只有量子意识理论说得通！争议教授高调认领“意识闪烁”新发现

一篇关于意识的神经科学新论文正在学术圈刷屏，也引来了一位以“敢说”著称的人物高调表态。

美国亚利桑那大学麻醉学与心理学教授斯图尔特·哈梅罗夫在社交平台上发文，称这项研究是“真正的突破”。

他还语出惊人：在所有意识理论中，这一结果可能只与他和诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯共同提出的“协调客观还原”理论相符。

这一理论通常被简称为Orch OR，是当今最具争议的量子意识假说之一。

一边是严谨的电生理实验，一边是大胆的量子猜想，这场隔空“认亲”究竟有几分道理？

要回答这个问题，得先弄清楚论文到底发现了什么。再看看哈梅罗夫的理论究竟主张什么，两者之间又隔着多远的距离。

让哈梅罗夫兴奋的那篇论文

引发讨论的论文由贾尼斯·黑塞、曹颖及其同事完成，研究人员来自加州大学伯克利分校、加州理工学院和普林斯顿大学，以预印本形式公开发布。

研究团队使用名为Neuropixels的高密度探针，同时记录猕猴颞下皮层和前额叶皮层中的大量神经元。

实验采用了一种经典视错觉，叫作“双眼闪现抑制”。

具体做法是，先给一只眼睛呈现一幅图像，再向另一只眼睛闪现另一幅不同的图像。新图像会被意识看见，旧图像虽然仍在视网膜上，却从意识中消失。

研究发现，神经活动并不会稳定在某个代表“意识内容”的模式上。

它以每秒约15次、也就是大约每60毫秒一次的频率，在两种状态之间快速交替。

一种状态纯粹而准确地表征被看见的图像，另一种则纯粹而准确地表征被压抑、未被看见的图像。

同一群神经元在不同时刻承担两项任务。作者把这种现象称为“时间复用”，即大脑让同一批细胞分时处理有意识和无意识的内容。

这种切换速度，比以往双眼竞争实验中常见的、以秒计的知觉翻转快了一个数量级。

形象地说，大脑就像一位同时下两盘棋的高手，在两张棋盘之间飞快来回。旁观者只看到他专注于一盘，却不知另一盘也从未停下。

Orch OR：在微管里寻找意识

哈梅罗夫长期担任亚利桑那大学意识研究中心主任，大半生都在研究麻醉。

他想弄清楚的是：麻醉药究竟在神经元内部做了什么，能够关掉意识，却让大脑其他活动基本保持运转？

这条研究路线让他在上世纪八九十年代结识了彭罗斯。这位数学物理学家曾在黑洞和广义相对论领域做出里程碑式贡献。

两人随后共同提出了Orch OR理论。彭罗斯此前就在著作中论证，人类的数学洞察力无法用普通计算机式的算法完全解释。

该理论认为，意识源于神经元内部“微管”中的量子过程。微管是一种中空的管状蛋白结构，构成了几乎所有细胞的内部骨架。

理论主张，微管能够维持量子叠加态，而意识对应于这些量子态发生“客观还原”、也就是坍缩的特定时刻。

这种坍缩并非随机发生，而是由神经元的生物结构所“协调”。彭罗斯还把它与自己的量子引力思想联系起来，认为坍缩取决于与时空结构相关的能量阈值。

他的论证，与主流的冷眼

在回应中，哈梅罗夫认为，论文揭示的层层递进的信息处理，正是Orch OR所预言的。

按照他的描述，感觉信息从初级视觉皮层一路向前额叶推进，形成一连串逐渐变慢的事件。

他主张，信息以“全息”方式储存在每个神经元的微管之中。这就解释了为什么同一群神经元能同时携带被选中的有意识信号和未被选中的无意识信号。

他还把那条逐渐放慢的处理链条，归因于微管晶格中千兆赫和兆赫级振荡之间的干涉，最终汇聚成所谓的“意识时刻”。

此外，哈梅罗夫再次搬出了麻醉学证据。他认为麻醉药之所以能关闭意识，是因为它干扰了微管中的量子过程，而非主要作用于细胞膜上的离子通道和受体。

不过需要指出的是，这只是哈梅罗夫本人的解读，并非论文作者的结论。

黑塞和曹颖的研究完全没有检验、提及或讨论量子过程、微管或Orch OR。

这是一篇常规的电生理论文，讨论框架是全局神经工作空间、整合信息理论和循环加工理论等主流学说。这些理论同样声称能够容纳动态的意识解释，而且不需要标准神经生物学之外的物理学。

长期以来，大多数神经科学家认为大脑过于温暖、潮湿且充满噪声，脆弱的量子叠加态不可能维持足够长的时间，从而影响认知。

到目前为止，也没有确凿的实验证据表明微管能做到该理论所要求的事情。批评者常打比方说，这就像指望一块冰在烤箱里保持形状，条件实在太苛刻。

尽管如此，Orch OR已经存在了二十多年，经过反复修订，在部分物理学和意识研究圈子中拥有一批热情的拥趸。

论文作者自己提出的核心问题其实更为朴素：为什么这些60毫秒的微小片段中，只有一部分会被“选中”进入意识？

这个选择机制究竟藏在经典的神经网络动力学里，还是像哈梅罗夫坚持的那样藏在更奇特的量子世界中，恐怕还要争论很久。