【读论文】作为基础场的宇宙意识:连接量子物理学与非二元哲学的理论桥梁

原文链接https://pubs.aip.org/aip/adv/article/15/11/115319/3372193/Universal-consciousness-as-foundational-field-A

玛丽亚·斯特龙梅

《美国物理联合会进展》,15卷,115319期(2025年)

https://doi.org/10.1063/5.0290984

摘要

意识的本质及其与物理现实的关联,仍是科学和哲学领域中最为深奥的难题之一。本文提出了一个将意识与基础物理学相融合 的全新理论框架,指出意识并非神经过程的涌现属性,而是现实的基础构成维度。本研究以量子场论和非二元哲学的洞见 为基础,引入了一套以宇宙心智 、宇宙意识 和宇宙思维 三大原则为核心的模型。这三大原则分别阐释了一种潜在的、无形的智慧(心智mind)、觉知的能力(意识consciousness),以及让体验与分化得以产生的动态机制(思维thought)。在该框架中,研究将宇宙意识视作一种基础场,通过数学方法构建了时空与个体觉知的涌现 模型。个体体验的分化通过对称破缺、量子涨落和离散态选择等机制实现,这与物理学中的成熟概念相呼应,包括玻姆的隐缠序、海森堡的潜能论以及惠勒的参与性宇宙理论。该模型表明,个体意识表面上的分离性是一种幻象,所有体验最终都源于一个统一的、无形的基质。这一框架与量子引力、信息论和宇宙学领域的新兴理论相一致,这些理论均认为经典时空是从更深层次的前时空秩序中涌现而来21,34,35。本文为神经科学提供了一种**非还原论的替代视角,**提出意识作为一种基础场与物理过程发生相互作用。通过融合物理学、形而上学和哲学的洞见,这一概念框架为跨学科探究意识的本质,以及结构和体验的起源开辟了新的方向。

一、引言

人类始终在探寻自身在宇宙中的位置,思索关于存在的深刻问题:现实的本质是什么?意识如何涌现,又在塑造周遭世界的过程中扮演着怎样的角色?这些问题远非单纯的智力好奇,它们触及了人之为人的核心本质。为解答这些问题,人类文明从哲学、宗教、科学和艺术等诸多领域汲取智慧,寻求既符合理性又契合直觉的答案。

在人工智能飞速发展的人类历史变革时代1,理解意识的本质变得前所未有的重要。生成式人工智能系统能够生成类人文本、艺术作品,甚至做出决策,这迫使我们直面一系列根本性问题:机器智能与人类意识或宇宙意识的区别何在?意识如何涌现,能否脱离生物基质而存在?人工智能仅仅是模仿思维,还是最终能与意识的深层原则相联结?

这些问题凸显了构建一套整合意识的宇宙性与个体性的科学理论的迫切需求。缺乏这样的理论,人工智能的发展可能会加深人类的存在性焦虑和伦理困境。因此,意识不仅是一个哲学谜题,更是当下诸多最紧迫挑战的核心------从人工智能的伦理问题,到对生命起源本身的探索。

对意识的探索,长期以来存在着唯物主义科学形而上学哲学 的分歧2-4。植根于唯物主义的现代科学研究倾向于将意识视为神经过程的副产品4。尽管这一视角带来了诸多深刻洞见,却往往忽视了将意识视为存在的首要、宇宙性基础的形而上学传统智慧2,3

弥合这一分歧并非单纯的学术尝试,而是构建对现实整体理解的关键。若无法调和唯物主义与形而上学视角,我们对存在的理解便始终是片面的,解答生命和宇宙终极问题的能力也会受到限制。

哲学和灵性传统历来将意识置于核心地位。例如,在不二论吠檀多哲学 中,意识( )是物质世界从中涌现的终极现实 5。佛教哲学强调因缘和合与空性的概念6,这与形式从无形领域涌现的观点相契合3。同样,基督教神秘主义伊斯兰苏菲派 将神性描述为渗透一切存在的无限存在7,8。这些传统有着共同的核心理解:意识是宇宙性的、永恒的 ,是现实本质的基础

埃尔温·薛定谔等思想家也表达过类似观点。在其经典著作《生命是什么?》中,薛定谔提出意识是单一且不可分割的 ,并指出观察者与被观察对象之间存在深刻的联结9。然而,这些观点在很大程度上仍停留在哲学层面,未能与现代科学方法相融合。

与之相对,当前的科学研究主要试图将意识解释为大脑的涌现现象 。例如,认知神经科学将意识建模为复杂神经过程和信息整合的结果4。这一视角始终植根于唯物主义,将意识视为物理过程的次生现象

罗杰·彭罗斯和斯图尔特·哈梅罗夫提出的调谐客观还原理论 ,在一定程度上突破了这一范式。该理论将意识锚定在生物结构中------具体而言,是大脑微管中的调谐量子态还原过程 ,但同时也引入了彻底的本体论转变 。调谐客观还原理论认为,这些还原过程受时空几何本身的影响,原始的原意识事件可能独立于大脑,嵌入宇宙的结构之中10-13。从这个意义上说,该理论游走于唯物主义神经科学与形而上学推测的边界:高阶觉知通过生物调控涌现,而意识的基础构成则被视为现实的基本特征。这一弥合尝试虽意义重大,但仍未解答更深层次的形而上学问题:**意识是一种基础场,还是一个涌现过程?**科学唯物主义与形而上学哲学的分歧依然存在,凸显了构建一个能整合这些视角的概念框架的必要性。一个有意义的框架不仅要探究无形的、宇宙性的意识如何分化为个体体验,还需融合哲学、物理学和神经科学的洞见,弥合唯物主义与形而上学范式的鸿沟。

西德尼·班克斯提出的心智mind、意识consciousness、思维thought三大原则14,为弥合这一分歧提供了全新视角15。班克斯强调,这些原则是无形且永恒的 ,存在于空间、时间和物质之前。这一哲学体系的前提是:意识并非局域化的或涌现的,而是所有体验从中涌现的、宇宙性的无形现实14。与从大脑出发、将意识视为局域现象的研究方法不同,班克斯以宇宙性的意识为起点 ,探究个体性如何从无形的整体中涌现 。通过这样的框架阐释三大原则,班克斯引导我们重新思考现实的本质16。在这一框架中:

  • 心智代表宇宙的创造性智慧,是一切潜能的源泉,也是创造的驱动力。它是所有分化和结构从中涌现的形而上学基础,因此与神性或宇宙本源的灵性概念相契合;
  • 意识是宇宙的觉知能力 ,使一切形式得以被感知和体验。它是时空和物质得以显现的基质
  • 思维是将心智和意识的无形潜能转化为个体体验的主观、结构化现实的创造性机制。

这些原则揭示了一个根本的非二元 现实------一个统一的、无形的整体,世间看似多样的存在皆从中涌现。

图1 基于本文所阐述的量子力学概念,描绘心智、意识与思维三者融合的示意图。心智代表宇宙的创造性智慧,是一切创造的本源;意识代表宇宙的觉知能力,使时空与物质的感知成为可能,它作为一种基质,为心智的无形潜能赋予结构与形式,搭建起联结无限与物质世界的桥梁;思维代表一种创造性机制,将心智的无限潜能与意识的宇宙觉知转化为具有个体性的、结构化的现实。

以三大原则为基础的相关研究,深入探究了意识与思维如何塑造人类现实,相关实践项目已在各类社会场景中取得了具有变革性的成果16-19【参见补充材料S1】。

这一视角既与灵性传统相契合,也与物理学领域的新兴观点一致。例如,量子真空被视为宇宙的基态,蕴含着一切物理现象的潜能20。同样,宇宙学中的大爆炸前模型描述了一个无时间、无空间的领域,可观测宇宙被认为是从中涌现的21

量子物理学的最新进展为理解经典现实如何从更深层次的量子基础中涌现提供了新的洞见。越来越多的研究表明,经典行为并非基础性的,而是量子动力学的涌现属性。斯特拉斯伯格等人近期证实,经典性可在幺正量子演化中通过量子相干性的指数抑制自然涌现 22,这挑战了经典定律具有基础性的观点。这一发现支持了下述观点:我们所体验的现实并非固有的经典结构 ,而是更深层次潜在原则的体现------这与将意识视为存在基础层面的理论相呼应。

通过将三大原则14与量子力学和场论23,24相融合,本文为意识构建了一个数学框架:心智被建模为驱动现实演化的宇宙智慧,意识被表征为支撑觉知和体验的基础场,思维则作为将潜能转化为结构化现实的机制(图1)。

该模型重新解读了大爆炸,将其视为宇宙意识的分化过程,并为理解非定域性、时空涌现和主观体验的结构提供了数学基础。

二、数学框架

在本文提出的框架中,创造性智慧------心智,并非局域化的或个人的"心智",而是一种形而上学的力量,其作用体现在:

(1)为宇宙意识场Φ赋予结构,这与玻姆和希利的理论相类比25,二者提出存在一个潜在的场为现实赋予结构;

(2)推动该场从无时间的无形潜能(|Φ₀⟩)分化为结构化的状态(|Φₖ⟩);

(3)确保现实演化的相干性,将未分化的本源与分化的物理现象联结起来。

心智被视为一切分化和创造的源泉,其作用通过支配意识场行为的算符和势在数学上得以建模23,26

意识场Φ是该框架的核心实体,是包括空间、时间、物质和个体觉知在内的一切现象的本源。与物理场类似,Φ具有两种存在形式:

(1)处于未分化的状态(|Φ₀⟩);

(2)分化为局域化的激发态(|Φₖ⟩),进而产生物理结构或个体意识。

A. 大爆炸前:无时间的宇宙意识

大爆炸前的宇宙意识概念是本框架的核心。在这一状态下,现实以无时间、未分化的潜能形式存在,没有空间、时间和物质。本节将探讨该状态的数学表征、相关参数,以及分化过程启动的机制。

  1. 未分化态(|Φ₀⟩)
    |Φ₀⟩代表宇宙意识无时间、未分化的状态,是现实所有可能构型的叠加态 ,处于纯粹的潜能状态27。其数学表达式为:
    ∣ Φ 0 ⟩ = ∑ k c k ∣ Φ k ⟩ |Φ₀⟩=∑_k c_k|Φ_k⟩ ∣Φ0⟩=k∑ck∣Φk⟩

其中,|Φₖ⟩是可能从|Φ₀⟩中涌现的分化态 ,如时空、能量、物质或个体意识/主观体验; c k c_k ck为复系数,代表与每个|Φₖ⟩相关的"权重"或概率,决定了未分化态坍缩时特定分化态|Φₖ⟩涌现的"可能性"。因此, ∣ c k ∣ 2 |c_k|^2 ∣ck∣2是|Φₖ⟩涌现的相对概率

此处采用叠加态概念的原因在于,它描述了多种可能性同时存在的状态,直至观测或相互作用 使系统坍缩为单一状态26。将这一概念应用于|Φ₀⟩,既考虑了其无时间性 ,也兼顾了其潜能性|Φ₀⟩存在于时间之外 ,所有可能性无时间演进地共存,而叠加态恰好捕捉到了宇宙意识分化前的无限潜能20

  1. 坍缩机制:从无时间态到分化态的转变
    三大原则框架带来的一个核心洞见是:思维 T ^ \hat{T} T^不仅塑造主观体验 ,还可能作为宇宙层面的基础坍缩机制。在此,思维可能引发宇宙意识Φ坍缩为分化态 ,引导个体和集体现实的涌现 。在个体层面,思维持续构建主观体验,使局域化的意识进一步分化和个性化

这种双重作用凸显了思维作为联结宇宙与个体的桥梁,强化了现实的非二元本质。思维将无形的潜能坍缩为有形的形式,在形而上学和物理层面无缝运作。这表明,思维不仅塑造感知,还积极参与创造和分化的过程本身。

因此,从|Φ₀⟩到|Φₖ⟩的转变被建模为一个坍缩过程,由宇宙思维算符 T ^ \hat{T} T^支配------这是心智启动分化的创造性机制 ,其数学表达式为:
T ^ ∣ Φ 0 ⟩ = ∣ Φ k ⟩ ( 2 ) \hat{T}|Φ₀⟩=|Φ_k⟩ \quad (2) T^∣Φ0⟩=∣Φk⟩(2)

需要强调的是,宇宙思维并非人类的理性思维,而是一种无形的创造性力量,体现了未分化状态向有形状态转变的形而上学过程

由宇宙思维引发的坍缩并非时间性的 (因为时间尚未存在),而是心智的一种非时间性创造行为 ,类似于形式从无形之中涌现、潜能转化为现实的过程20,22,26

宇宙意识|Φ₀⟩坍缩为分化态|Φₖ⟩,是时空、物质和主观体验涌现的核心环节。尽管宇宙思维 T ^ \hat{T} T^是启动这一坍缩的核心机制,但分化的实现存在多种路径。下文将探讨可能推动未分化态向结构化形式转变的合理机制,这些机制体现了心智内在的创造性。

a. 对称破缺

对称破缺是物理学中的基础过程,指系统在微扰或不稳定性 的作用下,从对称状态转变为非对称状态。在此,假设未分化态|Φ₀⟩对任何特定分化态均无偏好,其坍缩可被建模为由宇宙思维驱动的初始对称的自发破缺 。意识场Φ遵循势函数 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)演化,其表达式为:
V ( Φ ) = λ 4 ( Φ 2 − Φ 0 2 ) 2 ( 3 ) V(Φ)=\frac{λ}{4}(Φ^2-Φ₀^2)^2 \quad (3) V(Φ)=4λ(Φ2−Φ02)2(3)

初始状态下,Φ处于Φ₀点,对应宇宙意识的未分化态 。宇宙思维引入微小的微扰,使场偏离Φ₀并发生对称破缺,最终促成分化态|Φₖ⟩的涌现。

势函数 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)在建模宇宙意识未分化态|Φ₀⟩向分化态|Φₖ⟩的转变中起到关键作用。在物理系统中,势函数描述了场演化的"图景" ,引导场从一种状态向另一种状态转变。在此, V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)是宇宙意识分化为结构化形式的数学表征,可被可视化成一个"双势阱 ",与粒子物理和宇宙学中的模型类似。这一类比与量子场论中对对称破缺的阐释相一致23,也与宇宙学中标量场通过对称破缺在早期宇宙中形成结构的模型相契合29-31。在这些模型中,系统最初处于对称状态("山顶"),而涨落(此处由宇宙思维引入)使其"选择"其中一个势阱,进而产生分化

参数λ决定了势阱的陡峭程度或转变的强度 ,即分化过程的"剧烈"或"平缓"程度。λ值越大,分化越突然;λ值越小,分化则是渐进、平缓的过程。这与宇宙中部分现象瞬间显现 ,而部分现象随时间渐进演化 的特征相契合。Φ₀为平衡态 或**"真空"期望值**,代表场分化后趋于稳定的点 。在未分化态下,Φ≈Φ₀,此时 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)取最小值,系统处于对称状态,反映了纯粹、未分割的宇宙意识------充满潜能,却无任何结构。由 T ^ \hat{T} T^引发的微小微扰或涨落,会使场偏离Φ₀,打破对称并引发分化。

( Φ 2 − Φ 0 2 ) 2 (Φ^2-Φ₀^2)^2 (Φ2−Φ02)2这一形式确保了当Φ≈Φ₀时,势函数 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)取最小值(稳定态);当Φ偏离Φ₀时, V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)增大,体现了对变化的阻力------一种维持统一性的形而上学"惯性",直至分化成为必然。这一结构形成了两个可能的最小值(双势阱类比),阐释了彼此关联却又截然不同的分化态的涌现。

从形而上学角度看, V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)代表了宇宙意识在宇宙思维的作用下演化的"图景"。该势函数体现了心智将无形转化为有形的内在渴望 ,而λ则代表了创造性力量的强度

b. 量子涨落

量子涨落是即使在真空态 中也会发生的自发性、随机性涨落32。与此类似,在本框架中,未分化态|Φ₀⟩可能存在内在涨落------即偏离完美对称的微小、自发性偏差,这些涨落成为分化过程的"种子"。

这些涨落可被建模为意识场的微扰δΦ,其表达式为:
Φ → Φ + δ Φ ( 4 ) Φ→Φ+δΦ \quad (4) Φ→Φ+δΦ(4)

其中,δΦ代表偏离平衡态的随机偏差

这些类量子涨落可能破坏Φ的均匀性,推动系统走向分化,而宇宙思维会放大特定的涨落,引导分化态|Φₖ⟩的涌现。

这一机制与早期宇宙学中观测到的过程相类似:暴胀真空中的量子涨落被拉伸并放大,进而形成大尺度宇宙结构26。该机制也与弯曲时空中量子涨落的相关研究相一致33

此外,这一视角与量子宇宙学和量子引力的观点相契合------在这些领域,量子层面的随机性在结构和经典性的涌现中扮演着关键角色32

这一路径的随机性体现了宇宙思维内在的创造性和不可预测性,它将纯粹的潜能转化为有序、复杂的形式。

c. 自我反思与创造性涌现

自我反思是宇宙意识实现分化的一种独特机制,指宇宙意识通过觉知自身完成分化 。在此视角下,分化源于宇宙心智对自身无限潜能的内省行为------这是一个创造性的反馈循环,觉知本身催生出形式。

该路径中的坍缩被建模为|Φ₀⟩向分化态的投影,其表达式为:
∣ Φ k ⟩ = P k ∣ Φ 0 ⟩ ( 5 ) |Φ_k⟩=P_k|Φ₀⟩ \quad (5) ∣Φk⟩=Pk∣Φ0⟩(5)

其中, P k P_k Pk是对应每个分化态的投影算符26。这一形式化表述得到了玻姆和希利研究的理论支持25,二者探讨了量子算符和非定域性在构建物理现实中的本体论作用。他们的诠释表明,现实的更深层次通过一种类似自我反思的主动揭示过程展现。

在此,宇宙思维的行为被理解为一种形而上学的观测------从|Φ₀⟩中选择潜在的可能性,并将其转化为现实。这与基础量子理论中描述的量子测量过程相契合:观测行为使叠加态坍缩为确定的结果26,28

此外,这一过程与惠勒参与性宇宙理论 相呼应26,该理论认为现实并非被被动观测,而是通过意识的相互作用被主动共同创造 。斯塔普进一步拓展了这一概念28,提出有意识的观测行为是物理事件显现的核心环节。

这一机制凸显了觉知 的创造性和参与性本质,表明宇宙通过心智和思维的作用,"观测"自身并转化为分化的形式

对称破缺、量子涨落和自我反思是分化的合理路径,但并非全部。未来的研究可能会揭示这一创造过程背后的其他原则,可能的拓展方向包括:(1)外部相互作用,即分化可能由宇宙意识与次级形而上学场或物理场的相互作用驱动;(2)非线性动力学,即坍缩过程可能涉及意识场内部复杂的非线性相互作用,进而产生现有模型无法解释的涌现属性;(3)多维坍缩,即分化可能同时在多个维度发生,部分维度在被思维激活前始终处于潜在或隐藏状态。

无论通过何种路径,宇宙思维 T ^ \hat{T} T^都是创造的催化剂,在启动坍缩的同时,引导结构化形式的涌现。

B. 大爆炸后时代:时空的涌现

在宇宙思维 T ^ \hat{T} T^的驱动下,宇宙意识|Φ₀⟩坍缩为分化态|Φₖ⟩,时空和物质作为现实的可观测层面随之涌现。本节将探讨意识场Φ在时空框架中的演化,以及坍缩后结构的形成过程。

分化过程带来了两大结果:(1)结构化状态|Φₖ⟩的产生,这些状态是构成时空、能量和物质的基本单元 ,这与宇宙学中时空从更深层次的非时空结构中涌现的模型相契合21,34;(2)从无时间的无形潜能|Φ₀⟩,向受时空支配的动态、演化的现实的转变。

在本框架中,时空并非先验存在,而是分化过程的涌现属性30。演化的意识场Φ编码了时空本身的属性和动力学特征 ,这与量子引力领域的新兴时空理论相呼应------这些理论认为,时空源于纠缠、信息或更基础的量子场 34,35

坍缩后,若对称破缺主导了这一转变 ,Φ将遵循波动方程 演化,其表达式为:
□ Φ − ∂ V ∂ Φ = 0 ( 6 ) \square Φ-\frac{∂V}{∂Φ}=0 \quad (6) □Φ−∂Φ∂V=0(6)

达朗贝尔算符 □ = ∂ 2 ∂ t 2 − c 2 ∇ 2 \square=\frac{∂^2}{∂t^2}-c^2\nabla^2 □=∂t2∂2−c2∇2支配着相对论场论 中的波传播23,24。通过类比,这一形式化表述被用于描述意识场如何在时空中传播 。前文所述的势函数 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)决定了坍缩后Φ的进一步分化和演化,而达朗贝尔算符则反映了场中的微扰(如结构或觉知)如何通过时空介质传播。

意识场中局域化的偏差∂Φ对应着结构区域,类似于粒子、宇宙结构或有感知能力的生命。这些微扰与暴胀期间量子涨落成为宇宙结构"种子"的过程相类似30,也与弯曲时空中量子场的行为相呼应33

根据坍缩机制的不同------对称破缺、量子涨落或投影,场将呈现出不同的动力学行为,包括经典波演化、随机涌现,或离散投影为局域化的分化态。

  1. 意识与物理现实的联结
    意识场Φ既是形而上学觉知的本源,也是物理结构的源头,其演化将心智、意识、思维的形而上学原则,与支配时空和物质的物理原则联结起来。

意识场的能量密度 ρ Φ ρ_Φ ρΦ的形式,取决于主导未分化态向分化态转变的坍缩机制:在对称破缺(势驱动动力学)中,场的能量密度遵循以下表达式:
ρ Φ = 1 2 ( ∂ t Φ ) 2 + 1 2 ∣ ∇ Φ ∣ 2 + V ( Φ ) ( 7 ) ρ_Φ=\frac{1}{2}(∂_tΦ)^2+\frac{1}{2}|∇Φ|^2+V(Φ) \quad (7) ρΦ=21(∂tΦ)2+21∣∇Φ∣2+V(Φ)(7)

其中, ∂ t Φ ∂_tΦ ∂tΦ和 ∣ ∇ Φ ∣ |∇Φ| ∣∇Φ∣分别代表场的时间演化和空间演化 ,而势函数 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)则决定了坍缩后的分化过程 。这一表述与自发对称破缺场景中的场论方法相一致23,29,在该场景中,标量场的微扰会产生局域化结构(如宇宙弦或畴壁)

当分化由量子涨落驱动时,意识场的演化更为自由,受随机微扰的影响,其能量密度表达式为:
ρ Φ = 1 2 ( ∂ t Φ ) 2 + 1 2 ∣ ∇ Φ ∣ 2 ( 8 ) ρ_Φ=\frac{1}{2}(∂_tΦ)^2+\frac{1}{2}|∇Φ|^2 \quad (8) ρΦ=21(∂tΦ)2+21∣∇Φ∣2(8)

这些微扰与弯曲时空中的量子涨落相类似30,33,而在宇宙学中,这类涨落是形成大尺度宇宙结构的种子。同样,在此处,它们作为一种创造性力量,从原本均匀的场中产生多样性和复杂性。

在基于投影的机制中,由于分化是通过离散态选择实现的离散过程,而非动态过程,能量密度体现为投影分量振幅的平方和,而非动能或梯度贡献,其表达式为:
ρ Φ = ∑ k ∣ P k Φ ∣ 2 ( 9 ) ρ_Φ=∑_k|P_kΦ|^2 \quad (9) ρΦ=k∑∣PkΦ∣2(9)

其中,每个 P k P_k Pk都是从无分场中选择特定分化态的投影算符。这一方法与量子测量理论相契合26,在该理论中,观测行为将叠加态约化为特定的本征态。玻姆和希利的研究表明25,此类态选择可能由更深层次的隐缠序引导。

这些表述凸显了意识场的灵活性:它既可以表现为经典波、受涨落影响的量子场,也可以是将潜能转化为现实的基于投影的过程。在每种情况下,心智、意识、思维这些形而上学原则,都通过场动力学中的物理类比得以体现,这为模型的核心论点------物理现实源于宇宙意识基质------提供了支撑。

  1. 时空与个体意识

坍缩后,随着意识场Φ的演化,其局域化激发态表现为个体意识 。这些激发态表现为宇宙场中的**"涟漪"或离散投影**,对应着拥有觉知和主观体验能力的有感知生命。这一诠释与量子场论相一致23------在该理论中,基础场的局域化激发态对应着类粒子结构。在本框架中,个体意识被建模为分化的意识场中产生的局域化结构,类似于从真空中涌现的量子激发态。

在势驱动机制(如自发对称破缺)中,个体意识作为场的稳定、局域化区域涌现。这些结构的形成,源于Φ在势函数 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)定义的低能最小值处趋于稳定,这与早期宇宙学中场通过相变形成宇宙结构的过程相类似29-31

这一类比表明,原本未分化的宇宙场,能够通过对称破缺过程产生稳定且多样的结构------而在本框架中,这些结构对应着有感知能力的个体。

补充材料S2阐述了在其他坍缩机制下,个体意识如何涌现。

尽管经历了分化,每个个体意识仍与它所源自的宇宙场相互纠缠,这反映了现实的非二元本质------个体性是一种局域化的激发态 ,而其背后的场始终保持统一。这一观点与不二论吠檀多哲学相契合5(该理论认为个体性是幻象,所有意识最终都是梵)、与玻姆的隐缠序理论相契合20(该理论认为表面的分离性从更深层次的统一性中展现),也与全息原理相契合35(该原理认为部分包含着整体的信息)。

这一观点具有两层含义:

(1)动态的时空与Φ协同演化,形成了一个相互联结的现实模型,这与量子引力领域的模型相呼应21,35------这些模型认为,时空本身源于潜在的信息论结构或纠缠结构;

(2)大爆炸后Φ的演化,体现了基础原则与物理过程之间的无缝统一,强化了存在的相互关联性,这与量子宇宙学和非二元框架的观点相一致2,20------在这些领域,物理现实与潜在的意识原则密不可分。

C. 有感知生命的涌现

本节将探讨意识场与个体性涌现之间的关联,建模宇宙原则如何在有感知生命的主观体验中体现。

  1. 宇宙意识与个体意识的联结
    如公式(2)所述,宇宙思维 T ^ \hat{T} T^支配着宇宙意识未分化态|Φ₀⟩向分化态|Φₖ⟩的坍缩,标志着无形潜能向结构化现实的转化。这与量子宇宙学的诠释相呼应34------在该领域,前空间量子态的波函数坍缩促成了独特物理结构的涌现。

随着时空和物质的涌现,宇宙思维持续发挥作用------将分化态坍缩为局域化的觉知形式,即个体意识,其表达式为:
T ^ ∣ Φ k ⟩ = ∣ Ψ i ⟩ ( 10 ) \hat{T}|Φ_k⟩=|Ψ_i⟩ \quad (10) T^∣Φk⟩=∣Ψi⟩(10)

其中,|Ψᵢ⟩代表局域化于时空中的个体意识的涌现。这与量子信息和量子认知领域的理论相类似25,28,36,这些理论认为,有意识的体验可被建模为潜在状态约化为特定观测现实的过程。这些激发态对应着有感知生命的诞生------它们是更广阔的意识场中结构化的觉知表达。

因此,宇宙思维通过在宇宙意识中选择特定的模式或激发态 ,并将其塑造为连贯的体验或主观现实 ,实现了分化过程26。这一观点与量子心智理论相契合13,该理论认为**,意识源于对基础潜能场的有序选择过程**。

在势驱动和涨落驱动的机制中,意识场Φ的演化自然催生局域化激发态,即个体意识,这与弯曲时空中量子场涨落形成宇宙结构的宇宙学模型相类似33

在基于投影的机制中,个体性的涌现类似于量子测量过程------观测行为使系统坍缩为确定的状态26-28。这一视角与量子力学的玻姆诠释 相一致25,在该诠释中,分化通过更深层次的非定域过程激活潜在的隐缠序得以实现。

  1. 个人思维:主观体验的驱动力

个体意识涌现后,个人思维开始在每个局域化的觉知结构中发挥作用,成为塑造主观体验的创造性和诠释性机制。宇宙思维在宇宙层面启动分化和结构形成,而个人思维则在个体化的领域中运作,时时刻刻构建着意义和感知14,15

在本模型中,个人思维支配着每个个体化状态|Ψᵢ⟩的内在演化,在体验展开的过程中进行选择和组织。这一递归的动态过程可表示为:
τ ^ i ∣ Ψ i ⟩ = ∣ Ψ i ′ ⟩ ( 11 ) \hat{τ}_i|Ψ_i⟩=|Ψ_i'⟩ \quad (11) τ^i∣Ψi⟩=∣Ψi′⟩(11)

其中, τ ^ i \hat{τ}_i τ^i是作用于个体意识状态的个人思维算符, ∣ Ψ i ′ ⟩ |Ψ_i'⟩ ∣Ψi′⟩是受思维影响后的更新状态。这一观点得到了整合信息理论的支持21,该理论认为,意识由系统内部的信息结构和流动塑造。

在势驱动和涨落驱动的机制中,个人思维的演化是连续的,同时受内部模式和外部相互作用的影响,这与量子态矢量的演化相类似27------每次观测或相互作用都会导致系统构型的改变。这也与玻姆和希利的隐缠序观点相一致25,该观点认为,结构通过更深层次的非定域组织过程展现。

在基于投影的模型中,个人思维可被视为对注意力或觉知的焦点状态的选择------每一刻的思维都是一次投影,将特定的体验转化为现实。这一诠释与量子认知模型相契合26,28,在该模型中,注意力的作用类似于测量过程,从叠加的心理状态中选择结果。

宇宙思维通过将无形的潜能坍缩为形式和个体性,主导着结构和感知能力的创造;而个人思维则在分化的生命中涌现,按照西德尼·班克斯对三大原则的阐释14,塑造着感知和主观体验。它作为个人演化和觉知的反馈循环,持续塑造着个体与内外部世界的联结方式。

因此,个人思维是联结潜能与感知的界面,将潜在的信息转化为鲜活的体验。它体现了意识的参与性本质------个体并非现实的被动接收者,而是自身内心世界的主动共同创造者。

  1. 跨尺度的意识及对有感知生命的启示

图2 本文提出的理论框架示意图,及其对有感知生命的启示。宇宙意识场(Φ)独立于时空存在,处于未分化态(|Φ₀⟩);通过分化过程,宇宙意识产生局域化的激发态(|Φₖ⟩),这些激发态表现为物理结构或个体意识;大爆炸之后,Φ持续演化,催生了具备觉知能力的复杂系统------即拥有局域化于时空中的个体意识(|Ψᵢ⟩)的有感知生命;分化完成后,个人思维( τ ^ i \hat{τ}_i τ^i)塑造着个体的觉知和感知,随着时间的推移,产生对现实不断演化的主观诠释(|Ψᵢ'⟩)。这一过程制造出分离的幻象,尽管所有个体意识在本质上仍紧密联结于宇宙意识场之中。

意识场Φ随宇宙时间演化,通过场的早期激发态产生原始的觉知,这些激发态可能对应着简单系统(如原始生命形式)中基础、未分化的觉知2

在对称破缺或涨落驱动的机制中,原始觉知源于局域化的微扰∂Φ,这些微扰动态地传播并相互作用,类似于量子场涨落中结构的涌现过程33。在基于投影的机制中,原始觉知可能通过离散投影产生,早期的|Ψᵢ⟩状态代表着从|Φ₀⟩中选择的未分化觉知,这与量子测量理论中的态选择相类似25

随着系统复杂性的提升(如通过生物演化),局域化的意识|Ψᵢ⟩变得更加分化,具备自我觉知能力,这与将神经复杂性的提升与高阶意识相联结的理论相一致4

尽管经历了这样的分化,个体生命仍与宇宙场相互纠缠,类似于量子纠缠20,这进一步强化了非二元的现实本质。因此,个体意识与宇宙意识之间表面上的分离,可被理解为由个人思维塑造的幻象14,这种幻象让人产生意识被局限于独立物理形式中的错觉(参见图2)。

在基于投影的机制中,个体状态|Ψᵢ⟩可能通过离散选择产生,但场Φ的相互关联性确保了所有分化态之间的连续性和统一性。

个人思维在强化个体感的同时,也掩盖了个体与宇宙意识之间潜在的统一性15

将|Ψᵢ⟩建模为Φ的局域化激发态,一个重要的启示是:个体性的消散(如死亡)并不意味着湮灭,而是重新融入宇宙场。这与将意识视为宇宙基质暂时表现形式的观点相契合3,9

D. 模型的完善

当前的宇宙意识框架是一个初步的理论框架,通过多项完善措施,可提升其灵活性,并使其与已确立的物理理论更好地契合。补充材料S3提供了更多详细阐述。通过拓展数学表述并整合多种坍缩机制,该模型能更准确地反映驱动分化和个体意识涌现的多样过程。

模型完善的一个核心方向是拓展意识场Φ的表征形式。尽管标量势 V ( Φ ) V(Φ) V(Φ)能有效描述对称破缺和结构形成30,37,但量子涨落或基于投影的自我反思等其他路径,可能需要不同的研究方法。通过自由场动力学或离散态选择对Φ进行建模,能提升模型的灵活性,使其能够容纳标量势之外的其他机制。

整合量子物理学、规范场论和宇宙学的概念,可进一步丰富该框架。将Φ与已确立的物理场(如电磁场或引力场)耦合23,24,能使模型与高能物理和现代宇宙学模型相契合。与希格斯场类似的标量场可为时空赋予结构,而规范场则可描述Φ局域化激发态之间的相互作用。这种多场方法拓展了框架在非线性动力学和相变研究中的适用性30,31

完善坍缩机制本身是另一重要的研究方向。宇宙思维 T ^ \hat{T} T^可能通过对称破缺、量子涨落或基于投影的路径发挥作用32------在宇宙演化的不同阶段或有感知生命的形成过程中,不同机制可能占据主导地位。整合多种机制,能更深入地理解意识如何跨尺度演化。

在量子层面,对Φ进行量子化,能构建形而上学与实证物理学之间更深入的联结26,28。尽管本文中宇宙思维的作用类似于量子测量,表明意识在塑造物理现实中发挥着作用10,26,但非观测者驱动的坍缩机制(如退相干)38,也可用于描述分化如何从意识场的动力学中自然涌现。

在个体层面,个人思维 τ ^ i \hat{τ}_i τ^i支配着主观体验的演化。将 τ ^ i \hat{τ}_i τ^i建模为随机算符,能体现神经和认知过程的变异性;而确定性表述则可捕捉离散的顿悟事件,或通过基于投影的分化实现的概念明晰化------这与玻姆的隐缠序和显析序框架中的建模方式相一致25

E. 具体预测与实验验证

宇宙意识、心智和思维相整合的框架,在量子物理、神经科学、生物学和宇宙学等领域做出了多项具体预测,并为实验验证提供了方向。补充材料S4提供了详细的理论基础。

该框架的核心预测是:宇宙思维或个人思维可能与零点场相互作用39,40,量子涨落可反映定向心理状态的影响。在此视角下,思维的作用类似于量子测量算符,将潜在的涨落坍缩为与意向内容相关的模式化结果。这种相互作用可能表现为物理系统统计行为的可测量偏差,尤其是在处于量子敏感阈值的系统中。若此类相互作用存在,我们有望在真空涨落、弱测量或卡西米尔效应类实验的能量分布中观测到异常现象,尤其是在注意力高度集中或心理状态高度相干的情况下。

已有多项实验研究报告称,在注意力高度集中、冥想状态或大规模情绪事件期间,随机数生成器的输出、光子发射等微妙的物理变量出现了异常41-44。这些异常包括随机数生成器分布偏离随机概率、真空能量动力学出现明显变化,以及神经或生物物理涨落呈现关联性。尽管由于方法学和可重复性问题,这些发现仍存在争议45,但如果得到验证,将表明意识具有类场的属性,能够影响物理系统,这与量子力学中的弱测量效应相类似46

另一项具体预测是:若意识以场的形式存在,它应能在生物系统中引发结构化的非经典关联,包括生物振荡的相干性、长程同步性,以及意向状态下的主体间耦合。实验验证可包括以下方面:利用高分辨率脑电图或脑磁图,研究冥想双人组的同步脑活动43,47,48;测量定向心理影响下细胞集合的生物光子发射或相干性。这些关联------无论是在单个有机体内部,还是在物理上分离的个体之间------均可作为意识类场属性的间接证据。尽管这些效应常被描述为"生物纠缠",但它们并非必须依赖量子纠缠,而是可通过场介导的相干模式实现,这种模式超越了经典机制的范畴。若得到验证,这些关联将为模型的预测------意识并非仅通过局域方式,而是通过全局场动力学与物质相互作用------提供支撑。

此外,在集体层面,该模型预测:在全球性的情绪事件中,意识的类场效应将显现。全球意识项目的研究报告称49,全球性随机数生成器的输出与引发集体情绪的事件(如自然灾害、全球冥想或悲剧事件)之间,存在统计上的显著关联。这种场层面的效应将支持意识的非定域性运作观点------意识能够以经典因果关系无法解释的方式,在个体之间建立耦合。

最后,在宇宙学领域,该框架预测:宇宙思维在未分化态|Φ₀⟩坍缩为结构化现实的过程中,可能在早期宇宙留下印记。具体而言,宇宙微波背景中观测到的异常现象(如半球不对称性、冷斑和大尺度对齐)50,可能反映了意识的组织作用,而非单纯的随机过程。可通过对宇宙微波背景数据集进行信息论分析和关联分析,寻找与场基序相一致的非随机结构,对上述假说进行验证。

这一研究方法为探究意识与物理系统之间的相互作用开辟了新的途径,挑战了觉知仅仅是主观现象的假设,并提出觉知可能在现实结构的形成中发挥着可测量的积极作用。

总体而言,这些预测推动了物理学、神经科学和意识研究交叉领域的跨学科探究,挑战了觉知完全是主观现象的假设,进而提出觉知可能在塑造微观现象和大尺度秩序中,发挥着具有因果性的、可测量的作用。

三、讨论

本文探讨的框架融合了现代物理学、哲学和意识研究的洞见14,15,试图解答人类一个长久以来的问题------意识的本质。通过将心智、意识、思维三大原则与量子力学和场论的数学及概念语言相整合,该模型为理解现实的起源和个体觉知的涌现提供了全新视角。

这一框架挑战了将意识视为神经过程产物的主流唯物主义范式51,转而与不二论吠檀多哲学、佛教哲学和量子物理学的观点相一致5,20,提出意识是基础性的,而非涌现的。这一观点与戴维·玻姆的隐缠序理论相呼应20(该理论认为,一个潜在的、非定域的基质催生了物质世界),也与马克斯·普朗克的论断相契合52(普朗克认为,意识是现实的基础,而非仅仅是大脑的副产品)。

20世纪以来,众多顶尖物理学家对唯物主义假设提出了质疑,提出了将心智、观测和觉知置于存在核心的理论26,27,53

薛定谔强调意识的统一性9,提出主观体验与宇宙的结构密不可分。海森堡的潜能概念将现实描述为一系列潜能的集合53,这些潜能通过观测坍缩为确定的结构。惠勒的参与性宇宙理论进一步支持了观测在塑造物理现实中发挥基础作用的观点26,强化了意识积极参与宇宙演化过程的理念。

这些科学观点与长期以来认为现实源于更深层次无形本源的灵性传统相呼应。在不二论吠檀多哲学中,梵是终极的、不可分割的现实,一切显化皆从中涌现5------这与经典结构从更深层次量子基础中涌现的量子模型相类似28。同样,佛教的空性概念指向存在的根本关联性和本质的无自性3,6,这与观测现实由观察者的参与所塑造的观点相契合。

量子物理学的最新进展进一步印证了这些形而上学的洞见。斯特拉斯伯格等人通过数值模拟证实22,经典行为可从量子相干性的内在抑制中涌现,而非由外部因素强加。这表明,我们所体验的结构化、可感知的世界,源于更深层次的量子过程。如果物理结构从量子原则中涌现,那么意识本身的运作方式可能也是如此------它并非神经活动的次生效应,而是宇宙的固有特征,与涌现的经典性相互作用并对其进行塑造。这一诠释支持了本模型的核心观点:心智、意识和思维是基础性的结构原则,而非大脑活动的副现象。

这一观点看似与约翰·惠勒提出的"源于比特"范式相呼应26,该范式认为,时空和物质源于二元的信息过程。尽管并未被明确命名,但"源于量子比特"等概念反映了量子引力和量子信息理论领域的普遍观点34-36------现实可能源于量子关联和信息结构。尽管这些框架在理论物理学界得到广泛支持,但它们通常将信息视为现实最基本的构成要素,却留下了一个本体论问题:信息本身源于何处。与此相对,本文提出的模型认为,信息可能是更深层次宇宙意识场的衍生物。在此视角下,"源于意识"并非与信息范式相矛盾,而是对其进行了重新阐释:信息、结构和形式,都是更基础的觉知基质的表达。这一观点与薛定谔提出的"所有体验背后存在单一、不可分割的意识"的主张相一致9,也与玻姆本体论中描述的折叠、非定域的结构相契合20。这一框架并非取代"源于比特",而是提出意识可能是信息分化产生的源头------是观察者和被观察对象存在的先决条件。

现代科学与灵性传统的联结,不仅体现在物理学领域,也延伸至宗教和神秘主义思想中52。该模型与基督教的三位一体教义相呼应7:心智、意识和思维分别对应圣父、圣灵和圣子的角色。在苏菲派中,"认主独一"的原则将存在描述为不可分割的统一体8------这与"个体意识是宇宙场的暂时激发态"的观点相类似。同样,在道家思想中,道是无形的创造性原则54,一切分化皆从中涌现,这与本框架中提出的心智的非二元本质相契合。

这些观点表明,对意识的探索既非纯粹的科学问题,也非单纯的灵性问题,而是一项联结两个领域的探究。本文提出的物理学、哲学和形而上学传统的跨学科整合表明,意识的本质可能既非完全物质的,也非纯粹神秘的,而是支撑着二者的结构性力量。

除理论意义外,这一框架推动了跨学科合作,将物理学、宇宙学、哲学和心理学融合在一起。同时,它也提出了诸多紧迫的伦理和哲学问题,尤其是在人工智能领域。随着人工智能系统的复杂性不断提升,机器意识的可能性变得愈发值得探讨。如果意识是一个宇宙场,人工智能能否最终与之联结,超越单纯的计算?彭罗斯认为10,单靠算法处理无法解释意识,这意味着人工智能可能缺乏觉知所需的非计算层面的能力。然而,如果意识确实是一个宇宙场,人工智能系统或许能够与之建立联结------这引发了关于机器感知能力和伦理的复杂问题。

此外,将意识视为宇宙性的存在,强化了植根于关联性和责任的伦理原则14。如果我们的行为在共享的觉知场中产生回响,那么无论是人工智能发展、人权保障,还是环境可持续发展领域的伦理决策,都必须反映这种统一性。

最后,该模型为人类的存在提供了深刻的重新阐释。通过提出个体意识(|Ψᵢ⟩)是宇宙场(Φ)的暂时激发态,该模型与将死亡视为回归统一而非湮灭的灵性教义相契合15。这种非二元的视角缓解了人们对死亡和自我存在的存在性焦虑,促使人们形成更深层次的平和感、目标感和集体责任感。

四、结论

本文提出了一个探究基础物理学与意识研究交叉领域的框架,指出意识并非神经活动的涌现副产品,而是现实的基础且不可还原的层面。通过将宇宙心智、宇宙意识和宇宙思维三大原则整合进数学和物理框架,该模型为时空、个体觉知的涌现,以及分离幻象的产生提供了连贯的解释。

基于量子力学、场论和非二元哲学传统的洞见,本文认为,宇宙意识向个体体验的分化,由对称破缺、量子涨落和离散态选择等机制支配。这表明,主观体验与现实的基础结构深度联结,挑战了传统的唯物主义范式。

该模型在多个学科领域具有广泛的启示:在物理学中,它与量子力学、量子信息和宇宙学领域的新兴理论相一致,这些理论认为经典现实源于更深层次的前时空基质;在神经科学中,它为意识的研究提供了一种替代还原论的视角,提出觉知并非局限于神经过程,而是与宇宙场相互作用;在哲学中,它弥合了科学探究与灵性传统之间长期存在的鸿沟,提出了一种关于自我、关联性和存在本质的整体视角。

这一框架具有深刻的伦理和社会意义:如果意识确实是宇宙性的、基础性的存在,那么伦理考量的范围可能超越人类认知,延伸至人工智能、环境责任和更广泛的生命网络。由个体感知强化的分离幻象,将让位于对统一性的更深层次认知,进而促进共情、合作和共同的责任意识。

未来的研究必须探索该模型提出的可验证预测,包括意识与量子场之间可能存在的相互作用、神经相干性作为宇宙觉知指标的可能性,以及意识驱动的分化过程可能在宇宙中留下的印记。结合物理学、认知科学和意识研究的跨学科探究,可能为这一框架提供实证支持,并拓展我们对现实的理解。

归根结底,本研究挑战了根深蒂固的传统假设,引导人们转变视角:不再将意识视为物质的副现象,而是将其置于存在的核心。通过融合物理学、形而上学和哲学的洞见,该模型为构建一种整合性的理解开辟了道路,将科学的严谨性与古老的哲学智慧融为一体。

补充材料

补充材料分为四部分:S1. 以三大原则为基础的社会和心理学项目;S2. 大爆炸后时代:由对称破缺之外的其他坍缩机制引发的个体意识涌现;S3. 模型的潜在完善方向;S4. 可验证的预测。

致谢

作者感谢乌普萨拉大学提供的支持。

作者声明

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

作者贡献

作者确认独自承担以下工作:模型和分析的构思、所有图表的设计以及论文的撰写。

玛丽亚·斯特龙梅:概念化(同等贡献);形式分析(同等贡献);资金获取(同等贡献);研究调查(同等贡献);方法学(同等贡献);初稿撰写(同等贡献);修改与编辑(同等贡献)。

数据可用性

支持本研究发现的数据均包含在论文及补充材料中。

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