粒子是否有意識？

別看說的是世界上最小的物質~粒子，但這個話題涉及的知識面太廣了，包括哲學、生命學、生物學、經(jīng)典物理學、量子力學、化學等諸多學科，而且沒有一個學科能夠單獨將這個問題說清楚。

那么，為什么粒子本身沒有意識，一堆粒子組合成人，就會產(chǎn)生意識呢？我不奢望能說得很清楚，但可以試著來分析一下，與網(wǎng)友們共同探討和分享，權作拋磚引玉。

首先，我們要給“意識”定個性

在教科書或者百科知識中，意識是人類特有的一種功能，是對客觀世界的反映，受物質世界制約，但會反作用于物質世界。這是帶有哲學意義的解釋，如果通俗一點說，意識就是人在長期進化中產(chǎn)生的一種特有功能，人具備了意識，才能變得更聰明，從而成為地球的主宰。

具體說來，人的意識是一種復雜的意識，就是可以通過記憶和邏輯（抽象）思維，讓自身的經(jīng)驗和知識得到積累，并且能夠傳承下去。而記憶和邏輯思維的基礎是自我意識，就是自己知道是自己，能夠與其他個體，包括與其他人類和各種物體區(qū)分開來的能力。

除了人類，某些動物也有簡單的自我意識，科學家們有一個經(jīng)典試驗方法來區(qū)分這些動物，就是所謂鏡子試驗。這個試驗雖然存在許多爭議，但除此之外，目前似乎還沒有更好的辦法來驗證動物有沒有自我意識。

這個方法就是通過照鏡子，檢驗動物是否知道鏡子里的形象是自己。大象、猩猩、海豚、烏鴉等十余種動物通過了這種實驗，可惜的是，人類認為很聰明且最忠實的朋友狗狗和貓沒有通過這個試驗。

當然，這些通過實驗的動物，其自我意識也是模糊簡單的，因此雖然表現(xiàn)得比其他動物要聰明些，但依然無法形成邏輯思維和記憶，否則人類就會危機四伏，主宰地位就會搖搖欲墜。

我多次說過，這是因為動物與人最大的區(qū)別，就是沒有形成復雜的語言和時間概念，這是思維和記憶的基本工具，沒有這個工具，對物質世界刺激就只能停留在形象上，無法形成具有標記的抽象思維和記憶。

比如某個時間段，我們看到一張桌子，一輛汽車，一群人在喝酒，就會在腦海中形成桌子、汽車、人、酒、事件等概念，并用時間將它們標記下來，形成抽象思維和記憶。我們可以試著想一想，如果沒有語言的細胞~概念和時間標記，你能將自己看到的、經(jīng)受的事情串聯(lián)起來，并形成記憶和抽象思維嗎？

所以說，意識是人類特有的功能沒有錯，但初級意識或者說簡單意識并非人類所獨有。

其次，我們了解一下單個粒子是否有意識

本命題是“單個粒子無意識，一堆粒子組合起來就有了意識”，那么真的是這樣嗎？

粒子是人們對組成物質最基本單元的稱呼，由于一些粒子內部還有結構，現(xiàn)在已經(jīng)不提“基本粒子”的說法。現(xiàn)代物理學將粒子分為夸克、輕子、傳播子三大類，包括6種夸克、3種帶電輕子、3種中微子。

所有的粒子都存在反粒子，包括正反粒子細分起來一共有62種。即輕子12種、夸克36種、規(guī)范玻色子14種等，就不一一細說了。那么單個粒子真的無意識嗎？這似乎還是一個值得探討的問題。

量子力學研究表明，所有的粒子都具有波粒二象性，即既有波的性質，也有粒子的性質，驗證這個理論的最著名實驗就是雙縫干涉效應實驗，有人把這個實驗稱為令人可怕和恐懼的詭異實驗，這是為什么呢？

光是什么？是粒子還是波，在科學界曾經(jīng)幾百年，一直到1704年，牛頓發(fā)表了《光學》一書，將光定義為粒子?；谒强茖W大牛，別人惹不起，這場爭論才似乎告一段落。但后來科學的發(fā)展，人們打開了亞原子大門，這個爭議又起來了。

1801年，英國物理學家托馬斯·揚進行了光的雙縫干涉實驗，通過兩條狹縫的光在背景上留下了干涉條紋，這是波的性質，由此，人們否定了牛頓的光粒子說，似乎終于認定光就是波。但隨著科學研究的深入，光的波動說無法解釋許多神秘現(xiàn)象，如黑體輻射、光電效應等問題。

100年后，愛因斯坦、普朗克等量子力學創(chuàng)始人將光的粒子說重新挖掘出來，論證了光既有波動性，又有粒子性，于是光量子的波粒二象性理論正式出臺，成為量子力學的奠基理論。

1961年，德國蒂賓根大學的克勞斯·約恩松吃飽了突發(fā)奇想，做了一個驚世駭俗的實驗，揭開了粒子世界詭異的魔盒。這項實驗開始并沒有什么稀奇，依然是讓光子通過雙狹縫在背景上留下干涉條紋。同時也發(fā)現(xiàn)電子、分子都有這種現(xiàn)象，這說明波粒二象性是所有粒子的共性。

但約恩松在試驗單個光子或單個其他粒子發(fā)射時，依然會留下干涉條紋，這就令人費解了。因為這就像機槍和步槍分別打槍，機槍掃射的子彈可能會從兩條縫里通過，但步槍一發(fā)一發(fā)地發(fā)射，邏輯上每個光子就只能有選擇地從一條縫中通過。結果并不是這樣，即便單個光是，也像一顆子彈分成了兩半，分別從兩條縫中射到了后面的背景上，形成了干涉條紋。

難道粒子真的會分身？約恩松在粒子通過雙縫的路徑上安裝了一個探測裝置，想弄清一個粒子是如何同時通過兩條縫在后面留下干涉條紋的。結果奇跡發(fā)生了，后面的干涉條紋消失了！而關閉探測裝置后，干涉條紋又出現(xiàn)了！

更為詭異的是，科學家們后來做了更深入的實驗，就是更令人震驚的雙縫干涉延遲探測實驗。這項實驗是將探測器放在雙縫之后，設置成當粒子已經(jīng)穿過雙縫后才開啟探測。根據(jù)邏輯推斷，粒子已經(jīng)穿過了雙縫，其路徑就已經(jīng)形成不會改變結果了，但這些粒子就好像預先知道有人要探測一樣，依然是探測就沒有干涉紋，不探測干涉紋就出現(xiàn)！

后來科學家們再進一步深入進行了一項粒子路徑擦除實驗，就是在探測裝置開啟狀態(tài)下，沒有形成干涉條紋，實驗結束后，實驗者擦除了這個路徑信息，結果令人震驚，干涉條紋竟然會重現(xiàn)！這就是說，已經(jīng)形成的結果也可以改變，現(xiàn)在做出某種改變竟能夠改變過去！

粒子難道有意識，時間一維向前性也可以改變？這里面的機制讓科學家們抓耳撓腮百思不得其解，至今還是個謎團，這就是雙縫干涉實驗結果令人恐懼的原因。不過粒子世界這種詭異的特性，成為了量子力學理論的立足點，由此，發(fā)展出了量子不確定性原理、量子糾纏、薛定諤的貓、波函數(shù)坍塌等理論，這些都成為量子力學的正統(tǒng)主流理論。

而從這些實驗，我們能得到什么啟示呢？這是不是粒子真的有意識呢？這種意識當然不是人類的那種高級意識，只能說是粒子的基本特性或者本能。那么是不是正因為這些特性和本能，才能夠讓一堆粒子集合在一起就會產(chǎn)生意識呢？如果沒有這些特性，這個世界還會不會出現(xiàn)我們呢？這個問題留給大家思考和討論。

一堆粒子組合起來就會有意識嗎？

當然不一定，我們世界上所有的物質，包括日月山川、江河湖海、飛禽走獸、病毒細菌、螞蟻昆蟲、花草樹木等等，都是由一堆堆粒子組成，都沒有形成人類這種意識。由此可見，并非一堆粒子組合起來就會產(chǎn)生意識。

在我們認知的地球世界，一切物質都是由元素組成，迄今人類認識到的元素有118種。所謂元素就是由單一原子組成的物質，多種原子組成的物質就是化合物，理論上118種元素可以組成無數(shù)種化合物。

人們把化合物分為四大類，即有機化合物、無機化合物、離子化合物、共價化合物等。

組成人體的元素有60多種，其中鈣、鈉、鉀、鎂、碳、氫、氧、硫、氮、磷、氯等11種元素是常規(guī)必須有的元素，還有鐵、銅、鋅、錳、鈷、釩、鉻、鉬、硒、碘等十幾種必須有的微量元素，其中鈣、納、鉀、鎂四種元素占人體金屬離子總量的99%以上，非常重要。

所有元素都是由原子組成，而原子則由原子核和電子組成，原子核由中子和質子組成，中子和質子由夸克組成。由此可見，組成人體的粒子和任何物質一樣，沒有什么特殊性。那么，為什么人就能夠產(chǎn)生意識呢？

我覺得還是與這些粒子的組成結構和運作方式有關，經(jīng)歷了幾十億年的進化，這些粒子在人體里形成了產(chǎn)生意識的精美結構，如大腦和神經(jīng)結構，包括上千億個神經(jīng)細胞和數(shù)百萬億個突觸等。

在這些精細結構里形成一套復雜的運行方式，通過外界電磁信號刺激，內部生物電運行，產(chǎn)生了獨特高級的意識，并在實踐中不斷強化和提升。研究證明，人的自我意識是基因遺傳下來的，但需要后天的培植和加強，因為嬰兒到18個月左右才會產(chǎn)生自我意識，而一個脫離人類群體活動的人，意識就會受到很大限制和損害，例如狼孩。

總之，世界的一切都是由粒子組成，有些粒子組合產(chǎn)生了意識，有些沒有產(chǎn)生，這里面的機制非常深奧和復雜。現(xiàn)代科學對人腦和意識的研究還只是掠其皮毛，因此作為科普文在這里也無法作出學術探討，也只能掠其皮毛。就說到這兒吧，一家之言，歡迎討論批評，感謝閱讀。

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