一提到“量子意识”这个词语,大多数物理学家都会选择避而不谈,因为这个词语听起来好像有点“民科”,甚至让人联想宗教或者玄学。不过出人意料的是,量子效应可能真的在人类的认知过程中起到了一些作用——只要一个最新提出的假设能够得到证实。马修·费舍尔(Matthew Fisher)是一名来自加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的物理学家,去年年末,他在《物理年鉴》(Annals of Physics)上发表了一篇让人大跌眼镜的论文。在这篇论文中,他指出大脑的工作原理很有可能与量子计算机一致,而磷原子的核自旋就充当了大脑的“量子比特”(qubits,量子信息的基本计量单位,可以以“又0又1”的状态存在)。
费舍尔似乎天生就注定会成为一名物理学家:他的父亲迈克尔·费舍尔(Michael E. Fisher)是马里兰大学帕克分校的一名杰出物理学家,致力于统计物理学的研究,在学术生涯内获得了不计其数的荣誉和奖项;他的哥哥丹尼尔·费舍尔(Daniel Fisher)是斯坦福大学的应用物理学家,专攻演化动力学。马修·费舍尔也追随他们的步伐,成为了一名小有名气的物理学家。2015年,费舍尔因为他在量子相变领域的杰出贡献与其他三人一起荣获了凝聚态物理领域享誉盛名的巴克利奖(Oliver E. Buckley Prize)。
1975年,康奈尔大学的科学家艾伦·波斯纳(Aaron Posner)用X光衍射的方法在骨骼中观测到了一类奇怪的钙磷原子团簇,艾伦为这类原子簇画出了结构示意图:团簇结构中包含了9个钙原子与6个磷原子。之后,人们为了纪念艾伦的杰出贡献,把这个电中性的团簇命名为“波斯纳原子簇”(Posner’ s clusters,结构式Ca9(PO4)6)。2000年,学界又兴起了一波研究“波斯纳原子簇”的热潮,起因是科学家在刺激骨骼生长的人造液体环境中观测到了波斯纳原子簇的存在。随后,大量的实验证据接连表明,这类原子簇其实一直安静地“躲藏”在我们的身体之中,费舍尔不禁怀疑,波斯纳原子簇也能作为一种天然的量子比特元件,在大脑中发挥作用。