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“量子灵魂理论”是怎么回事?

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? The University of Adelaide

利维坦按:


对于今天的很多人来说,“量子”早已不再是一个陌生的词了。虽然绝大多数的我们都无法明确阐述“量子”到底是什么东西,但至少当遇到这个词的时候,我们对于究竟在讨论什么范畴的话题,会有一个大致的概念。


与此同时也造成了“量子”一词的滥用,其中可能以逐利的商人为最甚,这里面有做枕头的,有做饮用水的,甚至还有做泡脚盆的,各种在名称中包含了“量子”一词的商品层出不穷,倒是让这个词在一种严肃冰冷的词性里增添了温暖亲肤的触感。


其次是数量庞大的科学爱好者,有些人会称其为“民科”。在爱好科学的同时,不得不承认也有相当一部分人喜欢在自己的表达里未经自我审视地加入诸如“量子”、“引力波”、“超感”等词汇,过去他们则喜欢加入“气功”。本文标题中的“量子灵魂理论”,听起来就很像是这样出来的一个词,但却是一项被正经研究的课题。








你还能想到什么东西与一只蜂鸟、一条巧克力、一摞5美分硬币有同等的重量呢?1907年的一项古怪实验得出了一个游走在科学边缘的结论:人的灵魂重21克。

在今天的流行文化中,虽然这个数字还不像表情包那么火,但是它已经广泛出现在漫画、嘻哈、博客、电视剧、电影,以及图书中,包括丹·布朗(Dan Brown)的小说《失落的秘符》(The Lost Symbol)。

《21克》剧照。? 豆瓣电影


尤其是一部名叫《21克》(21 Grams)的惊悚犯罪片,可以说这部电影给观众带来了一个独特的视角,同时从科学和心灵两个角度思考有关灵魂的问题。本片导演是亚利桑德罗·伊纳里图(Alejandro I?árritu),也是《鸟人》(Birdman)和《荒野猎人》(The Revenant)的导演。

2003年,电影《21克》一上映就广受好评,直到今天仍保持着80%的烂番茄指数。电影展示了三段本无关系的人生曲线最终交汇在一起,而电影本身采用非线性叙事手法,用伊纳里图本人的话说,当观众把那些精彩的故事碎片拼凑在一起的时候,就已经和影片中人物的生活紧紧联系在一起了。

这部电影的亮点让人确实有点目不暇接,比如摄影师罗德里哥·普里托(Rodrigo Prieto)的抒情拍摄手法;以及西恩·潘(Sean Penn)塑造的人物保罗·里弗斯(Paul Rivers),一名心脏衰竭的数学家,既引人入胜又令人感伤。娜奥米·沃茨(Naomi Watts)对另一个主要人物克里斯蒂娜·派克(Christina Peck)的刻画也有极强的真实感,表现出了在车祸中同时失去女儿和丈夫的痛苦。

但也许最令人难忘的角色还是本尼西奥·德尔·托罗(Benicio Del Toro)饰演的杰克·乔丹(Jack Jordan),他是一个曾经劣迹斑斑、如今浪子回头皈依基督教的人,他开的皮卡上还写着“信仰”、“耶稣拯救”的字样。正如其他刚刚皈依的信徒那样,乔丹也很在乎那些与审判相关的经文,比如,“凡是我所疼爱之人,我将责备、管教他(启示录3:19)”然而他对于“有人打你的右脸,连左脸也转过来由他打(马太福音5:39)”的歪曲理解却是病态又令人厌恶的。

? The University of Adelaide


《21克》不像很多电影那样用比喻、隐喻的手法暗指灵魂,而是独树一帜地用清晰而直接的方式表现灵魂确实存在。

生物学家安杰洛·莫索(Angelo Mosso)的“秤灵魂重量的机器”。莫索最初的方法是检查有颅骨缺损的患者,这意味着他们大脑的部分不被硬骨盖住的。他密封了一个充满环绕头骨的空气室,使用一种叫做体积描记器装置的修改版本,随血液冲到大脑和向下软组织上下脉动,从室内位移足够的空气记录在显示器上。莫索证明当某些人被给定执行复杂的计算时,他们的大脑脉动增长较大。这种颅骨缺损是罕见的,所以莫索也寻找测量完整头骨的人的相同活动的方法。结果就是他的“给灵魂秤重量的机器”。? NPR


回到1907年,那个做灵魂称重实验的美国医生邓肯·麦克杜格尔(Duncan MacDougall)先是猜想灵魂具有一定的重量。为了验证自己猜测,他先后在疗养院征求了6位重症患者的同意,在他们临终前以及刚刚过世之后进行称重实验。其中有一位患者似乎在死亡的瞬间减轻了21.3克的体重。(麦克杜格尔也曾经用这种方法给15条狗称重,没有任何一条狗在死亡的同时变轻,因此他认定狗是没有灵魂的。)

麦克杜格尔的研究似乎瞬间就引发了巨大争议,直到今天也是如此,毕竟疑点太明显了——不仅样本总量太少,而且6名患者之中只有1人的体重发生了改变。另外,麦克杜格尔毒死了那些实验中的狗(他承认自己根本找不到15条恰好濒死的狗),这件事就更不可能替他挽回名声了。

麦克杜格尔医生(左)以及1907年《纽约时报》对本次实验的报道:3月10日,波士顿,从此人类灵魂的重量被“确定”了。实验者是来自黑弗里尔市广受尊敬的邓肯·麦克杜格尔医生,他相信,灵魂的测量方法是在灵魂离开身体的瞬间对身体进行称重。他是一个研究团体的带头人,并且在过去6年中一直在进行该领域的相关实验研究。据他透露,自己身边还有另外4名医生共同组成了这个研究团体。? Wikipedia


尽管当年这一实验名声并不好,但如今“21克”这个数字及其背后的故事在流行文化中已占据相当高的地位,对比这一反差似乎可以直截了当地断言:这只不过是大众文化无脑地认可了一个坊间流传的趣闻罢了,然而事实上,故事背后的科学依据和道德标准都极具争议,任何理性而且逻辑清晰的人都不会相信这个故事。不仅如此,应该直接把麦克杜格尔丢进历史的垃圾桶里!好,盖棺定论!

且慢,真相真的如此吗?

17世纪英国帕拉塞尔苏斯派医生罗伯特·弗拉德(Robert Fludd)对意识形成过程的描绘。? Wikipedia


事实证明,这样贴标签似乎过于草率了,毕竟一位著名的牛津物理学家(译注:即下一段中出现的罗杰·彭罗斯)曾经指出:诚然,灵魂也许真的是我们所谓的——某种客观存在,哪怕它是无形体的(在他的原话中这种拗口的矛盾修辞还有很多)。

后来人们给这一理论起了个外号叫“量子灵魂”(Quantum Soul),不过它正式的名字听起来相当性冷淡:调谐客观还原理论(Orchestrated Objective Reduction)。该理论似乎有可能解释科学界所谓的“知觉难题”(Hard Problem of Consciousness),也就是意识的起源与本质问题。

而且量子灵魂理论还涉及到更多问题——自我意识来自何处?动物的意识水平与人类一样吗?我们是否拥有某种内在的本质或者核心,也就俗称的灵魂?意识是地球生命体所必须的吗?宇宙本身有意识吗?或者,如果地球上只存在毫无灵魂的僵尸,生命也能变得繁盛吗?

该理论源自罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)1989出版的那本书,《皇帝新脑》(The Emperor’s New Mind),这本书极力批判了强人工智能观点(Strong AI)。强人工智能认为,人类大脑虽然看似一团浆糊,实则是某种典型的计算机,并以二进制逻辑运作。也就是说大脑中充满了相反的指令,比如是或否、开端或结尾、北或南。从这个角度看,人类似乎并没有什么特别之处。


事实上,与其说人类大脑像传统计算机,不如说它更像量子计算机(Quantum Computer)——不仅比传统计算机的运转速度更快,而且大脑能处理的信息量也远远超过传统计算机。

按照英特尔公司的说法,真正意义上的量子计算机“还需要再等个10年才能造出来”。如果未来真的造出了一台这样的计算机,它可以轻松完成看似不可能的任务,比如破解互联网世界中所有的密码。

2007年,查尔斯·塞费(Charles Seife)在他的著作《宇宙破译》(Decoding the Universe)中指出:之所以这样的电脑与传统电脑有着重大区别,是因为它们拥有同时处理矛盾信息的能力,即所谓的“叠加态”(Superposition State),也就是同时处理是和否、开端和结尾、北和南。而计算机只会在最后一刻才会做出最终“决定”,或者用量子物理学的术语描述,直到最后才发生波函数塌缩(Wave Function Collapse)。

这的确和人类很像,作为人类我们总是直到最终决定的前一刻还在犹豫自相矛盾的两个选项(吃鸡肉还是吃牛肉,工作还是放松,勇敢发声还是保持沉默),也许这种能力并不是拖延,人类也并不是意外获得这种能力的。

恰恰相反,这正是大脑在工作时不可或缺的一种能力——我们的大脑并不是像传统计算机那样在某种字母表一样的规则中一个字节一个字节地计算,而是以量子位(Qubits)为基本单元,也就是量子计算中的计量单位,允许“0和1”同时存在,并同时进行计算。

Quanta Magazine


至少彭罗斯是这样猜想的,他之所以假定人类大脑优于传统计算机,还有一部分原因是他认同奥地利逻辑学家库尔特·哥德尔(Kurt G?del)提出的“哥德尔不完全性定理”(G?del's Incompleteness Theorems)。该定理实际上由第一定理与第二定理组成,它们表明了任何自洽的数学、逻辑系统要么是不完全的,要么就是不一致的。

彭罗斯进而提出了一个问题,如果哥德尔不完全性定理是对的,那么又如何证明自身的正确性呢?我们又怎么能知道这个定理没有打破自身的逻辑呢?这一定理不也是通过某种数学术语表达出来的系统吗?那些数学术语不也是来自其他数学系统中的吗?那么按照该定理的逻辑,既然所有的数学系统都是不完美的,不也就是无法证明各自的对错了吗?

然而,这样的不确定性还不是问题的最终结果,恰恰相反,哥德尔提出的理论如今已经被学界广泛接受,并且已经成为了主流数学、逻辑学的一部分。这让彭罗斯不禁怀疑,这种超凡的、有如神助的学术观点意味着我们的大脑绝不仅仅像传统计算机那样简单。

但彭罗斯发现,自己还不能在大脑中找到任何量子运算的迹象。如今量子计算机技术遇到的最大障碍是量子退相干(Quantum Decoherence),也就是信息的瓦解与消散。量子事件似乎在实验室条件下孤立的冷原子系统中进行得更为平稳,然而在现实世界中信息过于脆弱,而且也有太多消散、流失的出口。

(顺带一提,这就是薛定谔的猫的答案:如果我们或者那只猫可以缩小到量子物理的微观世界,我们将发现一个神奇的事情,这个问题并没有唯一答案,这只猫既是死的,也是活着的。然而在现实世界中,这只猫的状态信息早就在我们打开盒子之前就已经非常明显了,因为它相对于盒子的大小、重量都会把这只猫的信息泄露到盒子以外的世界中。)

? Pinterest


而人类大脑似乎也有着同样的问题,对于量子信息来说它太大了,太容易造成信息流失了。事实上,人工智能之父艾伦·图灵(Alan Turing)把大脑比作一个巨型大碗里的麦片粥塞费也指出,大脑利用神经元进行运转,“而神经元的活动就像传统计算机中那些以比特为单位进行存储、计算的设备一样。如果大脑真的是在以量子位为单位进行存储和计算,那么除了生物学家熟悉的神经元(以生物化学方式进行的)传统运算,大脑中一定还存在其他运转机制。

在读过《皇帝新脑》之后,麻醉学家斯图尔特·哈梅洛夫(Stuart Hameroff)公开发声,表示自己也许知道彭罗斯正在寻找的这个“第二套脑内机制”是什么——微管(Microtubule)。

这是一种叫做微管蛋白(Tubulin)的物质所构成的管状聚合物,比如脑细胞的细胞质中就有这种物质。塞费也指出,微管蛋白“在我们体内的细胞中构成了骨架,包括神经元细胞。有趣的是,这些结构很可能表现出了量子运算的特征。

”它们可以在同一时间内扩张和收缩,“这正是一种叠加态。”换句话说,微管很可能为大脑中的量子运算机制提供了一个网络。不仅如此,也许它们才是灵魂寄宿之地——至此,我们也终于回到了量子灵魂理论以及本文主题上。

通过显微摄影拍摄到的微管状态,图中两个单词分别为微管(Microtubule),以及细胞中心体(Centrosome)。? Gfycat


哈梅洛夫和彭罗斯的理论也让他们与主流科学家们分道扬镳,如今的主流科学家们假设意识是在进化过程中缓慢出现的,在这个过程中神经元细胞之间的交互变得越来越频繁。然而不同的是,量子灵魂理论则认为意识并非诞生于神经元细胞之间的传递,而恰恰是诞生于神经元细胞的微管之中,在这里甚至发生着量子事件。

当这些微管之间的交互变得越来越协调,整个微管网络中就将闪现量子化、碎片化的有意识瞬间。而整体看来,这就是我们所理解的意识——这就好像是胶片电影,一张张分离的胶片产生了图像“动起来了”的错觉。

也许量子灵魂理论最有趣的地方就是它反转了人们的常识,也就是通常认为的意识是人类独有的特征。我们习惯于把人类视为意识的源头,认为意识产生于人脑,并向外在世界辐射。比如,我们会习惯于运用自己高度进化的大脑规划未来、感知世界。

但是量子灵魂理论指出,事实上,在人脑以外同样发生着量子事件,这些外在的量子事件可以与我们脑内的量子事件产生关联,这种连接正如意识的闪现。引用哈梅洛夫和彭罗斯文章中的原话,“宇宙的结构以及我们大脑中的生物分子活动进程就存在着某种联系。
(www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1571064513001188)

如果量子灵魂理论是对的,那么灵魂重21克的观念也没有那么离谱。也许灵魂不具备质量,但理论上讲,这一课题是值得展开研究的。在一段纪录片中,哈梅洛夫表示,“就像嵌入宇宙中的量子信息那样,灵魂是真实存在的实体。”他还指出,“由于这些信息是量子信息,因此还会和人体外的事物出现量子纠缠(Quantum Entanglement)现象,因此,理论上讲,即使在死后也有可能发生。

就算灵魂没有重量,但它仍然可以产生物理现象,我们先来回顾一下哈梅洛夫认为灵魂是由什么构成的。信息论(Information Theory)假定,正如宇宙中广泛存在的物质与能量,信息也是宇宙的基本组成部分,信息是无实体的,但它可以通过有形的物体表现出来。类比能量,就更容易理解信息的这种矛盾特质了。

? Gfycat


尽管能量也是无形体的,但它仍然可以转化为物质,质能方程就是在描述质量与能量存在着的特定关系。尽管能量不能被称重,但它还是可以被测量的,而且它的确存在。这些对于信息来说也是一样的。不仅如此,前面提到过量子信息具有量子纠缠现象。这些信息可以和周围的环境进行交互,也可以和环境一同改变,因此,即使在它们看似消散或被摧毁之后仍然有可能再次出现——哪怕信息面对的是黑洞那份巨大的破坏力。

基督教徒会怎么看待量子灵魂理论呢?当然,我(作者,下同)们之所以相信有灵魂,是因为它总是出现在《圣经》里。历史上,基督徒曾经对灵魂提出过若干观点。其一,灵魂遗传论(Traducianism),认为灵魂与身体是有紧密联系的,因此在受孕时灵魂也会随之传递到胎儿体内。其二,神创论(Creationism),认为每当一个胎儿出现,上帝就会为之创造独一无二的灵魂。第三种主流观点认为,应当把灵魂等同于我们的身份、人格。

一位神学家朋友告诉我,该观点实际上并不认为一个人具有一个灵魂,而是一个人就是自身的灵魂,同时这个灵魂又存在于此人和上帝的关系之中。这个观点其实也很常见,比如英文中的那句俗语,“在那个地方我连个魂儿都不认识,”就可以反映出这一层意思。(译注:更常见的表达如“Not a soul is here.”意为这里一个人也没有。)

Daily Express


也许你会问:无论我们选择相信上述观点中的哪一种,要不要先找到一些科学依据呢?哪怕是科学猜想或者被其他科学家质疑也没关系,比如量子灵魂理论这样的假说?在学界颇具影响力的物理学家劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss)在了解过量子灵魂理论的概要之后,曾经毫不留情地评价说:“以物理学的视角来看……这纯属胡扯。

的确,与量子灵魂理论距离更近的,似乎是新时代运动(New Age Movement)中的神秘主义者们,而非科学。
(discovermagazine.com/bonus/quantum)

但不管怎么说,自从哈梅洛夫和彭罗斯发表了自己的理论之后,该理论已经获得了来自各方面的支持。越来越多的学者表示,量子效应(Quantum Effects)并非只能出现于亚原子微观世界中的现象,在植物的光合作用过程中也可以观察得到,还有量子生物学家提出,某些鸟类可以利用量子纠缠现象为自己的迁徙导航。

诚然,基督徒不应该依赖科学支撑自己的信仰,但是当科学家们的研究与自身信仰重合,甚至有可能增强这份信仰力量的时候,我们有理由关注这些科研结果。
(www.wired.com/2011/01/quantum-birds)

值得一提的是,尽管电影《21》从头到尾都在支持灵魂是确实存在的,但是西恩·潘在戏中冥想时,当他思考死后会发生什么的时候,却没有出现“灵魂”这个台词。

这是故意为之的省略吗?难道导演伊纳里图和编剧吉列尔莫·阿里亚加(Guillermo Arriaga)是在刻意回避,不想用直白的词语来表达灵魂这种精神领域的事物?或者他们认为语言上的直白与电影本身那种赤裸裸的、市井世俗的氛围会相互冲突?

很可能有这方面考虑,不过本片在讲述约翰·乔丹这个人物的故事时倒是没有模糊处理其基督教背景,在电影中这个人物总是引用《圣经》,在教堂里做礼拜,还成为了一个深陷危险的年轻人的目击证人。影片中,甚至出现了他的牧师亲口警告他有可能处于丧失灵魂的危险之中。结果,乔丹的信仰不仅没有帮助他,还在某个瞬间被乔丹彻底抛弃了。如果这些都是有意为之,那么至少这部电影对宗教提出了一些批评。

? IMDb


如果我们换一个角度,把灵魂看作是一个人的身份、人格,那么会很快发现电影《21克》恰恰是在表现关于灵魂的这一层观点——只不过电影所讨论的灵魂并不是与大脑有关,而是与有关。

西恩·潘的角色努力寻找自己心脏的捐献者到底是谁,甚至雇佣了一名私家侦探来搜寻所需的医疗记录,在一旁困惑不解的妻子不禁问他,为什么要如此大费周章。西恩·潘的角色回答道:“玛丽,我想知道自己是谁。”就好像在那次心脏移植手术之后,他希望能变成一个全新的人——或者全新的灵魂。

从这个意义上看,《21克》很可能是在隐喻《圣经》,因为后者总是倾向于认为心是身份与人格的所在地。的确,我在观影时也发现了这种把灵魂等同于心脏的联系,让我好奇的是,也许这部电影不止希望我把那些非线性的篇段拼凑起来,还在向我抛出一个问题,心脏的重量是不是真的有21克左右?(当然不是,随手查阅一下就会发现心脏的重量大概在100克左右。译者注:我也随手查了一下,应该是250克左右)。

西恩·潘在冥想中思考自己在死亡瞬间到底失去了什么,这些思考似乎就是对电影的概括总结,并且在影片结尾处再一次发问:“我到底得到了什么?”在那一刻,镜头转向了另一位人物克里斯蒂娜·派克,很明显是有孕在身。想想看,婴儿在其生长过程中总会有那么一刻重达21克,那么影片播放到这里,也就终于从镜头和叙事两个角度同时展示了灵魂与人格的关系。

总结而言,电影《21克》是一场冥想,激发人们思考那个神秘的灵魂到底是什么,也思考每个人的独一无二到底从何而来。剧中那些主要人物的生活总是急转直下,深陷于毒品、通奸、过失杀人……正是这种粗糙感给电影注入了一种影片特有的灵魂,马上就与那些空洞的大片划清界限。然而每一个人物都可以获得救赎,只要他们重新审视自己和其他人,就能找到更完整的自我、人格,并且和自己的神明建立真正的联系,或者和那个神明建立量子纠缠。


文/Tim Burbery

译/玄野计

校对/何里活

原文/christandpopculture.com/21-grams-woo-science-and-the-quantum-soul/

本文基于创作共同协议(BY-NC),由玄野计在利维坦发布

文章仅为作者观点,未必代表利维坦观点



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