哲学（一）

一、简介

2. 哲学背景假设

3. 量子大脑

3.1 神经生理学描述水平

3.2 Stapp：量子态约简和意识行为

3.3 维蒂洛和弗里曼：脑状态的量子场论

3.4 贝克和埃克尔斯：突触间隙的量子力学

3.5 彭罗斯和哈默洛夫：量子引力和微管

4. 量子思维

4.1 将量子概念应用于心理系统

4.2 具体应用

5. 心与色的双重面向

5.1 组合和分解方法

5.2 泡利-荣格猜想

5.3 心物关联和意义的作用

6. 结论

参考书目

学术工具

其他互联网资源

相关条目

一、简介

心与色如何相互关联的问题有很多方面，可以从许多不同的起点来解决。这方面历史上领先的学科是哲学和心理学，后来行为科学、认知科学和神经科学也加入其中。此外，复杂系统物理学和量子物理学从一开始就在讨论中发挥了刺激作用。

至于复杂性问题，这是显而易见的：大脑是我们所知的最复杂的系统之一。神经网络的研究、它们与单个神经元操作的关系以及其他重要主题确实并且将从复杂系统方法中获益匪浅。就量子物理学而言，毫无疑问，量子事件在大脑中发生并且在物质世界的其他地方（包括生物系统）中有效。 [1]但这些事件对于与心理活动相关的大脑活动是否有效且相关，仍存在争议。

20世纪初将量子理论与意识联系起来的最初动机本质上是哲学性的。在一个完全确定性的世界中，有意识的自由决策（“自由意志”）是有问题的，[2] 因此量子随机性确实可能为自由意志开辟新的可能性。 （另一方面，随机性对于目标导向的意志来说是有问题的！）

量子理论引入了一种随机性元素，与之前的确定性世界观形成鲜明对比，其中随机性表达了我们对更详细描述的无知（如统计力学）。与这种认知随机性形成鲜明对比的是，光的自发发射、放射性衰变或其他例子等过程中的量子随机性被认为是自然的基本特征，与我们的无知或知识无关。准确地说，这个特征指的是单个量子事件，而这些事件的集合的行为是由统计确定的。单个量子事件的不确定性受到统计定律的约束。

量子理论在讨论意识问题时变得有吸引力的其他特征是互补性和纠缠的概念。普朗克、玻尔、薛定谔、泡利（以及其他人）等量子物理学先驱强调了量子理论在重新考虑物理决定论与意识自由意志之间的旧冲突时的各种可能的作用。对于不同焦点的信息概述，请参见 Squires (1990)、Kane (1996)、Butterfield (1998)、Suarez 和 Adams (2013)。

2. 哲学背景假设

心灵和物质二分法的变体范围从它们在原始描述层面的根本区别到心灵（意识）从大脑中作为一个极其复杂和高度发达的物质系统的出现。早期的概述可以在 Popper 和 Eccles (1977)、Chalmers (1996) 和 Pauen (2001) 中找到。

关于心灵与物质之间关系的所有讨论的一个重要方面是描述性方法和解释性方法之间的区别。例如，相关性是具有经验相关性的描述性术语，而因果性是与理解相关性的理论尝试相关的解释性术语。因果关系意味着原因和结果之间的相关性，但这并不总是适用于相反的情况：两个系统之间的相关性可能是由于其历史上的共同原因而不是直接的因果相互作用造成的。此外，相关性可以是共时的而不是历时的，因此因果关系所预设的时间距离是完全缺乏的。

在基础科学中，人们通常用相互作用来谈论因果关系。例如，在物理学中，有四种基本的相互作用（电磁、弱、强、引力），它们可以解释在物理系统中观察到的相关性。至于名色问题，情况就更困难了。现有的知识体系远非该领域的理论理解，本质上是由物质状态和精神状态之间的经验相关性组成。这些相关性是共时的，而不是历时的；精神状态既不是由大脑状态因果决定的，也不是相反。 （出于某些目的）了解特定的大脑区域在特定的心理活动期间被激活是很有趣的。但这当然并不能解释为什么会这样。

在许多关于意识的物质[ma]大脑状态和精神[me]状态的讨论中，它们之间的关系是以直接的方式构思的（A）：

[米一个]←→[米e]、[我]←→[我]

就大脑的量子行为而言，最流行的方法将在第 3 节“量子大脑”中讨论。

物质和精神状态之间的直接关系的方案（A）勾勒出一个研究还原、附带性或涌现关系的最小框架（Kim 1998；Stephan 1999），它可以产生一元论和二元论的图像。例如，强还原的想法假设所有精神状态和属性都可以还原到物质领域甚至物理领域。这种观点认为，为了理解精神领域（例如意识），探索和理解物质领域（例如大脑）既是必要的也是充分的。它导致了一种一元论的景象，其中任何讨论精神状态的需要都立即被消除，或者至少被认为是附带现象。尽管从副现象主义的角度来看，心脑相关性虽然因果无关，但仍然是合理的，但消除唯物主义甚至使相关性本身变得无关紧要。

反对这种强烈还原方法有效性的反驳是感受性论证，强调它们不可能正确地结合精神状态的主观体验的质量，即该状态下的“它是什么样的”（Nagel 1974）。这导致了第三人称和第一人称解释之间的解释差距，查尔默斯（Chalmers，1995）创造了“意识难题”的概念。另一个较少讨论的反驳是，物理领域本身并不是因果封闭的。基本运动方程的任何解（无论是实验、数值还是分析）都需要固定边界条件和初始条件，而这些是基本自然定律未给出的（Primas 2002）。这种因果差距适用于经典物理学和量子物理学，其中由于塌缩而导致的基本不确定性使其更具挑战性。第三类反驳涉及在物理描述中包含时间现在和现在的概念的困难（Franck 2004，2008；Primas 2017）。

然而，精神状态和物质状态之间的关系也可以以非还原的方式来设想，例如就涌现关系而言（Stephan 1999）。如果物质大脑不需要或不足以探索和理解它们，则可以将精神状态和/或属性视为涌现的。 [3]这导致了一种二元论的图景（比笛卡尔二元论不那么激进，更合理），其中如果试图将精神还原为物质，那么残留物仍然存在。在二元思维模式中，不可避免地要讨论精神状态和物质状态如何相互关联的问题。这个话题在“向下因果关系”的概念下引起了越来越多的兴趣（Velmans 2002；Ellis et al. 2011）。由于这种因果关系是共时的而不是历时的，因此提出了一个争议较小的概念来解决这个问题，即心理状态对大脑状态施加的“向下约束”（Atmanspacher and beim Graben 2007）。

尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）有一个古老的观点，即量子理论的核心概念特征（例如互补性）在物理学领域之外也具有关键意义。事实上，玻尔通过心理学家埃德加·鲁宾（Edgar Rubin）以及更间接的威廉·詹姆斯（Holton 1970）熟悉了互补性，并立即看到了它在量子物理学中的潜力。尽管玻尔确信互补性具有超自然的相关性，但他从未详细阐述过这一想法，而且在他之后很长一段时间里也没有人这样做。这种情况已经改变：现在有许多研究项目概括了量子理论的关键概念，使其适用于物理学之外的领域。

意识研究特别感兴趣的是为了采纳玻尔关于心理学和认知科学的建议而开发的方法。 Aerts 小组在 20 世纪 90 年代初朝这个方向迈出了第一步（Aerts et al. 1993），他们使用非分配命题格来解决非经典系统中的类量子行为。 Khrennikov (1999) 提出了替代方法，重点关注非经典概率，而 Atmanspacher 等人则提出了替代方法。 (2002)，概述了非通勤运算的代数框架。第四节“量子思维”讨论了这一思维框架内思想的最新发展。其他思路源于 Primas（2007，2017），解决了与部分布尔代数的互补性，以及 Filk 和 von Müller（2008），表明了量子物理学和心理学中基本概念类别之间的联系。

作为（A）的替代方案，可以通过第三个类别间接地构想精神与物质的关系（B）：

[

米

一个

]

[

米

e

]

↘↖↙↗

[

米

一个

米

e

]

[妈][我]↘↖↙↗[妈妈]

这第三个类别，这里表示为[mame]，被认为相对于[ma]和[me]之间的区别是中立的，即心理物理上中立的。在场景（B）中，还原和涌现的问题涉及不可分割的“背景现实”[mame]与区分的方面[ma]和[me]之间的关系。

这种“双重”思维框架在当代讨论中受到越来越多的关注。在西方哲学中，他们有着悠久的传统，可以追溯到斯宾诺莎（1677）和谢林（1809）。在心理物理学的早期，Fechner（1861）和Wundt（1911）主张相关观点。过程哲学的现代先驱怀特海提到了“实际场合”的精神和身体两极，它们本身超越了其两极表象（Whitehead 1978）。 Feigl (1967) 和 Smart (1963) 传统的许多方法被称为“身份理论”，将精神状态和物质状态视为“中央状态”的不同后代。 (a) Jung 和 Pauli (1955) [另见 Meier (2001)] 提出了这个想法的其他变体，重点关注量子概念，其中涉及荣格的心理物理中立的原型秩序概念，通过 (b) 方法Eddington (1946) 和 Wheeler (1994) 以及 (c) Bohm 和 Hiley (Bohm 1990; Bohm and Hiley 1993；Hiley 2001），指的是展开到精神和物质的不同显性领域的隐含秩序。它们将在第 5 节“大脑和思想的双重方面”中进行更详细的讨论。

Velmans (2002, 2009) 开发了一种类似的方法，并以心理学的经验材料为支持，而 Strawson (2003) 提出了一种使用密切相关方案的“真正的唯物主义”。双方面思维的另一位支持者是 Chalmers (1996)，他认为潜在的、心理物理中立的描述水平可以用信息来最好地表征。

在进一步讨论之前，应该强调的是，当今的许多方法更喜欢区分第一人称和第三人称视角，而不是精神和物质状态。该术语旨在强调直接意识体验（“感受性”）与其描述（无论是行为、神经还是生物物理）之间的差异。意识研究的“难题”的概念是指弥合第一人称体验和第三人称体验之间的差距。在目前的贡献中，心理意识状态被隐含地假设与第一人称体验相关。然而，这并不意味着如何精确定义意识的问题已经解决。最终，（至少）严格定义精神状态将与严格定义物质状态一样困难。

3. 量子大脑

在本节中，将调查和比较一些将量子理论应用于大脑状态的流行方法，其中大多数是推测性的，具有不同程度的阐述和可行性。 3.1 节讨论了特定量子方法所指的三种不同的神经生理学层次的描述。随后，将介绍和讨论各个方法本身 - 第 3.2 节：Stapp，第 3.3 节：Vitiello 和 Freeman，第 3.4 节：Beck 和 Eccles，第 3.5 节：Penrose 和 Hameroff。为此，哲学区别 A/B（第 2 节）和第 3.1 节中讨论的神经生理学区别将作为以系统方式对相应量子方法进行分类的指南。然而，关于使用量子理论的不同方式的一些初步限定是有序的。

有相当多的论述讨论了与意识相关的量子理论，它们以纯粹叙述的方式采用了量子理论的基本思想。使用纠缠、叠加、塌缩、互补性等量子理论术语时，没有具体说明如何精确定义它们以及如何将它们应用于特定情况。例如，意识行为被声称可以以某种方式与物理测量行为类似地进行解释，或者心理系统中的相关性被声称可以以某种方式与物理纠缠类似地进行解释。这些叙述可能会提供引人入胜的科幻小说，它们甚至可能对于激发要详细制定的想法核心很重要。但除非如此详细的工作超越了模糊的暗示和暗示，否则它们还不能代表科学进步。本贡献将不会进一步讨论属于此类别的方法。

第二类包括使用当今量子理论的现状来描述神经生理学和/或神经心理学过程的方法。在这些方法中，历史最悠久的一种是由冯·诺依曼在 20 世纪 30 年代提出的，后来由维格纳采用，最后由斯塔普倡导。它可以粗略地描述为将有意意识行为视为与身体状态降低内在相关的提议。另一个相当早期的想法可以追溯到 20 世纪 60 年代的 Ricciardi 和 Umezawa，即用量子场的真空态来处理心理状态，特别是记忆状态。这种方法的著名支持者是维蒂洛（Vitiello）。最后，贝克和埃克尔斯在 20 世纪 90 年代提出了一个想法，根据该想法，与突触间隙的胞吐作用相关的量子力学过程可能会受到心理意图的影响。

第三类是指当今量子理论的进一步发展或概括。在这方面，一个明显的候选者是彭罗斯提出的将基本意识行为与引力引起的量子态减少联系起来的提议。最终，这需要未来量子引力理论的框架，而该框架还远未开发出来。哈默洛夫与彭罗斯一起认为，微管可能是寻找这种状态减少的正确场所。

3.1 神经生理学描述水平

一个心理系统可以处于许多不同的有意识的（有意的、现象的）心理状态。在假设的状态空间中，一系列这样的状态形成一条轨迹，代表通常所说的意识流。由于状态空间的不同子集通常与不同的稳定性属性相关联，因此可以假设精神状态或多或少稳定，具体取决于其在状态空间中的位置。稳定状态的特点是在该位置的停留时间比亚稳态或不稳定状态长。如果心理状态相对于扰动是稳定的，它就会“激活”编码有意识感知的内容的心理表征。

神经组件

从这种纯粹的心理或认知描述转向其神经生理学对应物，我们想到了一个问题：心理表征的神经关联是什么？根据标准解释（参见 Noë 和 Thompson (2004) 的讨论），心理表征与神经元组件（即数千个耦合神经元的集合）的活动相关。心理表征的神经相关性可以通过这样的事实来表征：这些神经元之间的连接性或耦合形成相对于其环境而言受限的集合，其连接性比集合内的连接性弱。如果形成集合的神经元比其默认模式更活跃地运行，例如产生更高的放电率，则心理表征的神经相关性被激活。



图 1. 神经元之间的抑制性和兴奋性连接之间的平衡。

为了实现激活的神经元组件的稳定运行，神经元之间的抑制性连接和兴奋性连接之间必须存在微妙的平衡（参见图1）。如果单个神经元的传递函数是严格单调的，即增加输入会导致输出增加，则组件很难稳定。因此，建立中间输入处具有最大输出的非单调传递函数的结果对于神经元组件的建模具有重要意义（Kuhn et al. 2004）。例如，使用具有二次最大值的耦合映射网格的网络模型（Kaneko 和 Tsuda 2000）就是这种行为的典型示例。这些和其他熟悉的神经元组装模型（概述参见 Anderson 和 Rosenfeld 1988）大多是以不引用量子理论中明确定义的元素的方式制定的。一个明显的例外是 Umezawa、Vitiello 等人的方法（参见第 3.3 节）。

单个神经元和突触

神经元集合体主要用经典行为来描述这一事实并不排除，如果我们关注集合体的各个组成部分（即单个神经元或它们之间的界面），经典的不可描述的量子效应可能会很重要。神经元之间的信号通过这些接口传播，称为突触。突触分为电突触和化学突触，具体取决于它们是通过电还是化学方式传递信号。

在电突触处，突触前神经元的动作电位产生的电流直接流入突触后细胞，突触后细胞通过所谓的间隙连接物理连接到突触前末端。在化学突触中，突触前细胞和突触后细胞之间存在裂缝。为了传播信号，突触前末端释放化学递质（谷氨酸）。这种释放过程称为胞吐作用。递质穿过突触间隙扩散并与突触后膜上的受体结合，从而打开离子通道（Kandel 等人，2000 年，第 III 部分；见​​图 2）。化学传输比电力传输慢。



图 2. 突触间隙神经递质的释放（胞吐作用）。

Beck 和 Eccles 开发的模型（后来由 Fisher 改进）应用具体的量子力学特征来描述胞吐作用过程的细节。他们的模型提出，量子过程与胞吐作用相关，而且与意识状态密切相关。这将在 3.4 节中更详细地讨论。

在这一点上，应该提到 Flohr (2000) 开发的另一种方法，其中具有特定类型受体（即所谓的 NMDA 受体）的化学突触[4] 至关重要。简而言之，Flohr 观察到 NMDA 受体的特异性可塑性是形成扩展的稳定神经元组件的必要条件，这些神经元组件与他认为与意识状态相关的（高阶）心理表征相关。此外，他还指出了麻醉剂引起的多种机制，麻醉剂会阻断 NMDA 受体，从而导致意识丧失。弗洛尔的方法是物理主义和还原性的，它完全独立于任何特定的量子思想。

微管

量子过程被认为与意识相关的最低神经生理学水平是涉及单个神经元内部的水平：它们的细胞骨架。它由蛋白质网络组成，蛋白质网络本质上由两种结构组成：神经丝和微管（图 3，左），这对于神经元（以及其他细胞）内的各种运输过程至关重要。微管是长聚合物，通常由 13 个纵向 α 和 β-微管蛋白二聚体构成，排列成管状阵列，外径约为 25 nm（图 3，右）。有关更多详细信息，请参见 Kandel 等人。 （2000），第一章。 II.4.



图3.（左）微管和神经丝，图的宽度对应约700nm； （右）微管蛋白二聚体，由 α- 和 β- 单体组成，构成微管。

在哈默洛夫的提议中，微管中的微管蛋白是底物，用于在神经生理学上嵌入彭罗斯的理论框架。正如将在 3.5 节中更详细讨论的，微管蛋白状态被假设为量子态，因此不同微管蛋白之间的量子相干性是可能的。彭罗斯和哈默洛夫设想中的一个重要论点是，这种相干微管蛋白状态的（引力引起的）崩溃对应于意识的基本行为。

数学联邦政治世界观提示您：看后求收藏（笔尖小说网http://www.bjxsw.cc），接着再看更方便。