遇事不決，量子力學。
為什麼人往往如此糾結？量子力學真的能解釋我們大腦的運作模式？提到量子力學，量子糾纏（Quantum Entanglement）是一個引人入勝的物理學概念，指的是兩個或多個粒子之間的關聯性，使得其中一個粒子的狀態瞬間影響到另一個粒子的狀態，即使它們相距有宇宙距離般的遙遠。這一概念不僅在量子物理領域引起廣泛關注，近年來也被應用於神經科學，特別是在探討意識（Consciousness）和認知（Cognition）過程中。雖然一些研究者提出量子過程可能解釋大腦的複雜功能，但也有許多科學家對此持懷疑態度。本文將探討量子糾纏在大腦中的潛在角色、相關的研究成果以及面臨的挑戰。
量子思維假說：為大腦引入疊加與糾纏的複雜詮釋
量子思維假說（Quantum Mind Hypotheses）是指一系列理論，認為量子過程可能在大腦功能和意識中扮演重要角色。其中最著名的理論之一是由物理學家 Roger Penrose 和 Stuart Hameroff 提出的「協調客觀還原」（Orchestrated Objective Reduction, Orch-OR）理論。該理論認為，大腦中的微管（Microtubules）內部可能進行量子計算，這些微管是神經元中的細胞結構，對於認知功能至關重要。
另一種相關的理論是量子認知（Quantum Cognition），它將量子力學原則應用於模擬認知現象，而不一定暗示大腦實際上以量子方式運作。這些假說試圖利用量子概念，如疊加（Superposition）和糾纏，來解釋複雜的心理過程，例如決策和記憶。
神經同步化研究提出量子詮釋、尚待嚴謹實驗證實量子大腦論
近年來，一些研究探索量子糾纏在神經同步化（Neural Synchronization）中的潛在角色。愛爾蘭三一學院（Trinity College Dublin）的研究人員利用改良的磁振造影技術（MRI），提出大腦中的質子自旋可能顯示出糾纏現象，這可能為意識提供新的詮釋方法。此外，有科學家提出，量子糾纏可能自然地發生在大腦的架構中，特別是在神經元的髓鞘（Myelin Sheaths）內部，這可能在同步化神經活動中扮演重要角色，而這些活動對於各種認知功能至關重要。
然而，這些發現仍然存在爭議，科學界尚未達成共識是否真的存在量子過程在大腦中運作。許多主流科學家強調，需要更嚴謹的實驗證據來支持這些量子大腦理論。
去相干性成為挑戰，大腦熱潮施環境難以維繫量子態
儘管量子過程在大腦中的潛力引人注目，但去相干性（Decoherence）問題卻是一個重大挑戰。物理學家 Max Tegmark 指出，大腦中的量子狀態會過快地去相干，通常在亞皮秒（Sub-Picosecond）的時間尺度內發生。這種快速去相干是由於大腦的環境溫暖、潮濕且噪音較多，這與實驗室中保持量子相干所需的受控條件截然不同。批評者指出，大腦中典型反應發生在毫秒級別，速度比提議的量子時間尺度慢了數十億倍。
這些問題使得許多主流科學家對於量子過程在大腦功能中的重要性持懷疑態度。他們強調，需要更多嚴謹的實驗來驗證是否存在可持續的量子狀態，以及這些狀態是否真的能夠影響認知過程。
量子大腦理論引人入勝，神經量子學的下一步成為重點
總體而言，儘管量子糾纏在大腦中的概念是一個引人入勝且具潛力的研究領域，但目前仍面臨許多挑戰和懷疑。缺乏明確的實證證據以及大腦環境中快速去相干性的問題，使得科學界對於量子過程是否能夠顯著影響大腦功能仍存有疑慮。然而，隨著神經科學和量子物理領域的不斷進步，未來或許能夠提供更深入的見解，以幫助我們理解意識和認知背後的複雜機制，也許能夠彌合這兩個複雜領域之間的鴻溝。
延伸閱讀：萬物之靈到底靈不靈？人類大腦每秒竟然僅可處理 10 比特訊息量©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。
合作請聯繫：[email protected]
