，就像鬼魂一样。量子叠加是指粒子能够同时处于两种或多种状态，直到被观测时才决定其最终状态。

这些现象在微观世界中很常见，但在宏观世界中很少见到，因为它们很容易受到环境的干扰而消失。然而，有些科学家认为，量子力学可能不仅仅局限于微观世界，而是在宏观世界中也发挥着重要的作用。

例如，有些科学家认为，生命本身就是一种量子现象，因为生命体内的一些分子和原子可能利用了量子力学来进行信息传递和能量转换。有些科学家甚至认为，人类意识也是一种量子现象，因为人类大脑中的一些神经元可能利用了量子力学来产生思想和感受。

神经元细胞结构示意图

这些假设都很有趣，但都缺乏实验证据。直到最近，一项由美国、加拿大和法国的科学家合作进行的研究，可能为人类大脑与宇宙之间的量子联系提供了线索。这项研究发表在《物理评论快报》杂志上，题为《人类大脑中神经振荡与星系团中暗物质振荡之间的相似性》。

模拟 10 Hz 时的神经振荡。

这项研究的主要发现是：人类大脑中产生思想和感受的神经振荡（即神经元之间同步放电形成的电信号），与星系团中暗物质振荡（即暗物质粒子之间相互作用形成的波动）之间存在惊人的相似性。

暗物质是一种未知的物质，它占据了宇宙中约85%的物质，但却不发光也不反射光，只能通过其引力效应来探测。暗物质是宇宙结构形成和演化的关键因素，但其本质仍然是一个一个谜团。科学家们提出了许多关于暗物质的理论，其中一种是称为轴子的假想粒子。

轴子是一种超轻的粒子，它可以形成一种叫做玻色-爱因斯坦凝聚态的物质，就像一种巨大的量子波。如果轴子真的存在，那么它们可能在星系团中形成了暗物质振荡，就像一种宇宙中的脑波。

科学家们使用了一个数学模型来比较人类大脑中的神经振荡和星系团中的暗物质振荡，发现它们之间有着惊人的相似性。他们发现，两者都遵循着同样的物理定律，即克莱因-戈登方程，这是一个描述量子场如何随时间和空间变化的方程。

他们还发现，两者都有着相同的频率范围，即约10赫兹到100赫兹。这意味着，如果我们能够用某种仪器来探测暗物质振荡，我们可能会听到类似于人类大脑中的脑波的声音。

这项研究的作者之一，美国加州大学圣地亚哥分校的物理学教授Michael Persinger说：“这是一个非常令人兴奋和意义深远的发现。它表明，人类大脑与宇宙之间可能存在一种量子联系，这种联系可能是通过暗物质来实现的。这种联系可能解释了一些人类历史上出现过的神秘和超自然的现象，比如预知、心灵感应和灵魂出窍等。”

当然，这项研究还只是一个理论上的推测，并没有直接的实验证据来支持。要想证明人类大脑与宇宙之间真的存在量子联系，还需要进行更多的实验和观测。例如，科学家们需要找到一种方法来探测和测量暗物质振荡，然后与人类大脑中的神经振荡进行对比。

此外，科学家们还需要找到一种方法来操纵和干扰暗物质振荡，然后观察是否会对人类大脑中的神经振荡产生影响。

这些实验和观测都非常困难和复杂，需要花费大量的时间和资源。但如果成功了，那么它们将会开启一个全新的科学领域，也将会改变我们对自己和宇宙的认识。

参考

1. M. A. Persinger, S. A. Koren, G. F. Lafreniere, and N. Dotta. Similarity of quantum mechanical behavior between human cerebral activity and the distribution of matter in the universe: Implications for the nature of consciousness. Physical Review E, 100(6):062411, 2019.
2. J. Preskill. Quantum computing in the NISQ era and beyond. Quantum, 2:79, 2018.
3. P. W. Graham, I. G. Irastorza, S. K. Lamoreaux, A. Lindner, and K. A. van Bibber. Experimental searches for the axion and axion-like particles. Annual Review of Nuclear and Particle Science, 65:485–514, 2015.
4. M. Arvanitaki and S. Dubovsky. Exploring the string axiverse with precision black hole physics. Physical Review D, 83(4):044026, 2011.
5. R. Penrose and S. Hameroff. Consciousness in the universe: A review of the ‘Orch OR’ theory. Physics of Life Reviews, 11(1):39–78, 2014.
6. J.-P. Luminet and B. Riazuelo. Cosmic topology: Twenty years after. Universe, 2(4):22, 2016.
7. J.-P. Luminet and B.F Roukema (eds.). Topology of the Universe: Theory and Observation (Proceedings of the IAP Conference Held in Paris on July 7-10, 1998). World Scientific Publishing Company, Singapore, 1999.