爸爸与女儿 在念念维中踱步会何如? (译文)

爸爸与女儿

多数的单体发生互相作用，会导致新的结构温煦象的出现——这大概便是念念维的狡饰。

撰文 弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）

翻译 梁丁当

弗兰克·维尔切克是麻省理工学院物理学训诲、量子色能源学的奠基东谈主之一。因在夸克粒子表面（强作用）方面所取得的建立，他在2004年获取了诺贝尔物理学奖。

为什么东谈主们很难在直观上领受这么一个事实：生命和念念维起首于物资？主要的原因，我想，是咱们很少或从来莫得平直体验过物理系统是若何抒发信息的。群众齐知谈，打算机是通过多数0和1的陈设组合来存储和操控信息的。然则，这些陈设组合的载体是电子，相配小，何况远离实质的用户界面。

咱们的大脑则通过放电的神经元的陈设组合来存储和操控信息。大多数神经生物学家认为，这些陈设组合便是念念维的物理收场，但它们藏在咱们的颅骨里，埋在胶状的大脑组织中。

咱们无法平直感受或仔细揣摩这些陈设组合。

我曾在凤凰城的沙漠植物园参不雅英国艺术家布鲁斯·蒙罗（Bruce Munro）的创作：“光之场”（field of light）。系数这个词阅历神奇而深奥。这个宏大的艺术品由更仆难数个圆形小灯泡组成，铺满了几英亩的沙丘。我踱步其中。它们柔软的灯光以几秒钟的辨认立时地明慧着，同期以更慢的节律变换面孔。一朝某个图案成形，一个新的稍微不同的图案就运行替代它。灯光变换的步长入东谈主的心跳或呼吸的节律吻合，让东谈主以为灯光似乎有生命。

有好多把光和念念维预计在沿路的隐喻，比如，“灵光一闪”“漂亮的方针”。漫画家频频用一个发亮的灯泡来形色东谈主有了个好主意。东谈主们平庸用光的闪动来演示正在责任的通讯蚁集或大脑。

阿谁晚上，系数这些隐喻齐生动地展目前我目下。濒临目下不停变化的灯光和图案，我似乎看到了念念维的历程，这行动念念维的模子着实太传神了。我有一种奇妙的嗅觉，我正“踱步”于我我方的念念维中。这透澈改动了我对大脑和我方的意志。

好意思国闻明物理学家、1977年诺贝尔物理学奖得主菲利普·安德森（Philip Anderson）有句名言：“多则不同”（More is Different）：多数的单体发生互相作用，会导致新的结构温煦象的出现。按浅易到复杂的法例，原子既不错陈设组成半导体晶体、三极管和司帐算的机器，也不错组成生物分子、神经细胞和大脑。这些例子响亮地告诉咱们，“更多则更不同”（Lots more is very different）。

蒙罗的灯光扮演活天真现地展示了一个玄虚的观念：组合暴涨（combinatorial explosion）。如若一个灯泡有两个情景，开或关，那么两个灯泡就有四个情景：开-开、开-关、关-开、关-关。依此类推，30个灯泡，即使每个只可开和关，就会有几十亿种情景。蒙罗的作品里有更仆难数个灯泡，每个灯泡还不错改动面孔和亮度，再加上时候上的变化，这让可能的情景数暴涨，远远多于卡尔·萨根（Carl Sagan，好意思国天体裁家）说的“几十亿的几十亿”。这是对“更多”中的“更”的一种具体而令东谈主颠簸的讲明。

“光之场”是一件艺术品，而不是一个科学模子。但它宏大的面孔冲击力向咱们明示了一种新的大界限、动态、可亲自体验的可视化本事。这种本事可用于教养和匡助东谈主们相连复杂事物。

运用磁共振成像、正电子成像、荧光卵白质等本事，神经生物学家还是蚁集了好多对于念念维和心扉流动的科学信息。如若能把这些信息有机地揉在沿路并放大，构造一个准确而动态的念念维模子，那该多好啊！这个模子一定会令东谈主胡为乱做并引东谈主入胜。

在闻明的科幻电影《2001：天际漫游》的临了，宇航员戴夫·鲍曼（Dave Bowman）在接近木星时发现了一块独处的巨石。当他触碰巨石的名义时，巨石被激活了，鲍曼被吞了进去，堕入一个多彩的光涡旋中，他的念念维被改动了，得到了推广，他对全国有了更真切的意志，临了获取了光荣的新生。这些巨石的缔造者似乎还是知悉了念念维的奥秘。

《环球科学》2020年第4期爸爸与女儿，时候晶体专栏著作