一提到“量子意识”这个词语，大多数物理学家都会选择避而不谈，因为这个词语听起来好像有点“民科”，甚至让人联想宗教或者玄学。不过出人意料的是，量子效应可能真的在人类的认知过程中起到了一些作用——只要一个最新提出的假设能够得到证实。马修·费舍尔（Matthew Fisher）是一名来自加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的物理学家，去年年末，他在《物理年鉴》（Annals of Physics）上发表了一篇让人大跌眼镜的论文。在这篇论文中，他指出大脑的工作原理很有可能与量子计算机一致，而磷原子的核自旋就充当了大脑的“量子比特”（qubits，量子信息的基本计量单位，可以以“又0又1”的状态存在）。 若是在十年以前，费舍尔的理论一定会被许多人认为是无稽之谈。物理学家们早就受够了这样的理论——最著名的一个例子发生在1989年，数学物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）声称意识是神经元细胞微管（构成细胞骨架的蛋白质）中量子引力效应的结果。相信这个假说的研究者寥寥无几，加州大学圣地亚哥分校的神经生物学家帕特里夏·丘吉兰（Patricia Churchland）就用一个有趣的说法委婉地表达了自己的态度：她认为，认为意识来源于量子引力效应，就跟认为意识来源于神经元突触中闪着金光的的魔法粉尘差不$[成交]多（想象一下彼得潘里小精灵身上闪着金光的粉尘）。 魔法粉尘大概就是这个样子……魔法粉尘大概就是这个样子…… 费舍尔的假说必须直面与彭罗斯微管假说相同的难题：量子退相干（quantum decoherence）。在构建量子计算机的过程中，我们需要将不同的量子比特通过量子纠缠（entanglement）的方式连接起来，不幸的是，量子纠缠处于一种非常脆弱的状态，周围环境中任何一丝轻微的扰动都可能使其消失无踪：哪怕只有一个光子无意中撞上了一个量子比特，整个量子纠缠就会因为发生退相干而分崩离析，彻底摧毁整个系统的量子特性。所以，就算是在每寸空间都受到精密控制的实验室环境中，完成某些量子反应都是一件极富挑战性的课题——更不用说在我们颅骨下那团温暖、潮湿、结构复杂的粘稠物——大脑里了。想让大脑在一段相对较长的时间内维持量子相干，根本是种不切实际的幻想。 然而在过去的十年内，越来越多的证据显示，特定的生物系统居然真的有可能应用着量子力学。以光合作用为例，研究发现，量子效应能够帮助植物将太阳能转化为供生物生长存活的化学与生物能源；候鸟的体内也有一种“量子罗盘”（quantum compass），能让候鸟利用地球的磁场确认方向；还有研究将人类的嗅觉也归结于某些量子力学的机制。 正是在这波量子生物学的新兴浪潮中，费舍尔提出了大脑中存在量子信号处理的“疯狂”观点，他把这门与自己理论相关的学科定名为量子神经科学（quantum neuroscience）。费舍尔提出了一个极为复杂的设想，结合了核物理、量子物理、有机化学、神经科学及生物学的相关知识。尽管这些想法遭遇了大量有理有据的质疑，他的理论却并没有被这道狂流淹没——一些研究者开始注意起了这个看似荒谬的设想。“只要读过他的论文，我相信许多人都会得出这样的结论：‘嘿，这老家伙没有想象中的那么疯狂。’”加州理工学院的物理学家约翰·普瑞斯基尔（John Preskill）在听了费舍尔的一次演讲后这么写道：“他可能的确意识到了些什么。或者至少，他正在提出一些非常有意思的问题。” 塞希尔·托达德里（Senthil Todadri）是麻省理工学院的物理学家，也是费舍尔的老友和长期合作伙伴。托达德里对费舍尔的理论持怀疑态度，不过他认为费舍尔的确重新提出了这样一个核心问题：“人脑中究竟存不存在量子处理过程？”并提供了一条可以严格检验该猜想的可能途径。“直到目前为止，主流的看法依旧认为量子信息处理根本不可能发生在大脑之中。”托达德里说道，“费舍尔找到了一个理论的漏洞，所以下一步就要看这个漏洞能否被补上了。”事实上，费舍尔的确组建了一个团队，希望能够通过实验测试彻底回答这个问题。 寻找核自旋 费舍尔似乎天生就注定会成为一名物理学家：他的父亲迈克尔·费舍尔（Michael E。 Fisher）是马里兰大学帕克分校的一名杰出物理学家，致力于统计物理学的研究，在学术生涯内获得了不计其数的荣誉和奖项；他的哥哥丹尼尔·费舍尔（Daniel Fisher）是斯坦福大学的应用物理学家，专攻演化动力学。马修·费舍尔也追随他们的步伐，成为了一名小有名气的物理学家。2015年，费舍尔因为他在量子相变领域的杰出贡献与其他三人一起荣获了凝聚态物理领域享誉盛名的巴克利奖（Oliver E。 Buckley Prize）。