中國科學院院士、原南方科技大學校長朱清時有幾篇報告中特別提到了「麥克斯韋妖」,朱清時院士說:真氣就是為生命把門的麥克斯韋妖。我這裡談一下為生命把門的「麥克斯韋妖」到底是什麼?
我認為意識產生的根源,就是這個「麥克斯韋妖」,朱清時這一點說的沒錯,但這個「麥克斯韋妖」不是真氣,而是某種特殊的高分子物質,有可能就是複製酶(replicase),這是一種具有自我複製能力的分子。有充足的理由表明,現代人RNA中的複製酶可能類似於地球生命伊始就開始存在的複製酶。如果有人可以用實驗證明RNA複製酶可以影響光量子,那麼就可以說明這就是最早期具有「意識」的高分子物質,也可以說最早期的生命。
到了DNA,已經有各種實驗證明了。俄羅斯量子生物學家普普寧和格瑞爾菲曾經做了一個實驗,發現DNA可以影響光量子,也就是說DNA不僅可以接受光量子,還可以影響光量子,這就是「意識」,具有量子力學上的意識特徵,是雙向的互為影響才能稱之為意識。
1871年物理學家麥克斯韋設計的一個頭腦實驗—麥克斯韋妖,如圖所示。起初兩側溫度相同,當高速分子由A向B運動或慢速分子由B向A運動時,妖魔就打開閥門令其通過,反之,當高速分子由B向A運動或慢速分子由A向B運動時,妖魔就關閉閥門。久而久之,高速分子都跑到了B區,慢速分子都跑到了A區,於是這個封閉系統的有序性大大增加,而熵就大大減少了。這是一個思想實驗,後來的科學家發現,即使找到了「麥克斯韋妖」,但無一例外的這個封閉系統都參與了與外界的能量交換。也就是說在更廣義上,還是擺脫不了熱力學第二定律。
法國物理學家L.布裡淵(L.Brillouin)1956年發表《科學與資訊理論》專著,從熱力學和生命等許多方面探討資訊理論,把熱力學熵與信息熵直接聯繫起來:由於容器是密閉的孤立系統,妖處於絕對黑體中,它是不可能看清任何東西的,當然也就無法分辨分子運動的速度和方向,系統只能繼續處於原來的平衡態中。除非外面提供光亮,它才有可能看清楚並正確控制閥門,從而增加系統的有序性並使熵減少,即熵減過程必須伴隨著能量的消耗。
注意,布裡淵提出的信息熵理論,麥克斯韋妖就是藉助外界的光,同時熵減過程伴隨能量消耗。
如果將意識理解為一種信息,毫無疑問這是一種「智慧信息」,智慧信息具有以下特徵:
1、具有驅動自身及其影響的外部系統熵減的能力,也就是自身的信息熵減和其所影響範圍的物理熵減;
2、智慧信息具有「自驅動」的複製傳播能力。
廣義的智慧信息,包括量子層面的意識信息和亞宏觀下的DNA信息,都具有以上特徵。兩種智慧信息的特徵,或許是一個本質:對光量子的雙向感應,即不僅能夠「接受」光量子,還能夠「影響」光量子自旋信息。這種雙向性也符合量子理論,即量子運動由觀測產生(觀測就是最初級的意識),意識由量子塌縮產生,這是雙向的。
由最初級的意識,再由此進化出三個層次:無條件應激反應、條件反射、意識信息糾纏網絡。人類最高智慧來自糾纏網絡,具有腦全息特徵。
從機制上說,智慧信息具有的信息熵減和物理熵減,正是源自DNA的這種對光量子感應的雙向性,即它既接受光量子,還能夠影響光量子的自旋信息。也就是「意識」信息產生的機制。
人工智慧如果要突破臨界,必須要製造出具有最原始「意識」的能力,如果連原始意識的產生機制都不知道,如何從原理上突破這種極限。
DNA既可以受光量子感應,也可以影響光量子自旋信息,這一雙向性特徵,可能是意識具有物理熵減特性的原因之一,意識具有熵減能力,不僅僅具有驅動實體影響的外部物理熵減特性,還具有同類意識信息的集合組成的信息熵的減少。即這就是生命的「麥克斯韋妖」。
生命的麥克斯韋妖並不是人產生的真氣,而是某種高分子物質如RNA複製酶具有的獨特特徵,使得物質從「非生命」進化到了「生命」。
看到一個問題:如果沒有人類存在,宇宙還是今天這樣子嗎?
可以先假設如果沒有人類,宇宙還是今天這個樣子,那麼人類存在所能涉及到的範圍,就與人類無關了,實際上現實並不是這樣,那肯定是與人類有關了。
所有生命,包括人,能夠生存發展的關鍵就是它們(他們)的感應信息的能力,生命的進化,最關鍵的就是這個感應能力的進化。人類的科學認知是人類群體性感應信息(即經驗認知)的意識工具化。群體感應不到的、無法感應的,可以認為不存在。從宇宙的基礎構成「量子」來說,如果沒有人類的觀測,單獨談單一量子的運動規律(包括軌跡、因果、時間等)也沒什麼意義。從這一點上說,宇宙的存在來自於人類群體的感應。脫離了人談宇宙,就是脫離了感應談宇宙,其實就是宗教宇宙觀或者哲學宇宙觀或者舊科學宇宙觀。
我想一定有人疑惑,這不和古代的「天人感應」同出一轍嗎。我記得看過一篇科普文章還專門寫過古代中國某著名詩人(大概是白居易)的反傳統的天人感應思想,稱讚古代詩人思想的先進性。
來看看古代常用到的「道」字的起源,有人研究發現,道字的原型為人首蛇身,其來源為伏羲人首蛇身的傳說。「道」字不見於甲骨,見於金文,其形象是手託著首(腦袋)或直接將腦袋藏在衣服中。作為一個合理的猜測,道的本義來自遠古巫術中的祭祀場景。用手拖著腦袋並不是他在想問題而託著腦袋,或者將腦袋藏在衣服中其意思也並不是蒙住雙眼,這些分明遠古祭祀時的人祭。人祭在蘇美爾和殷商時期都有。最早的道意味著遠古巫師通過「道」這個祭祀行為而產生「通天之術」,道即與天相通。後來道的涵義演變為道路、坦途,以後逐漸發展為道理,用以表達事物的規律性。這一變化經歷了相當長的歷史過程。看來古人的「道」,僅僅是「巫師」、「首領」的感應,是個體的感應,這是早期萬物有靈時期的含義。
儒家六經《洪範》中有:「肅,時寒若」,「乂,時暘若」,認為君主施政態度能影響天氣的變化。這是天人感應思想的萌芽。春秋時盛行的佔星術,依據天體的運行推測人事的吉兇禍福,是天人感應思想的直接來源。漢代董仲舒繼承和發揮了陰陽家的思想,使天人感應說臻於成熟。戰國後期,陰陽家鄒衍「深觀陰陽消息而作怪遇之變」,使天人感應思想趨於系統化。無論這些「天人感應」內容如何神秘複雜,其特點都是某些個體的感應,只有這些特殊的人才能感應得到,為感應的內容增加了神秘性。
所以,這種感應,局限於某些個體的感應,都不能算人類整體的感應,不能算人類整體的經驗認知。發展至今,可以說都不能算科學意義上的感應,因為科學,就是經驗認知發展的高級階段,是人類群體性感應信息的意識工具化。
我原來曾經在一篇文章中提到:意識的起源,來自對光量子的感應。也因為具有這種對光的感應能力,才「突變式」實現了RNA和DNA亞宏觀層面信息的解旋、複製。這就是智慧信息的特徵,無論是最原始的生命DNA信息,還是人類的經驗意識信息,本質都是來自「感應」。
量子層面的意識信息和亞宏觀結構的DNA信息,是同時誕生的。這個誕生不僅僅是起源上的,也是時時刻刻上的。也就是說,意識不可能脫離DNA存在,意識不可能脫離肉體存在。
如果將來有人說要上傳人類意識到伺服器上,估計那個伺服器也是DNA存儲機制的。
信息,是一種序列。宇宙中所有的自相似性源於這種序列,也就是說這種序列不僅僅是極微觀結構上的排列,也同時在宏觀和宇觀上具有相同的排列,也就是相同的信息。而智慧生命具有驅動自身及其影響的外部系統熵減的能力,也就是秩序化的能力,這種能力根源在於智慧生命內在的智慧信息在起作用,包括基因信息以及人類認知信息。這是所有智慧信息的特徵,或者說,所有智慧信息(廣義上的,包括DNA信息和人類思想)可以做這樣的定義:
1、具有驅動自身及其影響的外部系統熵減的能力,也就是自身的信息熵減和其所影響範圍的物理熵減;
2、智慧信息的根源,可以認為是意識的起源,來自對光量子的感應(或者說量子相干和退相干)。意識由此進化出三個層次:無條件應激反應、條件反射、意識信息糾纏網絡。人類最高智慧來自糾纏網絡,具有腦全息特徵。
最原始的「意識」,起源於對光量子的感應,或者反過來說可以影響光量子,這就是「意識」的誕生。
如果說早期最原始的高分子物質具有吸光性,但卻不能影響光量子,這樣看它們並不具有「意識」,也就是他並沒有生命特徵,不能進行信息複製傳播。即使有的大分子團具有了吸收外界物質、能量的能力,也不能說就是生命。科學家對生命的定義,生命即複製和演變。
可以理解複製是最重要的最關鍵的能力,廣義上說就是信息的傳播能力。智慧信息都具有傳播能力。複製能力是如何開始的?其中最通行的一個假說認為生命起源於一堆無機物中鬼使神差地產生了複製酶。複製酶(replicase)是一種具有自我複製能力的分子。有充足的理由表明,現代人RNA中的複製酶可能類似於地球生命伊始就開始存在的複製酶。如果有人可以用實驗證明RNA複製酶可以影響光量子,那麼就可以說明這就是最早期具有「意識」的高分子物質,也可以說最早期的生命。
到了DNA,已經有各種實驗證明了。俄羅斯量子生物學家普普寧和格瑞爾菲曾經做了一個實驗,發現DNA可以影響光量子,也就是說DNA不僅可以接受光量子,還可以影響光量子,這就是「意識」,具有量子力學上的意識特徵,意識是量子相干到退相干的過程,是雙向的互為影響才能稱之為意識,這一點上,可能是意識具有物理熵減特性的原因之一,意識具有熵減能力,不僅僅具有驅動實體影響的外部物理熵減特性,還具有同類意識信息的集合組成的信息熵的減少。
可以說,DNA和「意識」的緊密聯繫不可分割的,DNA具有「意識」,而「意識」的載體與DNA有緊密關聯。當然意識的進化隨著生命從最簡單的RNA開始,逐漸進化到今天的人類智力。有沒有脫離了DNA的意識,目前看沒有,因為感應光量子的雙向性就是DNA的特性,這個特性就可以說是「意識」的性質,最初級的意識就是DNA的這個特性。這就如同磁帶上的信息無法脫離磁帶一樣,當然可能會有其他存儲、激發智慧信息的介質。
來自美國加利福尼大學的科學家 Stephen 博士在頂級雜誌《Cell》上發表成果稱,所在團隊創奇蹟般的攝錄了單個 DNA 分子複製的近距離高清無碼影像。事實證明人類半個多世紀以來「臆想」的模型是何其錯誤百出,此發現徹底改寫我們高中所學的生物知識。團隊的科研人員從大腸桿菌中提取出單個 DNA 分子並施加著色劑,令科學家震驚的是,實時鏡頭顯示出真實的 DNA 在複製過程中,連接酶並不相互協調,而是每條單鏈高度獨立複製,充滿隨機性,最後卻能夠完美與母鏈相匹配!
這種複製過程中的高度隨機性,我認為有可能就是DNA內部的「自由意志」屬性,是初級「意識」的特性。DNA不僅具有複製信息的能力,還具有對光量子感應的雙向性,這兩個性質都是「智慧信息」的特徵。
信息,是一種序列。智慧生命具有驅動自身及其影響的外部系統熵減的能力,也就是秩序化的能力,這種能力根源在於智慧生命內在的智慧信息在起作用,包括基因信息以及人類認知信息。這是所有智慧信息的特徵,或者說,所有智慧信息(廣義上的,包括DNA信息和人類思想)可以做這樣的定義:
1、具有驅動自身及其影響的外部系統熵減的能力,也就是自身的信息熵減和其所影響範圍的物理熵減;
2、智慧信息的根源,可以認為是意識的起源,來自對光量子的感應(或者說量子相干和退相干)。意識由此進化出三個層次:無條件應激反應、條件反射、意識信息糾纏網絡。人類最高智慧來自糾纏網絡,具有腦全息特徵。
我們都知道,量子力學中,觀測可以導致量子的波函數塌縮。現代量子意識理論則認為意識是海量量子塌縮形成,這應該是較高級的意識,即我們通常理解的意識。
我將意識分成三種大類,人的「意識」能力,其實也是地球所有生命進化的濃縮版,人具有三種意識的全部功能:
1、通過直接對外部量子感應的意識我稱之為I類意識,這種意識的處於游離態量子比特產生的,具有隨機性,游離態量子比特一方面可以與外部進來的光量子等通過相干到退相干過程形成即時視覺(其他外部刺激可以轉換成量子比特信息,這種外部刺激意識產生的原理都是相同的),也可以與存儲量子比特序列糾纏形成「記憶意識」,這種記憶意識也是自我意識產生的原因。這就是無條件反射意識。
從低等生物到高等哺乳動物,都具有I類意識。目前人類已經可以模擬地球早期環境製造出胺基酸,但是生命的關鍵在於出現了RNA,以及從RNA到DNA。RNA具有對光的感應能力,按照我對意識的定義,說明RNA具有了最初級的「意識」。
俄羅斯量子生物學家普普寧和格瑞爾菲曾經做了一個實驗:他們拿來一個試管,抽盡裡面的空氣,創造出所謂的真空環境。但科學家們知道,就算把空氣抽盡,裡面還是有東西存在的,那就是光子。來看這個DNA影響光子的實驗:開始是光子是以完全隨機的方式散布在試管中。接下來,他們把人類的DNA樣本放進了試管中,結果出現了令人意外的表現:光子不再像以前那樣隨機分布,而是進行了重新排列,很顯然DNA對光子造成了影響。再接下來,他們又把DNA從試管中移了出去,結果又發生了一個驚人的現象:光子仍然有序地排列著,彷佛DNA仍在試管中一般。
還有一項實驗值得關注:一項由以色列與德國研究所共同進行的研究發現,體積遠遠超出微觀層面且通常在常溫下運作的DNA,竟然有著分辨基本粒子的量子自旋狀態的能力。這項研究的論文發表在《科學》雜誌上。據化學教授Ron Naaman介紹,DNA辨識自旋的方式是通過其雙螺旋結構中的手性。在這次的研究中,他們在一塊金制培養基上安置了一層可以自組成的DNA,然後讓其與分別處於+1/2自旋和-1/2自旋的電子們碰觸,觀察有無不同反應,結果令人吃驚——DNA與一類電子會有激烈的反應,而對另一組電子則幾乎毫無反應,並且這種對於電子自旋的選擇性是隨著DNA的長度、規模和完整性增加而更加明顯的:DNA的單鏈和破損片段對於兩組電子就沒有這種選擇性。換言之,這一屬性取決於DNA的手性。可以說完整、長段的DNA是優良的自旋過濾器。
2、貓狗經過訓練可以看到它們具有條件反射意識,我稱之為II類意識。這種意識是存儲量子比特序列信息實現的功能。存儲量子比特其實是時時刻刻與前面說的游離態量子比特感應,形成記憶意識,包括自我意識,也包括夢境意識。
只要具有存儲意識功能的動物都會做夢。因為存儲意識無時無刻不以糾纏的形式感應游離量子比特,形成我們每時每刻會感覺到的隨機意識,同時游離的量子比特也在感受著外界的信息的感應。也就是說:游離量子比特實際上時時刻刻在感應著來自外界信息和已存儲意識信息,只有睡覺時外部意識才會消失,這時游離量子比特感應到的存儲意識其實就是夢境。
3、像人不僅僅具有上述兩種意識,其實還具有了在此之上的意識固化基礎上的系統化和工具化,這種,我稱之為III類意識,III類意識的結構如同宇宙時空一樣的量子糾纏網絡。III類意識其實是I類意識對II類意識的處理,即游離量子比特將存儲量子比特「連結」起來,起到橋接作用,也就是思維處理的能力,包括邏輯鏈條、記憶整合等。
人類的第III類意識是建立在第II類意識基礎之上的,而記憶力可以說是第II類意識的表現,只有擁有數量龐大的記憶信息才是這些信息「再次整合、連結」的基礎,所以,擁有「強記憶能力」的人在已存儲信息的數量、穩固性上就比「弱記憶能力」的人要多,智商在記憶力這個基礎維度上就高出一些。所以就會看到,高智商人不僅是某一個領域的天才,而且在多個領域也比常人更優秀。
由於第III類意識關鍵作用在於「整合、連結」原有信息鏈條,所以連結的速度 、廣度就是智商表現出來的另一些維度,經常專注於某個領域的人,對於這個領域內的相應信息鏈條,整合、連結的速度和廣度就比其他信息鏈條更快、更大。這些相關的信息,實際上是某些「同類」自旋量子(或者量子比特)的綜合效應,如同形成了一個獨立的糾纏起來的「宇宙」,如同量子糾纏構建時空網絡那樣,這個網絡越大、其「抓取」同類量子(或者量子比特)的能力就越強。這些量子比特存在的生物肌體就是神經元突觸,突觸越發達,智商越高。
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