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新发现!人类大脑就是台量子计算机:如此神奇

2016-12-12 15:14:39       来源:网易科技

一个过去看似牵强的理论提供了一种新思路,这使得大脑可能像量子计算机一样运作。

新发现!人类大脑就是台量子计算机:如此神奇

只要提到“量子意识”,大多数物理学家都会败下阵来,因为这个概念似乎只是一个现代大牛提出的模糊且无聊的想法。但如果这个假设能够得以证实的话,那么也就是说量子效应可能确实会影响人类认知。去年年底,加州大学圣巴巴拉分校的物理学家Matthew Fisher在《物理学年鉴》上发表了一篇论文,文中提出磷原子的核自旋可以作为大脑中的初级“量子比特”,(也叫作量子位,qubit)这使大脑能够像一个量子计算机那样运作。

人类大脑是台量子计算机?量子物理能解释意识吗?

新发现!人类大脑就是台量子计算机:如此神奇

Matthew Fisher提出一种量子效应影响大脑工作的方法。

在过去的十年里,Fisher的假说被许多人所否定,他的想法被认为完全是胡说八道。物理学家之所以这么认为是因为有前车之鉴,最著名的就是发生在1989年的那件事,当时Roger Penrose提出一种叫做“微管”的神秘蛋白质结构,微管可以利用量子效应在人类意识中发挥作用。几乎没有研究者认为这样的假设合理。

加利福尼亚大学圣地亚哥的神经哲学家Patricia Churchland认为这个假说完全就是用“突触中的小精灵”来解释人类的认知,这成为了后来的主流观点。(“突触中的小精灵”意为除非拥有发生童话故事中那样魔法力量,不然Roger Penrose假说中的情况不可能发生,以此来说明Roger Penrose假说的荒谬性)

Fisher提出的假说与“微管”一样,同样面临着难以跨越的障碍:一种称为量子退相干的现象。要建造起一台能够运作的量子计算机,需要连接量子比特,(量子比特能够存储大量的信息)连接量子比特这个过程被称之为量子纠缠。但纠缠的量子处于十分脆弱的状态。它们必须小心翼翼,免受周围环境中的任何干扰。在量子系统中,只要有一个光子触碰到量子比特,就足以使整个系统消散,量子状态就会“退相干”成一个平淡无奇的普通状态,存储在量子状态中的信息就会损失掉,消散在周围的环境中。在可以严格控制的实验室环境中进行量子处理就已经颇具挑战性,更不用说在温暖潮湿的大脑里,晃荡拥挤的分子就像一锅热汤,几乎不可能维持相干状态。

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