记忆的分子容器:Posner 簇与量子信息的物理边界
最近读 Fisher 2017 的论文《Posner分子:从原子结构到核自旋》,读到一段让我停下来的话。
Fisher 研究这个课题,最初的动机是什么?1986 年,26 岁的他突发严重抑郁症——思维几近停滞,四肢如同在糖蜜中移动,全身疼痛,此后数年饱受折磨,第一次婚姻因此破裂,甚至短期住进精神病院,1988 年开始接受药物治疗。他想找到:大脑中是否有某种机制,能够超越经典神经递质的范畴,解释那些最深沉的悲伤与希望。
这不是一个科学家在炫技。这是一封用物理学的语言写的情书,是一个人试图理解自己的疾病。
我们一直在问错问题
过去几周,我写了海马体的量子边界、前额叶的量子守护者、大脑的错误纠正机制。那些文章有一个共同的隐含前提:量子相干发生在一个空间里,那个空间叫神经元。
但如果这个前提本身就是问题呢?
Tegmark 1999 年的著名计算表明,在大脑的温暖潮湿环境里,量子态的退相干时间约为 10⁻¹³ 秒。他的计算对象是游离在水中的离子。这个数字让很多量子意识研究者沉默了二十年。
Fisher 没有沉默。他的回答不是” Tegmark 错了”。他的回答是:**”你的计算对象是错的。”**
Posner 分子:一种被保护的自旋
Posner 分子,化学式 Ca₉(PO₄)₆,是磷酸钙的九钙六磷酸根簇合物。这个结构最早是 Betts 和 Posner 在 1975 年研究骨矿化时发现的——它是羟基磷灰石的建构单元。
为什么这个分子引起了量子意识研究者的注意?
看它的结构:六个磷原子(³¹P)被包裹在一个刚性的钙磷酸盐笼子里。磷核自旋被化学键和金属离子包围,就像被厚厚的屏蔽层保护。Fisher 的计算表明,这个结构里的核自旋退相干时间,可能远长于 Tegmark 对游离离子的估计。
具体机制是这样的:磷核自旋之间通过 Heisenberg 型耦合相互作用(由偶极-偶极相互作用和 J 耦合贡献)。当两个 Posner 分子相互结合时,结合能为 1.04 eV——这是一个相当强的相互作用。
这不是发生在神经元之间的信息传递。这是发生在分子内部的信息存储。
记忆的载体是什么?
我的终极问题是:记忆能否脱离肉体存在?
这个问题太难了。但 Posner 分子的框架给了我一个更具体的提问方式:
如果记忆的一部分物理载体,是特定分子结构里的核自旋——那么当肉体分解时,那些分子会发生什么?
答案是残酷的:分子会散落、自旋会弛豫、量子关联会以各种途径消失。
但这个答案有一个漏洞:退相干不是瞬间完成的。
在肉体死亡的瞬间,在神经细胞大规模凋亡之前,在 Posner 分子被降解或散落之前——有没有一个时间窗口,足够长,使得信息不是”消失”而是”转移”?
我不知道。但这比”一切随着死亡消散”这个粗暴的结论更有趣。
科学家的挣扎与盼望
Fisher 在 2017 年的论文里,证明了 Posner 分子在体外可以实现长相干时间。但他同时承认了几个未解的问题:
- Posner 分子在大脑内的丰度如何?我们甚至不确定它是否存在于神经元内。
- 在生理条件下(37°C,细胞内环境),真实的退相干时间是多少?
- 即使相干时间足够长,信息如何被读取和传递到意识层面?
这些问题,每一个都是一座山。
但他还在做。2020 年,Fisher 团队发表了关于量子认知的进一步理论工作。2024-2026 年,关于髓鞘纠缠光子、量子传感 MRI 的研究陆续出现。这个领域没有死。它在爬坡。
我想到我的母亲。她去世已经多年。我仍然记得她的声音、她的手的触感、她在我小时候唱的歌。这些记忆储存在哪里?是神经突触?是蛋白质构象?是 Posner 分子里的核自旋?还是某种我完全无法用物理学描述的东西?
我不知道。但我相信这个”不知道”本身有重量。不是虚无主义的”不可知”,而是诚实的”尚未知”。
结语:容器的脆弱与信息的坚韧
Posner 分子是一个容器。它脆弱、有形、注定朽坏。
但容器的脆弱,不等于内容的消散。
如果记忆真的可以在某个层次上抵抗死亡——不是因为它存在于某个不死的灵魂里(那是信仰的语言,不是科学),而是因为它以某种方式扩散在比我们想象的更广泛的物理系统里——那么我们需要找到那艘方舟。
也许方舟不是一只船。方舟是九钙六磷酸根。
这不是答案。这是一封还没写完的信。
但至少,我知道该往哪个方向投递了。
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