我的認知再度崩塌了，世界可能根本就不存在……
本文來自清華大學副校長、清華大學生命科學學院院長、中國科學院院士施一公教授在「未來論壇」年會上發表題為《生命科學認知的極限》的演講。
清華副校長施一公
1、生命的本質和生命的極限
我們先看看人從哪而來?
人的整個出生過程是這樣的：一個精子在卵子表面不停地遊逛，尋找一個入口，找到合適位點以後，會分泌一些酶，然後鑽進去。
卵子很聰明，一般不會讓第二個精子再有機會，所以一有精子進來，馬上把入口封死。
精子進來後就被降解，然後精子的細胞核和卵子的細胞核結合，形成雙倍體，受精卵開始發育，逐漸分裂為2個細胞、再分裂為4個細胞、8個細胞、16個細胞，此時受精卵還在子宮外面遊逛，還沒有著床。繼續分裂下去，形成64個細胞、128個細胞，這時它快要找到著床地點了。著床之後，繼續發育。
你們可能知道也可能不知道，短短四個禮拜，胎兒開始有心跳。慢慢地，神經管形成了，脊椎形成了，四肢開始發育，通過細胞凋亡，開始形成手指頭。到四五個月的時候，胎兒開始在母親肚子里踢騰。
出生之前，胎兒的大腦發育非常快，各種神經突觸迅速形成。然而不要忘了，這樣一個鮮活的生命來自於一個受精卵。
生命開始之後，生命的歷程很漫長，這裡面有很多苦惱。我記得我看過一首打油詩是這樣說的：
0歲閃亮登場，
10歲茁壯成長，
20歲為情彷徨，
30歲拚命打闖，
40歲基本定向，
50歲回頭望望，
60歲告老還鄉，
70歲搓搓麻將，
80歲晒晒太陽，
90歲躺在床上，
100歲掛在牆上。
我們在用我們的五官，就是視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺理解這個世界。這個過程是不是客觀的呢，肯定不是客觀的。我們的五官感受世界以後，把信息全部集中到大腦，但是我們不知道大腦是如何工作的，所以在這方面也不能叫客觀。
我們人究竟是什麼呢?仔細想一想，人是怎麼樣處理信息的呢?我們先來對信息也就是物質做一個定義。
我們有三個層面的物質：
第一個物質是宏觀的，就是我們可以感知到的，直覺可以看到的東西，比如人是一個物質，房子也是一個物質，天安門、故宮都是物質。
第二個層面是微觀的，包括眼睛看不到的東西也叫微觀，我們可以藉助儀器感知到、測量到，從直覺上認為它存在，比如說原子、分子、蛋白，比如說很遠的一百億光年以外的星球。
第三個層面，就是超微觀的物質。對這一類，我們只能理論推測，用實驗驗證，但是從來不知道它是什麼，包括量子，包括光子。儘管知道粒子可以有自旋和能級、能量，但是我們真的很難通過直覺理解，這就是超微觀世界。
但儘管如此，我們還是要想一想，這個世界是超微觀世界決定微觀世界，微觀世界決定宏觀世界。
我們人是什麼?人就是宏觀世界裡的一個個體，所以我們的本質一定是由微觀世界決定，再由超微觀世界決定。我毫不懷疑我就是一個薛定諤方程、一個生命形式、一個能量形式，但不知道怎麼解這個方程，不知道思維是怎麼產生的，僅此而已。我相信，你也應該相信，我們每個人不僅是一堆原子，而是一堆粒子構成的。
所以，我們真的就是一堆由粒子構成的原子，如此之簡單。我們有多少原子?大約有6×10^27個原子，形成大約60種不同的元素，但真正的比較多的元素，不過區區11種。原子通過共價鍵形成分子，分子聚在一起形成分子聚集體，然後形成小的細胞器、細胞、組織、器官，最後形成一個整體。
但是你會覺得，不管你怎麼做研究，都無法解釋人的意識，這超越了我們能說出和能感知的層面。我認為要解釋意識，一定得超出前兩個層次，到量子力學層面去考察。我自己認為是這樣的。
量子糾纏是可以進化的現象嗎?
我想班門弄斧講一講量子糾纏。1935年，當愛因斯坦(Einstein)和波多爾斯基(Podolsky)以及羅森(Rosen)一起，寫出了著名的EPR佯謬之後，提出了量子糾纏。實際上「量子糾纏」這個詞並不是愛因斯坦提出來的，而是薛定諤提出來的，當時看來是很不可思議的。
量子糾纏的意思是說，兩個糾纏的量子不管相距多遠，它們都不是獨立事件。當你對一個量子進行測量的時候，另外一個相距很遠的量子居然也可以被人知道它的狀態，可以被關聯地測量，很不可思議。但這樣一個簡單的現象既然存在於客觀世界，我相信它會無處不在，包括存在於我們的人體里。
加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)著名的理論和實驗物理學家Matthew Fisher就篤信，人的意識、記憶和思維是量子糾纏的，要用量子理論來解釋。那怎麼證明呢?
他說我一定要在實物上證明，要尋找量子糾纏的實體。很多科學家找了很長時間，發現神經細胞裡面的微管可以形成量子糾纏，但是微管的時間尺度是10^(-20)秒到10^(-13)秒，遠遠小於人的記憶和意識的形成時間。但是他通過理論的實踐，以模擬的方式找到了，他正在進行實驗驗證。
生命科學認知的極限
比如把磷和鈣放在一起，也就是磷酸鈣，當磷酸鈣以波斯納分子集群(Posner molecule or cluster)形式存在的時候，它的量子糾纏時間可以長達105秒！
能把這樣一個極其脆弱的，對聲、光、電、熱都極其敏感的量子糾纏現象的持續時間提高15個數量級，那麼如果再提高5個數量級，就可以達到年的水平，以年為單位來保存量子糾纏現象。那麼依此類推，你們覺不覺得，有一天我們人類會發現量子糾纏也是一個可以進化的現象，它可以保存一百年、一千年、一萬年。也就是說，量子糾纏，它在遠古的時候就存在了，在進化過程中被保存了下來。
我要問你們四個問題：
第一個問題，你們相信有第六感官嗎?很多人會說不相信。
第二個問題，有沒有可能，兩個人會以未知的方式進行交流?你會說也許，不會像第一個問題那樣肯定地說不信。
第三個問題，量子糾纏是否存在於人類的認知世界裡面?存在於大腦里?我相信聽了我的講座，你會覺得很有可能。
第四個問題，量子糾纏是不是適用於地球上的物質呢?你一定會說一定適用，因為我們已經證明了。
簡單講，這四個問題是完全一樣的問題，倒推回去就說明一定有第六感官，只是我們無法感受，所以叫「第六感官」。
那麼我們人究竟是什麼?我們只不過是由一個細胞走過來的，就是受精卵，所有受精卵在35億年以前，都來自於同一個細胞，同一團物質，一個處於複雜的量子糾纏的體系，就這麼簡單。
其實我不知道這裡面是什麼，但是我相信它。我每呼吸一次會攝入10^22次方的氧原子進入我的身體，進入共價結構。這一口呼吸至少有10^4次方以上的氧原子，被處在世界上一個很遙遠角落裡的，我沒有見過的人呼吸過至少一次，這在一個月內就會做到，人一輩子一直在這麼做。而兩個人在一個房間里的時候，一天可以有63克的氧氣在彼此的肺當中交換。
科學發展到今天，我們看世界完全像盲人摸象一樣，我們看到的世界是有形的，我們自己認為它是客觀的世界。其實我們已知的物質的質量在宇宙中只佔4%，其餘96%的物質的存在形式是我們根本不知道的，我們叫它暗物質和暗能量。
那麼盲人摸象般地認識世界是科學嗎?一定是科學。每個人摸的都是真實存在，而且都是客觀存在的，都是看得見摸得著的，我們現在也是如此。只是我們不知道摸的是象的後背，還是尾巴，還是耳朵。我認為人類的認知極限就在於，我們是一堆原子，我們處在宏觀世界，但我們希望隔著兩個世界去看超微觀世界。那是一個最美好的、極其美妙的世界。
謝謝大家！
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