电子很可能具有意识

来源：利维坦

文：Tam Hunt

译：猫大郎

校对：兔子的凌波微步

2020年5月，“宇宙有意识吗？”作为标题出现在《新科学人》（New Scientist）周刊的一期封面上。德国慕尼黑数学与哲学中心的数学及物理学家约翰内斯·克莱纳（Johannes Kleiner）告诉作者迈克尔·布鲁克斯（ Michael Brooks），从数学的角度对意识作出精准定义，可能意味着宇宙中充斥着主观经验。克莱纳一直和其他人一起对这一课题展开研究，他说：“这可能是一场科学革命的开端。”

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

（arxiv.org/abs/2002.07655）

克莱纳和他的同事们专注于意识信息整合理论（the Integrated Information Theory of Consciousness, 简称IIT）的研究，这是当今较为重要的意识理论之一。正如克莱纳所指出的那样，意识信息整合理论完全是泛灵主义观点，因为所有被整合的信息，至少都具有一点的意识。

谈到泛灵主义的兴起，你可能会把它看成哥白尼思潮的一部分，即我们并没有什么特别，地球也不是宇宙的中心。人类不是天赋异禀的生物，甚至不能代表进化的巅峰。既然如此，为什么我们仍会认为，只有有大脑的生物和人类，才是意识的唯一持有者？实际上，作为解决身心问题的诸多方法之一，泛灵主义已经存在了数千年。大卫·斯科比纳（David Skrbina）于2007年出版的著作《西方泛灵主义》（Panpsychism in the West），还为这一思想传统谱写了优秀的历史。

虽然泛灵主义有许多版本，但吸引我的一种叫“构成型泛灵主义（constitutive panpsychism）”。简单来讲，这个版本认为，一切物质都与心智或意识有一定的关联，反之亦然。即意识随物质存在，物质也与意识共生，互相不独立。如现代泛灵主义者阿尔弗雷德·诺斯·怀特海（Alfred North Whitehead, 1861-1947）, 大卫·雷·格里芬（David Ray Griffin, b.1938）和盖伦·斯特劳森（Galen Strawson, b.1952）等人所主张的那样，尽管非常原始的感受只存在于大多数物质结构当中，但一切物质皆具有感知能力。

泛灵主义者观察构成自然复杂阶梯的各个层级，发现有意识和无意识之间不存在明显界线。1974年，哲学家托马斯·内格尔（Thomas Nagel, b.1937）曾提出过一个著名的猜想：蝙蝠通过回声定位飞行是怎样的感觉？对此我们并没有明确的答案。但通过观察它们复杂的行为，以及所有哺乳类动物和人类的基因亲缘关系，还有不断进化的事实，可合理推测出蝙蝠拥有丰富的内在生活。同理，我们可通过对那些不太复杂的行为模式进行稳定观察，从而有理有据地推断出：一切物质类型，是的，甚至包括那些低能电子，都和某种意识相关。

英国数学家、哲学家阿尔弗雷德·诺斯·怀特海。© Simple Wikipedia

虽然无生命物质不像有生命物质那样会进化，但无生命物质的确能产生行为——它们会做功，对力也有反应。电子在不同的实验条件下产生不同的运动方式。而这些行为类型也让有名望的物理学家提出假设：电子可能具有某种非常原始的思维。

比如，不久前去世的美国物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson，1923-2020），就曾在他1979年发表的著作《纷扰宇宙》（Disturbing the Universe）中指出，“人类意识的过程与量子态之间的选择过程（我们称其为电子制造的 ‘巧合’），只在程度而非性质上有不同。量子巧合，更广为人所知的名字叫量子选择——选择，而不是巧合，发生在自然的每一个等级中。”另外一位美国知名物理学家大卫·玻姆（David Bohm, 1917-1992）也提出了类似的观点：“形式具备呈现活跃状态的能力，是意识最典型的特征。我们发现，电子已经具有了一些类似于意识的东西了。”

许多生物学家和哲学家已经意识到，生命和无生命之间没有绝对的界限。英国著名生物学家约翰·伯顿·桑德森·霍尔丹（J.B.S. Haldane，1892-1964）所支持的观点是，生物和非生物之间没有清晰界线：“我们在所谓惰性的物质中，没发现生命或意识存在的明显证据……；但如果这一科学观点正确，我们最终还是会通过宇宙，至少在原始的形式中找到它们。”

丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Bohr, 1885-1962) 在发展量子理论方面颇具开创性。他认为，“对生命和机械最合适的定义……本质上其实是（对我们人类而言）最方便的定义。如果我们不把有机活体和无生命的躯壳区别开来，而是让生命的定义延伸到一切自然现象当中，那生物中物理局限性的问题，将会失去所有意义。”

最近，科罗拉多大学的天体生物学家布鲁斯·贾科斯基( Bruce Jakosky, b.1955)，在与美国国家航空航天局一起做外星生物研究时，提出了夸张的质疑：“是否曾有一个明确的瞬间，就像打开开关那样，地球从没有生命变成了有生命？答案或许是 ‘并非如此’。”

而理论物理学家萨宾·霍森菲尔德（Sabine Hossenfelder，b. 1976），也是2018年《迷失数学》（Lost in Math）的作者，对此持有相反观点。“如果你希望一颗粒子具有意识，你最低的期望应该是这颗粒子能够作出改变，”她在一篇标题为《电子不思考》（Electrons Don’t Think）的文章中讨论说，“单一想法难以拥有内在生活。如果电子真能思考，我们可能早就在粒子碰撞中见证了这点，因为它将能改变碰撞中产生的粒子数量。”

但“改变”意味良多，其中包括空间位置随时间推移所发生的变化。关于电子和量子理论，戴森想表达的是，量子实验的概率性分布和结果（比如“双缝干涉实验”）可被更好地解读为一种并非来自于纯粹巧合（另一种说法是“我们不知道”），而是每一颗电子时时刻刻做出的许多非常初步选择的结果：关于在哪里以及该如何体现。

由怀特海提出的一系列泛灵论，仍然是如今最具说服力的版本，他从根本上重新思考了物质的本质。对于怀特海来说，所有实体，包括电子、原子和分子，都是构成“经验的一点一滴”；它们至少能有一点点享受着经验，也具有一点点的意识。这个奇怪的观点起初让人有些摸不着头脑，但最后意义非凡。

从现代视角出发简单论述，与其说物质在时空容器中一尘不变，倒不如说，它们其实在来回游走。在怀特海的构思中，电子这样的粒子，是单个电子连续迭代形成链条，每次迭代中的电子都高度相似但并不相同。每次迭代也和上一次稍有不同。不存在静止不变的电子。每次迭代的程度，多多少少也和上一次不同，产生不同之处，也是微量选择和思考发生的地方。在生物进化的过程中，这种微量的选择向上复合，导致了思维和选择产生出复杂的类型——这让我们人类和其他哺乳类动物享受其中。

作为一名数学哲学家，怀特海在他的哲学著作《科学与现代世界》（Science and the Modern World）、《过程与现实》（Process and Reality）和《思维模式》（Modes of Thought）中，详细论述了“融合（concrescence）”的过程，比如电子这样的实体每时每刻都在摇摆的本质。这些著作有时晦涩难懂，但如果你对物理学的兴趣，建立在较为经验性且形而上学的基础之上，那么它们值得你去努力理解。

许多现代思想家都在不同程度上拥护怀特海和泛灵主义，包括玻姆。他在《整体和隐含秩序》（Wholeness and the Implicate Order）这本讨论现代物理学和现实本质的杰作中，也提到怀特海的观点启发了他。

我正努力让自己的工作变得更充实：如何把讨论心灵本质的“纯粹”哲学思考，转变成一套可验证的实验，在此简述了一些初步的想法。这些实验，把关于泛灵主义的探讨，稳稳地从哲学领域转移到了科学领域。

所以，是的，现代物理学给电子们预留了足够的“思考”空间。

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

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