大脑作为人类最复杂也是最神秘的器官，它的运作方式一直着存在很多未解之谜。与经典的神经元网络理论不同，很多科学家都有这样一个大胆的猜想：大脑本身就是一台微型的量子计算机！

大家好，我是尹烨。

我们一直要回答一个问题，不管怎么用大脑，大脑的可测量功率为什么不变？大概就15W到20W。人类一直在思考我们人脑的计算和思考机制，但是人类的大脑毕竟还是太复杂了。

经典的神经科学是这么描述大脑的工作方式的。我们的大脑大概是由860亿个神经元组成，这些神经元通过突触相连接，形成了复杂的网络。当神经元接受到足够的刺激的时候，就会产生电信号，沿着轴突传递到突触，然后通过神经递质传递给下一个神经元。

然而对这个事情提不同看法的人一直都不在少数。早在上个世纪90年代，因对黑洞的研究贡献而获得诺贝尔物理奖的罗杰·彭罗斯，就曾经和麻醉师斯图尔特·哈默罗夫大胆地提出量子意识观点：人脑本身就是一个量子结构，就是一台量子计算机。

他们认为量子力学可以解释人类意识的神秘复杂性，但这个观点因为缺乏实验证据就是个假说，一直饱受质疑。当时就有反对者直接指出，量子力学通常只适用于低温条件。

当时的量子计算机都是在接近绝对零度的低温下才能运行，而我们的身体是在体温下进行工作的，所以它就得受到经典的物理学定律的支配。这句话在当年看说得通，就现在来看，已经有越来越多的相反的证据出来。

罗杰·彭罗斯

2020年的时候，《自然》杂志上发表了一篇论文，报告了一个经过概念验证的量子处理器单元。它可以在1.5个开尔文，也就是比Google、IBM等使用的超导量子比特运行温度高15倍的温度下运行。当然这还是一个低温的结果，但是比以前已经是走了一大步了。

您现在能明白为什么常温超导的消息总是伴随着造假，且始终能够引发全球的关注了吧?

2019年的时候，由美国加州大学圣地亚哥分校科学家领衔的团队在《物理评论快报》上发表了一篇研究成果：人类大脑当中产生思想，和感受的神经振荡和星系团中暗物质振荡之间，存在着惊人的相似！

当时有一个图，一边是星云，一半是人类的大脑，这两者之间都有着约10赫兹到100赫兹的相同频率范围。

这个研究可谓是哲学意义重大，也给我们的天人合一学说在科学的角度上的一个很好的提示。所以如果我们能用某种仪器来探测暗物质振荡，便有可能找到类似于人类大脑当中脑波的声音。

大脑和宇宙产生了奇妙的关联

2022年的时候，都柏林圣三一大学的一个研究表示，大脑执行的是量子计算。

这个研究认为人脑当中存在与意识相关大脑功能介导的纠缠。研究发现，基于多量子相干的核磁共振实际上无法检测到大脑当中的诱发脑电信号，因为这些信号与任何核磁共振信号都没有相关性，所以你不可能通过这样的一种磁共振来去做这个检测。所以他们也推测大脑一定有新的机制，这个机制应该就是量子纠缠。

而尹哥的好朋友，中国科学院大学未来技术学院的院长江雷院士，一直认为大脑运行是量子机制而不是电子机制的。甚至他认为量子现象在生命当中是广泛存在的。他有一个很有趣的演讲，“为什么电鳗能够电死别人，自己却没变成烤鱼？”有兴趣大家可以找一找。

江雷院士

讲起量子纠缠这一个被爱因斯坦描述为“远处的幽灵般动作”的现象，我在这里可以稍作一下解释。它其实就是说两个或多个相互纠缠的粒子之间的一种神秘的关联，它跟距离没有关系，所以有的时候也说这是超距现象。

就算它们各自相距很遥远，中间没有任何介质，但其中一个粒子的行为将会影响到另一个粒子的状态。比如说一个向左转，则另一个必然向右转，这是经典力学目前所无法解释的。

先前的诸多研究发现了这个特性，主要是在亚原子层面上。我们能看到也许可以在大脑当中发挥关键作用，但底层的工作方式怎么做？人脑作为一个非常复杂的器官，如何才能做到精准把控呢？

这是中国的科学家，来自上海大学在《物理评论E》上发表的论文。通过计算表明，在某些情况下，神经元之间的连接的确可能超过了经典物理的界限。这些神经元是通过量子纠缠实现了一种前所未有的同步状态。

这个研究是用腔量子电动力学，来探索脂质分子尾部有一个碳氢键，这个碳氢键它们在振动当中是可以通过级联反射产生出纠缠的双光子。

因为这个髓鞘形成的腔结构，它里面的一种离散电磁的模式，它跟自由空间连续电磁模式是不同的，就导致了髓鞘腔内可以频繁地产生高度纠缠的光子对。因此神经元当中有非常丰富的脂类，有非常多的碳氢键，这些振动单元就可以作为神经系统量子纠缠资源的来源，从而阐明了为什么神经元可以上百万个同步活动。

这给出了一个潜在来源的假说。从理论上他们推测大脑当中的神经纤维是可以产生通过量子纠缠来连接的成对粒子。

简单说来，人脑的光粒子，因为刚才提到的这一部分的产生的粒子的来源恰好是郎飞结，它们就是能产生出光子的这些光粒子和神经元的髓鞘碰撞。

当红外光子与能够存储和放大电磁辐射的圆柱形腔的软皮层碰撞时候，就会出现一个有趣的现象：软皮快速地连续发射两个光子，其中许多对将被纠缠在一起，相互连接，而大量的光子纠缠在一起，几百万个神经元因为纠缠同时放电，迅速连接大脑的不同区域，从而实现顺瞬间快速的同步。想一想电鳗是怎么放电的，就是这个意思。

当然，对此理论质疑声也不少，毕竟它依然还只是一个计算数学的理论推测层面，并不是看到了实际的直接证据。大脑太复杂，妄想用人类目前的技术来实验验证似乎还早了一点，但是请允许这些假说都存在，毕竟尹哥也是倾向于大脑是量子态的。

如果你平时出门就带了一台量子计算机，这是一件多么酷的事情，不妨让子弹就先飞一会儿吧。