電子很可能具有意識

2021-02-08 澎湃新聞

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利維坦按:

讓一個西方人試圖去理解意識,估計很容易陷入精神(心靈)與物質的二元邏輯中:我們的意識怎麼可能是物質的呢?這種發問的實質指向一種樸素的直覺,即,心靈是與物質屬性截然不同的事物。

但如果你並非一個二元論者,那麼,對於我們大腦這坨物質中誕生了意識,就似乎好理解了一些,甚至,「意識即物質」這種假說也就成立了。或者說,意識的神秘點並非其精神屬性,而在於我們在用人類這個意識體來解釋意識本身。

2020年5月,「宇宙有意識嗎?」作為標題出現在《新科學人》(New Scientist)周刊的一期封面上。德國慕尼黑數學與哲學中心的數學及物理學家約翰內斯·克萊納(Johannes Kleiner) 告訴作者麥可·布魯克斯( Michael Brooks),從數學的角度對意識作出精準定義,可能意味著宇宙中充斥著主觀經驗。克萊納一直和其他人一起對這一課題展開研究,他說:「這可能是一場科學革命的開端。」

(www.newscientist.com/article/mg24632800-900-is-the-universe-conscious-it-seems-impossible-until-you-do-the-maths/)

(arxiv.org/abs/2002.07655)

克萊納和他的同事們專注於意識信息整合理論(the Integrated Information Theory of Consciousness, 簡稱IIT)的研究,這是當今較為重要的意識理論之一。正如克萊納所指出的那樣,意識信息整合理論完全是泛靈主義觀點,因為所有被整合的信息,至少都具有一點的意識。

談到泛靈主義的興起,你可能會把它看成哥白尼思潮的一部分,即我們並沒有什麼特別,地球也不是宇宙的中心。人類不是天賦異稟的生物,甚至不能代表進化的巔峰。既然如此,為什麼我們仍會認為,只有有大腦的生物和人類,才是意識的唯一持有者?實際上,作為解決身心問題的諸多方法之一,泛靈主義已經存在了數千年。大衛·斯科比納(David Skrbina)於2007年出版的著作《西方泛靈主義》(Panpsychism in the West),還為這一思想傳統譜寫了優秀的歷史。

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雖然泛靈主義有許多版本,但吸引我的一種叫「構成型泛靈主義(constitutive panpsychism)」。簡單來講,這個版本認為,一切物質都與心智或意識有一定的關聯,反之亦然。即意識隨物質存在,物質也與意識共生,互相不獨立。如現代泛靈主義者阿爾弗雷德·諾斯·懷特海(Alfred North Whitehead, 1861-1947), 大衛·雷·格裡芬(David Ray Griffin, b.1938)和蓋倫·斯特勞森(Galen Strawson, b.1952)等人所主張的那樣,儘管非常原始的感受只存在於大多數物質結構當中,但一切物質皆具有感知能力。

泛靈主義者觀察構成自然複雜階梯的各個層級,發現有意識和無意識之間不存在明顯界線。1974年,哲學家託馬斯·內格爾(Thomas Nagel, b.1937)曾提出過一個著名的猜想:蝙蝠通過回聲定位飛行是怎樣的感覺?對此我們並沒有明確的答案。但通過觀察它們複雜的行為,以及所有哺乳類動物和人類的基因親緣關係,還有不斷進化的事實,可合理推測出蝙蝠擁有豐富的內在生活。同理,我們可通過對那些不太複雜的行為模式進行穩定觀察,從而有理有據地推斷出:一切物質類型,是的,甚至包括那些低能電子,都和某種意識相關。

英國數學家、哲學家阿爾弗雷德·諾斯·懷特海。© Simple Wikipedia

雖然無生命物質不像有生命物質那樣會進化,但無生命物質的確能產生行為——它們會做功,對力也有反應。電子在不同的實驗條件下產生不同的運動方式。而這些行為類型也讓有名望的物理學家提出假設:電子可能具有某種非常原始的思維。

比如,不久前去世的美國物理學家弗裡曼·戴森(Freeman Dyson,1923-2020),就曾在他1979年發表的著作《紛擾宇宙》(Disturbing the Universe)中指出,「人類意識的過程與量子態之間的選擇過程(我們稱其為電子製造的 『巧合』),只在程度而非性質上有不同。量子巧合,更廣為人所知的名字叫量子選擇——選擇,而不是巧合,發生在自然的每一個等級中。」另外一位美國知名物理學家大衛·玻姆(David Bohm, 1917-1992)也提出了類似的觀點:「形式具備呈現活躍狀態的能力,是意識最典型的特徵。我們發現,電子已經具有了一些類似於意識的東西了。」

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許多生物學家和哲學家已經意識到,生命和無生命之間沒有絕對的界限。英國著名生物學家約翰·伯頓·桑德森·霍爾丹(J.B.S. Haldane,1892-1964)所支持的觀點是,生物和非生物之間沒有清晰界線:「我們在所謂惰性的物質中,沒發現生命或意識存在的明顯證據……;但如果這一科學觀點正確,我們最終還是會通過宇宙,至少在原始的形式中找到它們。」

丹麥物理學家尼爾斯·玻爾(Niels Bohr, 1885-1962) 在發展量子理論方面頗具開創性。他認為,「對生命和機械最合適的定義……本質上其實是(對我們人類而言)最方便的定義。如果我們不把有機活體和無生命的軀殼區別開來,而是讓生命的定義延伸到一切自然現象當中,那生物中物理局限性的問題,將會失去所有意義。」

最近,科羅拉多大學的天體生物學家布魯斯·賈科斯基( Bruce Jakosky, b.1955),在與美國國家航空航天局一起做外星生物研究時,提出了誇張的質疑:「是否曾有一個明確的瞬間,就像打開開關那樣,地球從沒有生命變成了有生命?答案或許是 『並非如此』。」

而理論物理學家薩賓·霍森菲爾德(Sabine Hossenfelder,b. 1976),也是2018年《迷失數學》(Lost in Math)的作者,對此持有相反觀點。「如果你希望一顆粒子具有意識,你最低的期望應該是這顆粒子能夠作出改變,」她在一篇標題為《電子不思考》(Electrons Don’t Think)的文章中討論說,「單一想法難以擁有內在生活。如果電子真能思考,我們可能早就在粒子碰撞中見證了這點,因為它將能改變碰撞中產生的粒子數量。」

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但「改變」意味良多,其中包括空間位置隨時間推移所發生的變化。關於電子和量子理論,戴森想表達的是,量子實驗的概率性分布和結果(比如「雙縫幹涉實驗」)可被更好地解讀為一種並非來自於純粹巧合(另一種說法是「我們不知道」),而是每一顆電子時時刻刻做出的許多非常初步選擇的結果:關於在哪裡以及該如何體現。

由懷特海提出的一系列泛靈論,仍然是如今最具說服力的版本,他從根本上重新思考了物質的本質。對於懷特海來說,所有實體,包括電子、原子和分子,都是構成「經驗的一點一滴」;它們至少能有一點點享受著經驗,也具有一點點的意識。這個奇怪的觀點起初讓人有些摸不著頭腦,但最後意義非凡。

從現代視角出發簡單論述,與其說物質在時空容器中一塵不變,倒不如說,它們其實在來回遊走。在懷特海的構思中,電子這樣的粒子,是單個電子連續迭代形成鏈條,每次迭代中的電子都高度相似但並不相同。每次迭代也和上一次稍有不同。不存在靜止不變的電子。每次迭代的程度,多多少少也和上一次不同,產生不同之處,也是微量選擇和思考發生的地方。在生物進化的過程中,這種微量的選擇向上複合,導致了思維和選擇產生出複雜的類型——這讓我們人類和其他哺乳類動物享受其中。

作為一名數學哲學家,懷特海在他的哲學著作《科學與現代世界》(Science and the Modern World)、《過程與現實》(Process and Reality)和《思維模式》(Modes of Thought)中,詳細論述了「融合(concrescence)」的過程,比如電子這樣的實體每時每刻都在搖擺的本質。這些著作有時晦澀難懂,但如果你對物理學的興趣,建立在較為經驗性且形上學的基礎之上,那麼它們值得你去努力理解。

許多現代思想家都在不同程度上擁護懷特海和泛靈主義,包括玻姆。他在《整體和隱含秩序》(Wholeness and the Implicate Order)這本討論現代物理學和現實本質的傑作中,也提到懷特海的觀點啟發了他。

我正努力讓自己的工作變得更充實:如何把討論心靈本質的「純粹」哲學思考,轉變成一套可驗證的實驗,在此簡述了一些初步的想法。這些實驗,把關於泛靈主義的探討,穩穩地從哲學領域轉移到了科學領域。

所以,是的,現代物理學給電子們預留了足夠的「思考」空間。

文/Tam Hunt

譯/貓大郎

校對/兔子的凌波微步

原文/nautil.us/issue/94/evolving/electrons-may-very-well-be-conscious

本文基於創作共同協議(BY-NC),由貓大郎在利維坦發布

文章僅為作者觀點,未必代表利維坦立場

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原標題:《電子很可能具有意識》

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