第二節 量子意識
正如達爾文所說，探索生命起源，要探索物質起源。物質世界與生命世界，本質都是各種量子組成的結構集合體。量子世界與宏觀物質世界、生命世界存在著不同，似乎量子是生命與物質的中間體，因為結構不同而組成不同的世界。我們有必要從量子世界理解生命的演化。
在雙縫實驗中，電子會因為有人用觀察設備試圖觀看電子路徑而改變方向，在時間延遲實驗里，光會因為人遮擋住其路徑而選擇另一條道路，似乎量子擁有自己的意識。在很多量子實驗中，量子系統能夠形成協調性，而且很多物質擁有自己的記憶特征，并能夠天然地進行自我組裝，尤其有機分子，因為結構不同形成不同的分子表達結構，表現出不同的特征。
量子力學建立以后，對于量子力學的物理解釋和哲學意義這個問題，一直存在著嚴重的分歧和激烈的爭論。許多著名物理學家、哲學家、實驗物理學家、數學家等都卷入了這場爭論。爭論之深刻、廣泛，在科學史上是罕見的。在1927年和1930年這兩屆物理學盛會的索維爾會議中，關于量子力學的辯論，愛因斯坦兩次都被以玻爾為首的哥本哈根派打敗。愛因斯坦強調量子世界深層的因果關系，量子現象背后必然存在原因。而哥本哈根派強調量子世界的幾率，波粒二象性，不確定性，不能同是測量量子的兩個狀態，而很多科學證據也證明了哥派是對的。
現代物理學證據證明，量子力學并非不確定。比如2010年，美國科學家設計出一種肉眼可見的量子機械，讓一個極小的半導體“量子鼓”同時處在振動和不振動的疊加態中，進一步縮小了量子力學和我們現實感之間的距離。該研究成果獲評《科學》雜志2010年十大科學突破之首。1996年，物理學家將電子空穴和自旋子分開，自旋和軌道這兩種性質伴隨著每一個電子。電子衰變為兩個不同部分各自攜帶電子的部分屬性：一個是自旋子，具有電子的旋轉屬性；另一個是軌道子，具有電子繞核運動的屬性。
電子可以分裂及“量子鼓”的兩個狀態測量說明愛因斯坦的疑問并非完全錯誤，而愛因斯坦研究大統一理論，也是準備用新理論代替統一量子力學與相對論。至少愛因斯坦本人認為相對論并非完美，正如他認為的量子力學不完美一樣。在宇宙的深層里面，微觀量子世界與宏觀相對論時空世界，必然產生聯系。當然新理論還要囊括占據宇宙23%的暗物質與73%的暗能量。
愛因斯坦與玻爾的哲學辯論，為物理學的思考及發展奠定了很大的思想空間，雖然留下無數謎團，也正說明了人類對真實世界的認識的局限性。
20世紀50年代，物理學家大衛·玻姆發表了他的第一本書《量子理論》，成為該領域的一部經典教科書，他成功構建了一個隱函數體系。粒子擁有確定的位置和動量，周圍彌漫著直到宇宙盡頭的“量子勢”，以維護愛因斯坦的“上帝不擲骰子”觀點。觀測儀器會和量子勢之間發生作用，從而使粒子改變它的行為模式。
玻姆認為，量子理論和相對論之間的矛盾，暗示了在自然宇宙中存在一種更基本的層面。無論是量子理論還是相對論，都指向這一更深層的理論。而這種更基本的層面，代表了一種不可分割的整體和一種隱含的秩序，在此之上才產生了我們對這個經驗宇宙的解釋秩序。
玻姆的隱含秩序不僅適用于物質也適用于意識，它能解釋物質和意識二者之間的關系。隱含秩序代表更基本的真實，精神和物質被看作是這一更基本真實在我們的解釋秩序中的一種投射。
玻姆用聽音樂的經驗來討論意識的性質。他認為，對運動和變化的感受構成了人們的音樂經驗。剛剛過去的和當下的感受在大腦中同時呈現，剛過去的成為對當下的解釋，這是一種轉化，而不是一種記憶。玻姆認為，這正是意識從隱含秩序中的浮現。
玻姆把對運動、變化、流動以及相關類似的經驗，如聽音樂，作為一種隱含秩序的體現。他稱支持這一觀點的證據來自簡·皮亞蓋特對嬰兒的研究。這些研究顯示，兒童必須學習時間和空間，因為這是解釋秩序的部分，而他也有一個“硬件”來理解運動，這是隱含秩序的部分。他認為語法形成了大腦中的“硬件”。但玻姆從未提出任何具體的大腦機制，將他的隱含秩序和意識聯系起來。
目前有幾種不同的量子意識理論。代表人物除了大衛·玻姆之外，還有古斯塔夫·波洛伊德、大衛·查爾默斯、羅杰·彭羅斯與斯圖亞特·哈梅羅夫等人。
2011年1月29日，在曼哈頓菲羅克忒忒斯多學科研究中心舉行的一場題為“真實的性質”辯論會。這場辯論會的主題是——物理學和數學能完整描述真實嗎？其中涉及到量子與生命的關系，將科學家、藝術家和學者們集中到一起，以圓桌會議的形式進行科學探討，致力于在科學與人文兩個截然不同的世界之間架起溝通的橋梁。
古斯塔夫·波洛伊德（GustavBernroider）認為玻姆的“隱含—解釋”理論構架說明了神經過程和意識之間的關系。2005年，波洛伊德發表論文詳細論述了這一過程的物理基礎。文章的主要觀點是，量子相干是由和神經過程有關的一種足夠長的離子通道支撐。他提出，這種通道能和周圍的液體、蛋白質以及同一細胞膜中的其他通道產生糾纏。離子通道控制著整個神經軸突膜的電勢差，在大腦的信息處理過程中起著核心作用。
澳大利亞國立大學大衛·查爾默斯（David Chalmers）提出了多種量子力學方式來解釋意識，他認為：問題在于我們如何解釋，最有可能的解釋是，在意識狀態不可能被疊加的條件下，意識狀態和系統的整體量子狀態有關。大腦作為意識的物理系統，在非疊加的量子狀態中，該系統的物理狀態和精神現象之間相互關聯。
美國物理學家亨利·斯塔普（Henry Stapp）1993年出版了著作《精神、物質和量子力學》，他的解釋更為客觀，結合了自行坍塌理論等。斯塔普認為，意識對大腦神經興奮進行最高水平的控制。量子大腦事件發生在整個大腦，是從大范圍的大腦興奮中進行選擇。神經興奮被看做一種編碼，每一個意識經歷都是來自這一編碼的選擇。據此理論，大腦是個以記憶為輸入數據的自行編程的計算機，記憶本身是來自過往經驗的編碼。
量子大腦動力學（Quantum brain dynamics）最早起源于20世紀60年代，其代表人物是物理學家Hiroomi Umezawa和赫伯特·弗洛里希與馬利·吉布（Mari Jibu）等人。根據量子大腦動力學理論，占大腦70%的水分子有兩個電極，構成了量子場，稱為皮層場。皮層場中的量子被稱為皮層子。皮層場和生物分子產生的量子相干波相互作用，在神經元和神經網絡中傳播。
弗洛里希最早提出了神經網絡中會產生量子相干波，他認為，由于生物系統中生化過程波動的擾亂，尚不清楚是什么次序支持。量子大腦動力學認為皮層場不僅互相作用，而且會擴展到對整個神經網絡的控制。量子大腦動力學的支持者認為，意識并非由某種確定的途徑產生。一方面，吉布和雅蘇認為，在神經網絡中，皮層場和生物分子波的能量量子之間的相互作用產生了意識。另一方面，維泰羅認為，量子大腦動力學中的量子狀態產生了兩極，一極是主觀的外部世界的表現，另一極是自我，這一自我向外部世界表現開放。根據該理論，意識既不是自我，也不是外部世界表現，而是處于開放的二者之間。
一些量子意識的證據表明：許多實驗力圖證明神經過程與量子狀態有關。2003年到2009年之間，埃里克·康特等人做了一系列實驗，來證明人類在感知和認知模糊數字的過程中，其精神狀態中存在量子相干效應，并取得了證據，為分析認知主體的時間動力學提供了理論支持。
（參考資料：《物理學和數學能完整描述真實嗎》2011年5月01日 科技日報常麗君）
萬物始于量子魂
2007年5月德國《P.M.》雜志對德國物理學家Hans-Peter Duerr教授進行了專訪，Hans-Peter Duerr提出了量子魂的概念。Duerr教授認為：量子物理告訴我們，真實世界是一個龐大的精神體。它也向我們展示了，世界和未來是敞開的，充滿了各種可能性。這一認知給予我們無盡的樂觀與鼓勵。我們生存于其中的世界，比我們想象的要大得多。量子物理對自然的描繪更確切，因為量子世界遵循多元邏輯，不是非此即彼，而是亦此亦彼，量子是一個中間體。我們必須習慣的，就是這個不可捉摸，不置可否。量子物理中的場不僅僅是非物性的，它還沿入、更深層更寬廣的空間，那與我們日常熟悉的三維空間已毫不相關了。一個純粹的信息場，——好像一種量子碼，和物質或能量已無關。這個信息場不僅僅在我體內，它充斥著整個宇宙。宇宙是完整一體的，因為量子碼沒有疆界。只有這個“一”，具有不可分性。
這與大物理學家惠勒生前提出過的論斷很相似?；堇照J為：“萬物源于比特”。他認為，物理世界的所有單元，從最根本、最基礎的意義上來說，具有非物質的來源和解釋。也就是說，我們所說的實在歸根結底產生于“是-否問題”的提出及其所激起的儀器反應的記錄。簡而言之，所有的物質性事物，究其根源，都是“理論上的信息”。
南京大學生張辰宇教授及其團隊在2011年9月20《細胞研究》（Cell research）的一篇論文中發現：植物的微小核糖核（microRNA）可以通過日常食物攝取的方式進入人體血液和組織器官，進而發揮生物學作用。該研究證明植物微小核糖核酸可能是食物中的“第七種營養成分”（其他六種分別是水、蛋白質、脂肪酸、碳水化合物、維他命和稀有元素）。張辰宇認為，“微小RNA十分特殊，從某種意義上來說，我們吃的不僅僅是食物，還有信息?！边@個發現，讓“吃什么補什么”、“一方水土養一方人”這些“老話”似乎有了理論依據，對于中國人來說，還為在傳統的中草藥中發現一類全新的活性分子提供了依據。
即使是最簡單的細菌也比任何的化學制品復雜的多，很多科學家試圖從大量的實驗里模擬生命誕生的過程，但是都失敗了。這是因為在化學實驗室條件下，化學語言和生物學語言并不一致。
美國宇航局天體生物學家薩拉·沃克（Sara Walker）試圖把信息論應用于生物系統，他認為：“生物學信息的最重要特征并不是它的復雜性，而是它分層級性的組織方式。在所有的物理系統中信息都是從底部向上流動，從某種意義上說，系統的部件決定了整個系統的特性。比如預測天氣，先要搜集各個地區的溫度和氣壓，然后計算出天氣系統作為一個整體的移動方向和變化趨勢。在有機體內，底部朝上的信息流和頂部朝下的信息流傳遞方式可能相互混合，一個細胞是否反映了一個基因特性取決于環境對整個細胞造成的機械壓力或者電場?！?/p>
科學家一直試圖通過電子計算機模擬出一個有意識的、自我補充能量與復制的生命體，但是目前為止還沒有發現成功的案例?？茖W家希望將生物信息導入物理學和化學之中，使物質作為生物信息的中介來最終解釋生命的起源。
在作者另一本物理書《宇宙的第三種猜想》里，作者提出圓轉聚合的宇宙模型與九層宇宙學說，認為宇宙是一個自我旋轉運動的，無數多的力弦粒子經過多層聚合，構成一個多層的宇宙。這其中包括物質及生命都在宏大宇宙中一個物質在不同層次里，但是層級不同會有不同的表現，一個量子既擁有自己的屬性，也擁有其所在分子、基因、生物體及天體物質中所承擔的屬性。對于粒子物質的表現，更體現在其不同的結構里，比如碳因為結構不同可以表現為柔軟的石墨，也可以是世界最堅硬的金剛石。但是在生命系統里，碳是重要的元素。