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人类之所以有意识,可能与振动有关

科普小知识2021-12-31 09:34:17
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人类之所以有意识,可能与振动有关

据国外媒体报道,意识是一种非常神秘的东西。为什么我的意识在这里,你的意识在那里?为什么在每个人看来,宇宙被分成两部分,一半是主体,另一半是无尽的客体?为什么我们每个人在接受外界信息时都是自己意识的中心?为什么有些东西显然有自己的意识,而有些却没有?老鼠有意识吗?昆虫有意识吗?细菌在哪里?

这些问题都是古代“身心问题”的一部分。核心问题是:思考和物质之间的关系是什么?几千年来,这个问题没有得到普遍满意的答案。

“心身问题”在过去20年经历了大规模的“品牌重塑”。今天它被称为“意识的难题”。这个词最早是由哲学家大卫·查尔莫斯在1996年出版的《意识思维:基础理论研究》一书中提出的,并一直沿用至今。

查尔莫斯以讽刺的口吻指出,心身问题的“困难”相对于神经科学来说是“简单的”。神经科学研究神经元和大脑的生理机制,这当然不简单。但是查尔莫斯认为解释意识和物质之间的关系是最终的问题。相比之下,神经科学更简单。

在过去的10年里,加州大学圣巴巴拉分校的谭亨特和乔纳森舒勒共同创立了所谓的“意识共振理论”。他们认为共振(即同步振动)不仅是人类意识的核心,也是动物意识和物质现实的核心。这听起来像嬉皮士理论,但是不要担心,听这篇文章,慢慢解释。

一切都与振动有关。

宇宙中的一切都在不断振动。即使看似静止的物体实际上也在以不同的频率振动、振荡或共振。共振是一种以两种状态之间来回振荡为特征的运动。归根结底,所有物质实际上都是其场的振动。因此,可以说所有的自然事物都在不同的尺度上振动。

如果不同的振动物体被放在一起,一些有趣的现象将会发生:过一会儿,它们将开始以相同的频率振动。这个“同步”过程对我们来说非常神秘。我们称之为“自发的自组织现象”

数学家史蒂文斯·托加兹在他2003年的著作《同步:秩序如何从宇宙、自然和日常生活的混沌中诞生》中,引用了物理学、生物学、化学和神经科学领域的几个例子来说明“同步”(即共振)现象。例如,当大量特定种类的萤火虫聚集在一起时,它们将开始同步发光。在具有相同能量和频率的光子被同步后,激光将形成。月亮的旋转与它围绕地球的旋转完全同步,所以我们总是看到月亮的同一边。可以看出,研究共振可以帮助我们更好地理解意识的本质,或者更一般地说,帮助我们更好地理解宇宙。

大脑内的同步

人类之所以有意识,可能与振动有关

外部电极可以记录大脑活动

神经科学家也在他们的研究中发现了同步性。可以测量人脑中大规模神经元放电的频率。科学家认为,哺乳动物的意识与各种神经的同步有关。例如,德国神经生理学家帕斯卡·弗里斯(Pascal Fries)研究了大脑中不同的电信号模式同步产生各种意识的方式。他专注于伽玛、贝塔和θ波。大脑中每个波的电振荡速度是不同的,是通过附在头骨上的电极来测量的。当神经元用电化学脉冲交流时,就会发生这种电振荡。通过平均这些信号的速度和电压,可以得到固定周期的脑电波。

伽马波与大规模的协调活动有关,如感知、冥想或集中意识。贝塔波代表大脑活动和觉醒的最高水平。θ波会在放松或做白日梦时出现。弗里斯说,当这三种波加在一起时,它们产生了各种人类意识(或者至少促进了意识的产生)。然而,脑电波和意识之间的关系尚未确定。

弗里斯称这个概念为“通过一致性进行沟通”在他看来,所有这些都与神经元的同步有关。当电振荡速率一致时,神经元和其他神经元群之间可以形成平滑的通信。然而,如果没有这种同步一致性,信号输入可能出现在神经元激励周期的任何阶段,导致交流效率大大降低。

意识共振理论

人类之所以有意识,可能与振动有关

每个同步的大脑活动都与特定的大脑功能相关

亨特和舒勒在弗里斯等人研究的基础上提出了意识共振理论。这一理论的适用范围非常广泛,不仅有助于解释人类和哺乳动物的意识,而且可以在更广的层面上解释意识。

从电子、原子到分子,从细菌、老鼠到蝙蝠,亨特和舒勒根据观察到的周围各种事物的行为,提出“世界上所有的事物都至少有一点意识”。这种观点乍一看似乎很奇怪,但从意识的本质来看,人们越来越接受这种“泛中心主义”(该理论认为所有物质都有一定的意识)。

泛灵论者认为意识不会在进化的某一点突然出现,而是总是与物质相关,而物质总是与意识相关。意识和物质就像硬币的两面。然而,宇宙中大多数与物质相关的意识都是极其原始的。例如,一个电子或原子可能意识很少。然而,材料越复杂和丰富,意识就越高。反之亦然。

生物体可以通过各种生物物理途径,以电或电化学的形式快速交换信息。然而,非生物只能通过热路径来交换内部信息,这要慢得多,信息量也少得多。与同样体积的非生物有机体(如鹅卵石和沙堆)相比,生物有机体可以让信息更快地流入更大的意识。与非生物有机体相比,生物有机体内部的联系数量要多得多,所以“正在发生的事情”要多得多。

根据亨特和舒勒的理论,鹅卵石和沙堆只是“集合体”,只是原子或分子水平上高度基本的意识实体的集合。生物体是完全不同的:生物体也是由一系列微意识实体组成的,但是这些微意识实体结合起来形成了一个更高层次的大规模意识实体。对我们来说,这种结合过程是生物体的一个重要标志。

亨特和舒勒理论的核心思想是,形成大规模意识(如人类和其他哺乳动物的意识)的联系实际上是许多成分共振的结果。共振波的当前速度决定了每个意识实体在特定时刻的规模。随着特定的共振扩展到更多的组件,由共振和组合形成的实体将变得更大和更复杂。因此,在人脑中实现伽马同步的共振所涉及的神经元和神经连接的数量远远超过单一的β或θ节律。

有机体之间的大规模共振又如何呢?像一群萤火虫一样同步闪烁?研究人员认为,生物发光共振现象的发生是因为萤火虫体内的生物振荡器会自动与周围的萤火虫同步。

那么,这些萤火虫有更高的群体意识吗?既然我们不需要依靠智力或意识理论来解释这一现象,答案可能是否定的。然而,对于具有适当信息渠道和处理能力的生物体来说,这种自组织倾向确实能够并且经常产生更大规模的意识实体。

亨特和舒勒的意识共振理论试图提供一个统一的框架,涵盖神经科学、神经生物学和神经物理学的基本问题,以及意识的哲学问题。该理论触及了意识和物理系统进化之间的核心区别。

所有这些都与振动有关,但也与振动的类型有关,最重要的是,与共振有关。