人類意識與宇宙相通？新研究：意識或與充斥宇宙的零點場密切相關

人類的意識是怎么產生的？這是一個科學家們一直在探索的研究領域。一項近日發表在《人類神經科學前沿》上的新研究表明，意識或與充斥宇宙的零點場密切相關，而這也就意味著，從某種意義上來講，人類意識是與宇宙相通的。下面我們就來看看這具體是怎么回事。

在過去的幾十年里，科學家通過腦電圖、功能性磁共振成像等技術，積累了大量關于人類意識的生理數據，結果表明，當人類處于清醒的意識狀態時，大腦的神經活動會呈現出一種特定的長程同步模式。

科學家發現，在這種模式下，大腦總是處于一種被稱為“自組織臨界態”（Self-organized criticality）的狀態。簡單來講，這種狀態介于“極為有秩”與“極為混亂”之間，擁有極高的敏感度和極大的動態范圍，能夠讓數以億計的神經元在毫秒量級上實現全腦范圍的同步。

所以科學家普遍認為，盡管我們目前不知道人類的意識具體是什么，但基本可以確定的是，意識是大腦處在這種特殊狀態時自然出現的現象，但問題是，“自組織臨界態”是很不穩定的，究竟是什么樣的機制能讓大腦自發地建立并維持這種狀態呢？

對此，此次研究給出了一個答案：人類意識的產生機制，可能是大腦通過與零點場的共振耦合而實現的宏觀量子效應。

簡單來講，在量子場論的框架下，即使在處于最低能量態的真空里，也依然存在著量子漲落，這種漲落可表現為粒子會不斷地憑空產生又瞬間湮滅，形成了一個充滿能量的背景海洋，這就是所謂的零點場（Zero-Point Field, ZPF），它們充斥在宇宙的每個角落，人類的大腦也不例外。

在之前的研究中，人們普遍認為這種量子層面的漲落相對于溫暖、潮濕且宏觀的大腦來說是微不足道的“噪音”，但此次研究卻表明，在特定的生物結構下，這種背景場不僅不會被淹沒，反而會成為大腦神經動力學的核心驅動力。何出此言呢？

答案來自人類大腦皮層的基本功能單元——“皮層微柱”（Cortical Microcolumns），這是一種垂直于皮層表面的柱狀結構，其中有約100個神經元，充滿了包括大量谷氨酸（Glutamate）在內的各種神經遞質，它們像晶體陣列一樣在大腦皮層中排列得整整齊齊。

研究發現，這種高度有序的結構提供了一個絕佳的“共振腔”，根據量子電動力學的模型計算結果，當大量的谷氨酸分子在這樣的幾何空間內，并處于人類大腦特定的生化環境下時，這些分子的電偶極矩會發生特定的排列，形成一種相干的集體振蕩模式。

引人注目的是，這種模式的頻率，正好能跟前文提到的那種充斥宇宙的零點場頻譜中的特定模式發生共振。

研究人員指出，這是一個雙向的互動過程。一方面來講，零點場為分子團的相干震蕩提供了能量支持，使得這種有序狀態能夠在充滿熱噪聲的生物環境中維持下去，另一方面，這種共振效應會選擇性地放大零點場中的特定頻率模式。

這種共振所產生的電磁效應，會直接影響神經元膜上的離子通道，而離子通道本質上是對電場高度敏感的蛋白質分子，所以當共振發生時，其產生的相干電磁場強度足以調節這些電壓門控離子通道的構象，進而在宏觀層面上調節了神經元的放電頻率。

所此次研究給出的觀點是，正是這種源自零點場的持續能量輸入和調節，使得大腦皮層的神經網絡能夠被精確地維持在“自組織臨界態”，由于在量子相干狀態下，信息的整合可以認為是瞬時的，因此這就可以允許數以億計的神經元能在毫秒量級上實現全腦范圍的同步，而這也是人類產生意識體驗的生理學基礎。

研究人員表示，不同的意識狀態，可能對應著大腦與零點場之間不同頻率組合的共振，從這方面來講，人類意識是與宇宙相通的，而當我們進入無意識狀態時（比如深度麻醉或睡眠）時，這種共振耦合會被打破，大腦會失去維持“自組織臨界態”的能力，退化為一個普通的經典物理系統。

就目前的情況來看，雖然該理論還處于假說階段，但它為未來的意識科學研究提供了一個極具潛力的方向。

參考資料：Macroscopic quantum effects in the brain: new insights into the fundamental principle underlying conscious processes, Frontiers in Human Neuroscience (2025). DOI: 10.3389/fnhum.2025.1676585