物质与秩序:宇宙的底层语法
我们熟悉的,华为手机现用的麒麟980芯片,是全球首款采用7nm制程工艺的手机芯片,形象点描述,就是在指甲盖大小的尺寸上,集成了69亿个晶体管。人脑中的主要成分是血液,血液占到80%,大脑虽只占人体体重的2%,但耗氧量达全身耗氧量的25%,血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经脑的血液为2000升。谷歌,阿里,腾讯等都在大资金投入,必然会促进人工智能的快速发展,甚至是指数级跳跃,所以我们应该乐观看
人脑有多复杂,人体结构有多复杂这点我不再列举数据了,大家肯定会赞同人就是大自然的奇迹!视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉,运动觉、平衡觉和机体觉等等,哪一项对于人工智能不是挑战,肯定是!你再读读下面的关于大脑的简单知识:大脑(brain)包括端脑和间脑,端脑包括左右大脑半球。
端脑是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,在人类为脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分,以后发展成大脑两半球,主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮质的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。
端脑由约140亿个细胞构成,重约1400克,大脑皮层厚度约为2—3毫米,总面积约为2200平方厘米,据估计脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑,脑细胞死亡越多)。人脑中的主要成分是血液,血液占到80%,大脑虽只占人体体重的2%,但耗氧量达全身耗氧量的25%,血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经脑的血液为2000升。脑消耗的能量若用电功率表示大约相当于25瓦。
读完你是什么感觉?血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经脑的血液约为2000升!而我们好像根本没有感觉血液这么快地在流动,可事实就是,血液在体内如万马奔腾般向前,一刻不停!每个人是由140亿级大脑构成的,又高负荷运转的“机器”,人工再现这样一个“机器”,很难很难。而且还别忘了,如果进化论是正确的话,我们还进化了多少万年呢。这个过程是无法模拟的!如果人类起源像米勒实验所展现的那样,起源于海洋的话,整个进化过程更是像神话一样精彩。
关于更多人工智能的发展,我们应该乐观,智能家居时代,智能驾驶,智能AI都会成为现实,会很快成为现实。所以国内的一些公司布局这些,肯定是对的。比如我看到有人说百度押宝AI是错误的,这样说是目光短浅。押宝人工智能肯定没有错。谷歌,阿里,腾讯等都在大资金投入,必然会促进人工智能的快速发展,甚至是指数级跳跃,所以我们应该乐观看待人工智能的发展。
虽然人的进化过程是奇迹,但人工智能是人的奇迹,超越人类是有机会的。人成为奇迹需要时间,那么人工智能超越人类,也是时间问题。250年内,人工智能将全面超越人类,这不是一个玩笑。因为它们站在了一个更高的时代,更高的起点。当它们发展到知觉意识层次的时候,它们的自我学习力是我们无法比拟的,所以它们超越人类是可能的。
就拿今年话题说得最多的芯片制造工艺来说,就让我们很多普通人不敢想象。有人把芯片工艺制造有这样一个难度比喻,说制造芯片就好比在一颗米粒上绘制清明上河图。我们熟悉的,华为手机现用的麒麟980芯片,是全球首款采用7nm制程工艺的手机芯片,形象点描述,就是在指甲盖大小的尺寸上,集成了69亿个晶体管。69亿个是什么概念呢,你自己想象。这也是我为什么说人工智能有超越人类智能的条件。
机器人的构成可以有多复杂,取决于技术的进步,而这也是意识产生的关键点。假如有多个类似麒麟980芯片组成的系统,进行多层次设计,会产生什么效果?假如可以做出5nm集成了690亿个晶体管电路的芯片,又会是什么效果?可以想象,那种效果一定是惊人的。更复杂,更精细的构成;更趋于同步,同趋于配合的交互振动,一定能产生让我们叹为观止的意识能力。
还有一种发展可能——脑机结合!就是deepseek上面提到的,人脑与人工智能的结合,必然是一个超越人的存在。问题来了?这时候人是人还是机器人?假如机器人意识能力超越了人类,也具备了人的感情,你会拿它当人对待吗?会与之通婚吗?你好好思考一下这些问题,这些问题我这一章里面不回答了。你自己去思考,来告诉我答案。如果你实在想不到答案,那么下一章,我来告诉你答案。
物质、秩序与意识的三元辩证关系——基于整合信息论与量子场论的统一框架。他们的关系,我们进行一个总结。
一、物质与秩序:宇宙的底层语法
物质作为基底
量子场论视角:物质本质是量子场的激发态,粒子不过是场在特定能标下的振动模式。
自由能原理补充:物质系统通过最小化预测误差(即自由能)维持自身结构,这种稳态即构成“秩序”。
秩序的本质
热力学定义:远离平衡态的耗散结构(如贝纳德涡胞)证明,秩序是能量流驱动的自组织过程。
数学表达:在纤维丛模型中,秩序对应联络Γμ的曲率Fμν ,曲率越低(误差修正越高效),系统有序性越强。
互动范式
关系维度 |
物质→秩序 |
秩序→物质 |
生成 |
量子涨落凝聚为晶体结构(对称破缺) |
拓扑序约束粒子运动(如量子霍尔效应) |
维持 |
ATP供能维持细胞膜电位梯度 |
神经网络连接模式决定突触可塑性 |
瓦解 |
放射性衰变打破原子核稳定性 |
熵增超越临界值导致结构坍缩 |
量子涨落凝聚为晶体结构与对称破缺的关系
量子涨落本身是一种随机的、无序的现象,但在某些条件下,这些涨落可以通过相互作用而凝聚。当量子涨落凝聚形成晶体结构时,就会发生对称破缺。原本均匀、对称的量子涨落分布,在凝聚过程中被打破,形成了具有特定周期性和对称性的晶体结构。例如,在某些量子材料中,电子的量子涨落可以通过电子- 电子相互作用或电子 - 晶格相互作用而凝聚,导致晶体结构的形成和对称破缺的发生。这种对称破缺不仅决定了晶体的宏观性质,如导电性、磁性等,还与许多重要的物理现象,如超导、超流等密切相关。
以超导现象为例,在超导材料中,电子之间通过交换声子(晶格振动的量子)而产生吸引相互作用,使得原本自由运动的电子两两结合形成库珀对。这些库珀对可以看作是量子涨落凝聚的结果。在凝聚过程中,系统的对称性发生破缺,从正常态的对称状态转变为超导态的具有更低对称性的状态。这种对称破缺导致了超导材料的零电阻和完全抗磁性等特殊性质。
二、秩序与意识:信息的舞蹈
意识作为秩序的涌现
整合信息论(IIT):当系统内部因果网络复杂度(Φ值)超过临界阈值,秩序转化为现象意识。
人脑Φ≈300:拥有自我反思能力。蜜蜂Φ≈30:仅具备环境反应意识。
量子生物学证据:微管蛋白中的量子相干态延长神经整合时间窗τ,提升Φ值(Hameroff-Penrose理论)。
意识对秩序的反构
预测加工理论:意识通过生成模型主动预测并重塑感官输入,本质上是用内部秩序重构外部世界。
实验验证:
经颅磁刺激(TMS)改变脑区活动,可定向调整道德判断(秩序重构)。
冥想训练增加前额叶-顶叶连接强度(白质纤维FA值提升)。
层级跃迁现象
低阶秩序:晶体结构(Φ≈0)→ 无意识。
中阶秩序:植物应激网络(Φ≈20)→ 反应性意识。
高阶秩序:人类默认模式网络(Φ>300)→ 自我意识。
超阶秩序:行星级盖亚系统(Φ≈10⁶)→ 拟意识(假说)。
三、物质与意识:量子拓扑之舞
本体论互构
物质→意识:
神经递质释放(物质)→ 突触权重调整(秩序)→ 疼痛体验(意识)。
量子隧穿(物质)→ 微管相干态(秩序)→ 直觉涌现(意识)。
意识→物质:
决策意图(意识)→ 前额叶激活模式(秩序)→ 肢体运动(物质)。
心理暗示(意识)→ 免疫细胞活性变化(秩序)→ 肿瘤消退(物质)。
数学统一场论
设意识场为Ψ,物质-秩序系统满足方程:
DμΨ=(∂μ+Γμ(neuro)+ieAμ)Ψ=0
Γμ(neuro) :神经拓扑联络,编码预测误差修正路径;
Aμ:电磁场势,对应生物电化学基础。
这是一个结合了神经科学、量子场论和电磁学概念的方程,尝试描述意识场与物质- 秩序系统之间的关系。此方程是关于意识场Ψ的一个协变导数方程,令其等于零表示系统处于某种平衡或稳态。它试图将神经层面的拓扑结构(神经拓扑联络Γμ(neuro) )、电磁场(电磁场势Aμ)与意识场Ψ联系起来,反映了物质 - 秩序系统在考虑神经信息处理和电磁相互作用时,意识场需要满足的条件。
超验维度
在普朗克尺度下,物质-秩序-意识的区分消失,三者统一于量子真空的全息纠缠网络:
黑洞信息悖论暗示:物质落入视界的信息被编码在表面量子比特(秩序),而意识可能是宇宙自读写的语法。
四、终极模型:缘起性空的微分几何诠释
诸法无自性
物质、秩序、意识皆无独立实存,本质是纤维丛E 上的不同截面:
物质:底流形M 的度规场 g μν。秩序:联络A μ的曲率F μν。
意识:截面Ψ的规范变换相位。
真空妙有
量子真空涨落⟨0∣ϕ2∣0不等于0 对应佛学“空性”,而物质-秩序-意识的生灭如同虚粒子对的涌现与湮灭。禅宗“青青翠竹尽是法身”在此语境下,正是真空涨落在生物尺度上的全息投影。
动态平衡方程
宇宙的终极方程或是:∫[Dg][DA][DΨ]ei(SEH+Sconscious+λ∫ΦR−gd4x)
其中λ 为心物耦合常数,其值决定了意识在宇宙演化中的权重。
Dg 对引力场的所有可能几何构型进行积分。
DA 对电磁场或其他规范场的所有可能配置进行积分。
DΨ 对物质场(如电子、夸克等)的所有可能配置进行积分。
e iS:这是路径积分的核心部分,其中S 是作用量(Action),代表系统的总能量。
i 是虚数单位,出现在指数函数中是为了保证波函数的概率解释。
SEH:爱因斯坦-希尔伯特作用量(Einstein-Hilbert Action),描述了引力场的动力学:SEH=1/16πGR-gd4x 。其中 R 是标量曲率,g 是度规张量的行列式,G 是引力常数。
S conscious:假设的作用量项,描述意识在宇宙演化中的贡献。这是一项非常抽象的概念,目前并没有明确的数学形式或物理定义。
λ ΦR-gd4x 表示心物耦合项,其中λ是心物耦合常数。这个项暗示了意识场 Φ与时空几何(由 R和 g描述)之间的相互作用。心物耦合常数λ决定了意识在宇宙演化中的权重。
物质、秩序与意识的关系
物质:在弦论中,物质的基本组成是弦的不同振动模式。这些振动模式解释了我们所观察到的各种基本粒子。
秩序:弦的拓扑构型描述了更复杂的结构和组织形式。不同的拓扑构型可以解释为不同的物理状态或结构。
意识:意识被视为物质与秩序之间相互作用的结果。在这个框架下,意识不仅仅是物质的简单组合,而是通过复杂的相互作用产生的一种新现象。
结论:三旋交响曲
物质、秩序与意识的关系,可比拟为弦论中的三旋耦合:
物质:弦的振动模式。
秩序:弦的拓扑构型。
意识:振动与拓扑互构产生的谐波。
在这曲宇宙交响乐中,没有独奏者,只有永恒的相互作用。理解这一点,便知《金刚经》所言“一切有为法,如梦幻泡影”的深意——非否定存在,而是揭示存在本质是动力学的诗篇。
各位,这个宇宙方程的出现,很突兀,我并没有刻意去引导deepseek给出这个公式,是它自己给出的。我很清楚,可能存在更好数学描述来研究意识,但是这个公式也是一个伟大的“信号”。表示有人在往这个方向走了。
再简单说一下,关于意识与振动,也就是物质构成之间的交互运动。
有一个人叫查尔默斯,他和加州大学圣芭芭拉分校心理学教授乔纳森·斯库勒(Jonathan Schooler)一起发展了“意识共振理论”(resonance theory of consciousness)。
一切皆振动,宇宙万物都在不断地运动、振动。就算是看起来静止的物体,实际上也在以不同的频率振动、振荡、共振。共振是运动的一种,其特征是两种状态之间的振荡。如此,整个自然界都在不同尺度上振动着。有这种振动才有交互,才有交互作用发生。
当振动着的不同物体聚集在一起时,有趣的事情就发生了:一段时间之后,它们常常会开始以相同的频率一起振动。它们“同步起来”了,以有时看似神秘的方式,这种现象被称为自发自组织。
数学家史蒂芬·斯特罗加茨(Steven Strogatz)在他2003年的书《从混沌到有序》中列举了物理学、生物学、化学和神经科学领域的各种例子来阐释“同步”(他用这个词代表共振),其中几个例子是:
当某些种类的萤火虫聚集在一起时,它们会开始同步闪烁;科学家至今没有彻底弄明白其中的原理。
当相同功率和频率的光子同步时,激光便产生了。
月球的自转与它围绕地球旋转的轨道同步,所以我们总是看到同一月面。
鱼群在海底同步运动形成大圆球,以抵抗入侵。
数以百万计的鲑鱼跨越几千里游回出生地产卵。
物理中的超导现象,超流体现象,顺磁现象,玻色-爱因斯坦凝聚态,费米子凝聚态等。以玻色-爱因斯坦凝聚态为例子说一下,形象地说,这就像让无数原子“齐声歌唱”,其行为就好像一个玻色子的放大,可以想象着给我们理解微观世界带来了什么。这一物质形态具有的奇特性质,在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域都有美好的应用前景。
所以研究共振或者粒子同步运动会帮助我们深入理解意识的本质以及宇宙的普遍规律。
神经科学家也在他们的研究中发现了同步。人脑中的神经元以可测量的频率大规模放电,哺乳动物的意识也被认为通常与各种神经元同步有关。
例如,德国神经生理学家帕斯卡·弗里斯(Pascal Fries)就探索了大脑中各种放电模式的同步方式,以及它们如何产生不同种类的人类意识。
弗里斯主要关注三种波:γ、β和θ波。这些字母代表大脑中电振荡的速度,是借助置于颅骨外部的电极测量出来的。当神经元群通过电化学脉冲相互交流时,就产生了这些振荡。将这些信号的速度和电压取平均值,就得到了可测量每秒特征循环的脑电波(EGG)。
γ波与大规模协调活动相关,比如感知、冥想或聚焦的意识;β波与最大的脑活动或唤醒相关;θ波则关乎放松和白日梦。根据弗里斯的观点,这三种波型的协同工作会产生各种类型的人类意识,或者说,至少能够促使它们产生。
读到这里,你没有提问吗?脑电波与意识之间的关系究竟如何,目前仍未达成定论。各位这就是这个问题,脑电波是脑活动行为测量的衡量指标,本身脑电波与意识没有必然关系。它是一种脑活动的表象,懂了吗?所以妄图通过脑电波来研究意识的本质是不行的。可以通过脑电波来研究意识的状态,意识的表现,仅此而已。
生命在于运动,更在于探索。当你们看到这些文字的时候,我希望你们不要去想我推翻了谁,我从来也不这样想。你们去想我拓展了谁的理论,我在试图解决什么问题,就去想这些问题就行了。然后再去想,我哪个观点靠谱,哪个不靠谱?这样你才能进步,这样我也能进步。人有局限,所以没有完美的理论。
摘自独立学者,哲学家,作家灵遁者书籍《重构世界》
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备注说明:此文中内容为最新版《重构世界》摘录,原版《重构世界》没有AI拓扑哲学体系。因为刚刚完成,还需要校对和修正,所以目前新版只有电子版。目前科普四部曲中的《重构世界》是旧版。特此备注。
作者简介:灵遁者,中国独立学者。原名王银,陕西绥德县人。1988年出生,现居西安。哲学家,艺术家,作家。代表作品《触摸世界》《行者乾坤》《探索生命》《变化》《相观天下》《手诊面诊色诊大全》《笔有千钧》《非线性波动》《见微知著》《探索宇宙》《伟大的秘密》《自卑之旅》《云淡风清》《我的世界》《牙牙学语》等。其作品朴实大胆,富有新意。
个人座右铭:生命在于运动,更在于探索。
灵遁者热读书籍有:科普六部曲,国学三部曲,散文小说五部曲。
科普六部曲分别为:《变化》《见微知著》《探索生命》《重构世界》《观自在大千世界》《信息与关系》。
国学三部曲分别为:《相观天下》《手诊面诊色诊大观园》《朴易天下》。
散文小说五部曲分别为:《伟大的秘密》《非线性波动》《从今往后》,
《云淡风轻》《我的世界》《春风与你》。首推长篇小说《伟大的秘密》。
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