几乎没有人不害怕死亡。在普通人的认知里,心跳一停、大脑不再工作,这个人就彻底没了,记忆、想法和感受也都跟着消失。
但诺奖物理学家彭罗斯曾说,人类的死亡只是宇宙的幻象,生命是不可能终结的。很多人因此以为,科学已经证明人死后意识会永存,会有类似灵魂的东西留在宇宙里。
这个说法背后,是意识研究领域一个被批评了30年的理论。它的支持者被当成骗子、民科,被看作搞“量子速读”的同伙;学术会议上一提到这个理论,有一半人会翻白眼。
但近几年情况有了变化。一些实验室的数据似乎开始向这个理论倾斜,越来越多的科学家开始认真考虑:如果它真的是对的,会怎样?
这个理论就是“意识是量子化的”。在中文互联网上搜索这个问题,结果大多还是老一套:量子佛学、濒死体验、外星人意识传输等玄学大杂烩,很少有人关心这个理论本身到底说了什么。
它的提出者是一位在数学和物理领域钻研了60年的物理学家,拿过诺贝尔奖,几十年来一直坚持这个理论。罗杰·彭罗斯是霍金的好朋友,2020年诺贝尔物理学奖得主,获奖原因是对黑洞奇点的研究。
不过,大部分普通人知道他,是因为他写过一本很有争议的书——《皇帝新脑》。在这本书中,他把图灵机、哥德尔不完备定理、分形、拓扑、经典物理、相对论、量子物理和意识研究融为一体,试图证明一个观点:意识是不可计算的。
彭罗斯曾和霍金长期合作研究黑洞和时空奇点。他提出过两套假说,一套是共形循环宇宙学,另一套是Orch-OR协调客观坍缩理论。
后者正是“意识不会消失”这一说法的源头,而它的起点就是“不可计算”。要理解什么是“不可计算”,需要从图灵机说起。
图灵机是“计算机之父”图灵设想出来的一台抽象机器,由一条无限长的纸带、一个读写头、一个能记录状态的控制器和一张记录控制规则的表格组成。图灵证明,这样一个简单的系统,理论上可以在有限步骤内模拟一切可计算的问题。
现在的计算机本质上就是一台图灵机。但这个结论还隐含着另一个判断:不可计算的问题,图灵机解决不了,停机问题就是一个例子。
停机问题,简单说就是判断一个程序会不会永远停不下来。图灵用自我指涉和对角线论证证明,不存在能判断任意程序是否停机的通用算法,这就是不可判定性。
从图灵机的不可判定问题,还可以推出著名的哥德尔不完备定理。通俗地说,只要一套数学系统足够复杂,里面就总有一些正确的命题,用这套系统自己的规则永远证明不出来。
很多数学真理都无法在其自身的数学体系里得到证明。比如“九头蛇的头最终会被砍光”是一个真命题,但在皮亚诺算术中无法证明,必须升级到更高级的系统才行。
“人的意识不可计算”这个观点,是彭罗斯在看到哥德尔和图灵的研究之后提出的。他在《皇帝新脑》中想说明:人脑超越了图灵机,并不是单纯基于数学算法的机器。
彭罗斯认为,一个形式系统内部永远证明不了的东西,人站在系统外面却能看出它是真的。如果人脑只是一台算法机器,它应该被困在系统里出不来,但人并没有被困住。
因此,人脑一定有一部分不是基于算法的。这个逻辑跳跃有点快,所以长期以来,彭罗斯的观点并不被大多数人认同。
哥德尔和图灵证明的只是:一个符号系统总有自己无法证明的东西,但升级到更高级的系统后,这些东西就能被证明。那么,人类之所以能认识到它们,会不会是因为人本身就运行在一个更高级的算法里?
到了2026年,彭罗斯的观点面临的最大挑战是AI的发展。AI的算法基于概率,远远超出了当年哥德尔和图灵对算法的想象,甚至已经能独立证明一些人类还没证明出来的数学命题。
但它内部运行的依然是数学算法,再强大的AI也没有跳出图灵机的窠臼。既然意识是不可计算的,而世界又是物理的,那么物理世界中有什么东西能承载这种不可计算性?
彭罗斯发现,所有经典物理过程都是可计算的,相对论也是可计算的,甚至混沌系统依然可计算。唯一可能产生不可计算性的,是量子力学。
在量子世界里,量子处于叠加态时,会像波一样在空间中弥散开,同时出现在很多地方。一旦观测,人们会在某一个具体位置看到它,这就叫坍缩或退相干。
叠加态的演化可以用薛定谔方程计算,但量子具体会在哪里被观测到,没有任何理论能准确预测,只能知道概率。既然所有物理现象中只有坍缩是不可计算的,彭罗斯认为这里可能就是意识所在的地方。
但他不相信哥本哈根诠释,认为坍缩既不是观测引起的,也不是接触外界环境造成的。在他看来,如果坍缩是纯随机的,意识就和掷骰子没什么区别,人生中每一个重大决定都只是大脑中某个结构在掷骰子。
彭罗斯给出的答案是量子引力,也就是一种由时空曲率变化引起的自发坍缩。那么,这种坍缩需要依赖神经元中什么样的物理结构?
人类大脑中真的能维持大范围的量子态吗?传统医学界和神经科学的主流观点认为,意识就是神经元放电的产物,大脑相当于一台生物电脑,脑细胞坏了,意识自然也就没了。
彭罗斯和哈梅罗夫则认为,真正起关键作用的是神经元内部一种叫微管的微小结构。微管里可以发生量子相干活动,意识因此和时空本身的底层结构挂钩。
按这个假说推下去,人死亡后大脑结构瓦解,维持量子相干的条件消失,连贯的思维、记忆和自我感知会立刻断掉。但量子物理里有一个概念:信息不会凭空彻底消灭,只会转换形态。
于是有人说,构成意识底层的量子信息会散落到宇宙时空当中。不过,就算这个假说成立,也不等于还保有“自己”。
人不会带着这辈子的记忆、性格和喜怒哀乐继续存在,留下的只是一堆零散的底层物理信息,和想象中的灵魂完全不是一回事。而且几十年来,Orch-OR始终没有确凿的实验证据,主流神经科学界并不认可。
另一套共形循环宇宙学讲的是宇宙的命运。彭罗斯猜想,一个宇宙时代膨胀到终点,物质衰变、黑洞全部蒸发后,时空会发生一次特殊的“重置”,平滑衔接下一个宇宙的大爆炸,宇宙就这样一轮轮循环下去。
放到人身上,身体里的原子本来就是恒星爆炸造出来的,人死后又会回归土壤和空气,进入新的生命。但这只是物质的循环,不是“自我”的延续。
这些假说很有想象力,但只能算是有趣的猜想,并不是已被证实的永生答案。