令人印象深刻的是,我们人类的大脑是由形成宇宙的“星尘”所组成的,但是有新的研究发现显示,这可能不只是两者共同的唯一东西。
就像宇宙,我们的大脑可能被编程让紊乱到最大化,类似于熵的原理,我们的意识可能只是一个副作用。
了解人类对自己的意识与周围环境能力的研究已持续了好几世纪。虽然意识是人类的主要成分,但研究人员仍然不能真正理解它的来源和意识存在的原理。
但是一项由法国和加拿大研究人员领导的新研究提出了一个新的可能性“意识是不是因为我们的大脑要扩大信息内容而自然产生得来的?换句话说,意识是不是大脑所产生的, 朝向熵状态的一种副作用?”
熵基本上是一个用于描述系统从秩序到无序的进展程度的术语。我们用蛋来做个例子,当它完全分离成蛋黄和蛋白,它是有低熵的,但如果你把蛋给搅拌,它就有高熵,这也代表了它是最无序中的无序。
许多物理学家也都认为宇宙里也有类似的状况在发生。自从大爆炸后,宇宙逐渐从低熵状态转变为高熵状态,因为热力学第二定律表明熵只能在系统中持续增加,所以这解释了为甚么时间只能向前移动。
因此,研究人员决定应用相同的思维来解开我们脑里的谜题,并调查当我们有意识时我们的脑里是否有任何排列或整合的模式。
为了解决这个问题,来自多伦多大学(University of Toronto)和巴黎笛卡尔斯大学 (Paris Descartes University)的一个团队使用了一种称为统计力学的概率论来建构出九个人脑中的神经元网络而这当中包括了七个癫痫患者。
具体来说,他们要看的是神经元的同步,是否神经元有彼此同步摆动,以确定脑细胞是否连接在一起。
他们看了两个数据集,首先找出参与者睡着和醒来时的连接模式,然后在五个癫痫患者癫痫发作时, 和他们正常拥有“警觉”状态的大脑时的资料来做比较和找出差异。
在这两种情况下,他们看到了相同的趋势,参与者的大脑在完全意识的状态下显示了更高的熵。
团队们写道“我们发现一个很简单的结果,正常唤醒状态的特点是大脑网络之间有最大数量的可能的组态相互作用,也代表着它拥有最高的熵值。”
这使研究人员都起了一个争论,那就是意识可能只是大脑想试着扩大进行信息交换系统的一个“紧急属性”。
在我们偏离主题之前,我们需要知道这项工作有一些很大的局限性,而最主要的原因是因为样本量很少。在这九个人当中很难调查出任何决定性的趋势,尤其每个人的大脑对各种状况都会产生不同的反应。
来自英国兰开斯特大学 (Lancaster University) 的物理学家Peter McClintock没有参与这项研究,但他在“物理世界 (Physics World”上告诉Edwin Cartlidge他找到的结果“很有趣”,但他需要使用更多的样本来复制这个研究,而这也必须包括其他不一样的脑的状态,例如在麻醉下的患者。
但这项研究是一个很好的起点,且也暗示着一个新的假设来解释为什么我们的大脑往往是有意识的。
现在团队正在计划进行更进一步的调查,他们想通过测量不同区域的热力学状态或是其他类型的组织来了解熵真正的定义,。
他们还想将他们的实验扩展到一般的认知行为 ,例如,调查当人们在专注于一项任务时的状态与他们恍神时的神经组织上的变化。
我们现在只是刚刚开始了解大脑的组织与它们如何影响我们的意识的阶段而已,但它是一个非常有趣的谜题。这也刚好提醒了我们,我们与管理宇宙的法律是有连系的。
该论文已被接受且已在Physical Review E上被刊登,但我们现在只能上网到arXiv.org去读取这篇论文。
来源: Science Alert