電子會有“意識”嗎？_風聞

生活告訴我們：兔子、老虎和老鼠這樣的生物有“感覺”和“經驗”，桌子、石頭和分子沒有。但是泛心論學者否認這一常識。泛心論認為，物質中最微小的部分——比如電子和夸克——有着非常基本的“經驗”，或者説，電子有着內在的“生命”。

2020年五月份《新科學人》（New Scientist）刊物的頭條是“宇宙是有意識的嗎？”慕尼黑數學哲學中心的數學家、物理學家約納斯·克萊納（Johannes  Kleiner）告訴作者邁克爾·布魯克斯（Michael Brooks），數學意義上對於意識的精確定義可能意味着宇宙充斥着主觀感受。參考他和其他人的研究推斷，克萊納説：“這或許會引發科學革命。”

圖 《新科學人》封面截圖

Kleiner和他的同事主要研究的方向是意識的整合信息理論（IIT理論）——當下一個關於意識的主流理論。正如克萊納提到的，IIT是一個完全的泛心理論（panpsychism），這個理論説明所有實體都至少擁有一點意識。

泛心論的出現是一種“哥白尼式”的趨勢，如同哥白尼學説中“地球並非宇宙的中心”，泛靈論告訴我們“人類並不特別”——人類不是什麼生物的瑰寶，更別説是進化的巔峯了。那有什麼理由認為，像我們這樣具有大腦的生物就是意識的唯一擁有者呢？實際上，作為解決意識-身體的問題的一種方法，“泛心論”已經出現了上千年。大衞·斯科比納（David Skrbina）在2007年出版的一本書《泛心論在西方》（Panpsychism in the West）就很好地介紹了這種傳統思想的歷史。

電子可能有一些非常基礎的“意識”

泛心論有很多分支，其中接受度較高的是基本泛心論（constitutive panpsychism），簡單來説，這個理論認為所有的物質都具有意識或是類意識，即意識和物質是同時存在的。一些當代泛心論者像阿爾弗雷德·懷特海（Alfred North Whitehead）、大衞·格里芬（David Ray Griffin）、蓋倫·史卓森（Galen Strawson）等人就認為，所有物質都具有感受的能力，雖然絕大部分的物質都只是有非常基本的“感覺”。

如果説自然界是一個複雜的梯子，那麼泛心論者更多地關注於階梯之間的橫檔，而並不過於糾結“意識”和“無意識”之間的界限。哲學家托馬斯·納格爾（Thomas Nagel）在1974年提出了著名的疑問：成為蝙蝠的時候，回聲定位或是飛行，是什麼感覺？我們不能精確知道這個問題的答案，但是我們能夠通過觀察它們的行為、比對所有的哺乳動物和人類的基因的親緣關係，並通過進化理論來推斷出來，蝙蝠擁有豐富的生命感知。以同樣的邏輯來判斷結構較為低級的物質的行為，也可以合理地推測所有物質都擁有類似的“意識”。當然也包括最簡單的電子。

圖 蝙蝠回聲定位 

雖然説非生物的物質並不像生物那樣可以演化，但非生物物質也同樣具有“行為”，就是説，它會“做”事，會產生受力響應。電子在不同的實驗條件下產生特定的軌跡，這類“行為”就可以説明電子也許具有非常基本的意識。

圖 密立根油滴實驗 密立根通過油滴受重力和電場力作用的運動測量了電荷電量

美國非常著名的物理學家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）就在他1979年的書《宇宙波瀾》（Disturbing the Universe）中提到，“人類的意識行為和電子在我們所謂‘幾率’的量子態中做出選擇的行為，只有程度上的差別罷了。”“量子幾率”不如表述成“量子選擇”，因為“選擇”適用於自然界中所有水平的物質。美國另一位著名物理學家大衞·玻姆（David Bohm）也提出了類似的想法：“意識的最顯著的特徵就是有能夠活躍的形式，這樣來説我們和電子是‘意識層面上相似的’。”

圖 物理學家弗里曼·戴森

許多生物學家和哲學家都認為生物和非生物之間沒有明確的界限。英國傑出的生物學家霍爾丹（J.B.S. Haldane）就支持這樣的觀點，他認為無法明確説明什麼是“生命”的、什麼是“非生命”的：“我們並未發現足夠直接的證據表明生命擁有意識或者是所謂的‘內心’……當然如果科學的觀點是對的的話，我們最終可能在宇宙中發現它們，起碼也得有早期的形式。”

量子理論創始人之一的丹麥物理學家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）説過“對於生命和機械體來説的終極定義……不過是為了方便……物理學中的許多限制對於生物學來説毫無意義，我們應該將其拓展至所有自然界的事物，而不是區別生物體和非生物體。”

圖 量子力學並不能直接解釋宏觀生物體的行為 

最近，為NASA進行地外生物研究的科羅拉多大學的天文學家布魯斯·傑克斯基（Bruce Jakosky），提出這樣的問題：“地球從有生命到沒有生命，難道就像突然按了個開關那樣、有一個非常確切的時刻嗎？答案是‘或許並非如此’。”

《迷失在數學》（ Lost in Math）的作者、理論物理學家霍森菲爾德（Sabine Hossenfelder）持有相反的觀點。“如果你認為一個粒子是有意識的，那起碼這個粒子應該能夠改變，”她在發表的文章《電子不會思考》（Electrons Don’t Think）中這樣陳述，“你不能説只有一種‘想法’就等於有內心了，不過如果電子真的可以思考，那我們就可以在粒子碰撞中觀察到這類現象，因為這樣的話碰撞後將會產生不同數量的粒子。”

圖 對撞機通過使粒子加速相撞研究粒子內部結構 

數學上對於意識的精確的定義或許意味着宇宙充斥着主觀感受

我們説到“改變”的時候可能有很多意思，包括隨時間在空間中位置的變化。戴森對於電子和量子理論提出了一些想法，他認為量子實驗結果的規律分佈（例如雙縫干涉實驗）可以有更好的解釋，這個結果並非完全隨機的（ 換言之，“我們並不是不知道”），而是大量的具有先選的電子在不同瞬間“決定”收集的位置和方式的結果。

圖 電子的雙縫干涉實驗 

懷特海（Whitehead）所説的泛心理論仍然是今天泛心理論的傑出分支，它在根本上重新定義了物質的本質。對於懷特海來説，對於所有實體，無論是電子、原子還是分子，都是多少具有一點體會和感知的產物，最初可能只是一個奇怪的意識，但最終可能發展成非常豐富的感覺。

相比於認為粒子是在時空這樣的容器中來回移動的、不變的物質這樣的現代理念來説，懷特海認為，像電子這樣的粒子是一個電子經過細微變化的一系列連續的迭代，相互間並非是完全不同的。每一代都只和上一代有着細微的差別，並不存在穩定不變的電子。後一代相比前一代的變化程度取決於其微小的“選擇”，或是説意志。就是這微小的選擇組成了更高級的、甚至貫穿於整個生物進化過程的、複雜的、我們人類和其他哺乳動物所享有的思想。

身為數學哲學家的懷特海在他的哲學作品《科學和現代世界》（Science and the Modern World）、《歷程與實在》（Process and Reality）以及《思想的模式》（Modes of Thought）中，將這個過程補充細化為“癒合（concrescence）”，用來描述像電子這樣的粒子在不同時刻自身性質的擺動。這個工作看起來晦澀難懂一些，但是或許可以對以物質和經驗為基礎的形而上學的研究有幫助。

圖 數學家、哲學家阿爾弗雷德·懷特海 

許多現代思想家在一定程度上接受了懷特海和泛靈理論，玻姆就是其中一位，他的關於當代物理和自然的代表作《整體和分部的秩序》（Wholeness and the Implicate Order,），其靈感就是來源於懷特海。作者正將這些對於自然本質的完全哲學的思考轉化成可以測試的一系列的實驗，現在有了一些大致的輪廓。這樣的實驗可以將對泛心論的爭辯從哲學領域轉移至更能夠確定的科學領域。

當然了，現代物理學對於電子來説還有廣闊的空間來“思考”。

作者：Tam Hunt

翻譯：zhenni

審校：C&C

原文鏈接：

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