意识的量化设想

ab从头越

意识的量化设想

倪大鹏 倪磊 李翔

摘要：

物质、能量、意识，是构成宇宙的三大基础。波粒二象性是物质的基本属性，微观世界的不确定性和测不准原理均源于此。在宏观上，孤立系统是朝着熵增加的方向演变，其原因是一切物质与生俱有保持它原有状态的惯性。意识是使物质从不确定态变为确定态的原因，是世界向有序方向发展，使熵减少的根源。有序运动要消耗能量，实现能量转化，但总能量保持不变。图示：惯性→无序；意识→有序（耗能）。物质系统在无意识作用时会自发地向无序混乱的方向变化，使熵增加，而且熵增加速度是匀速的；如果熵的增加速度由匀速变为加速，则说明该系统一定受到外系统意识的作用，它们之间发生了能量交换, 以此建立意识定量分析的数学公式。

意识的作用机制是系统间的谐调共振和同步；在能量使用上，努力遵循能量最小原理和不断地提高能量利用效率。

关键词: 熵增原理, 有序, 意识作用, 意识量化公式

正文                           

一，科学和哲学思想

1，物质由基本粒子组成，粒子具有灵性。

粒子间量子纠缠关系的存在，表明粒子间有相互感知的能力，可记住、识别和感知到对方粒子的存在，具备超时空信息联系的功能，这是粒子意识的基础，是粒子具有“灵性”的表现。

基本粒子的自在运动，说明物质是有能量的；粒子间的相互转换，说明不同运动及对应的各种能量是可以相互转化（包括质能转化），但总能量保持不变，是守恒的，宇宙的能量总和是一个常量。

所以我们认为物质、能量、意识，是构成宇宙的三大基础【1】。

2，宇宙发展规律

（1），波粒二象性是一切物质的基本属性，微观世界的不确定性和测不准原理均源于此【2】。若没有意识参与，物质会一直处于不确定的概率状态，所以意识是使物质从不确定态变为确定态的原因【3】。

（2），在宏观世界，热力学第二定律指出系统（孤立系统）与外界没有能量交换，系统总是自发地向混乱度增大的方向变化，即熵增加原理。整个宇宙可以看作一个孤立系统，是朝着熵增加的方向演变【4】。

产生此现象的原因是：自然界的一切物质与生俱有保持它原有状态的惰性（惯性），所以在自然状态下，听任粒子自由地随机运动，那么整个宇宙粒子的运动，将向完全无规则，完全无序的方向发展。宇宙的总能量虽然保持不变，但构成宇宙的各式各样的能量，如机械能，化学能，核能，生命体能……以及跟这些能量相对应的各种运动，都将逐渐地全部转化成热能，变成热运动，高温处向低温处传热，最终达到温度处处相等的热平衡状态，宇宙的熵（无序混乱的程度）是朝着熵增加的方向演变并且趋于极大，最终达到宇宙的热寂状态。

例如：学校课间休息时期，听任孩子们在操场自由活动，在无干挠的情况下，孩子们在操场上的分布和运动将会是无规律，无秩序的；房间无人打扫，不可能越来越干净（有序化），只可能越来越乱（无序化）。

（3），在宇宙熵增的无序过程中，处处又蕴藏着有序性。有序性遍及自然界，存在于宇宙的各个层面，小到原子核，大到宇宙。这种有序性的根源，是物质的意识作用，意识是秩序的最高体现。

（4），宇宙的发展变化遵循的基本规律：

物质的惰性（惯量）让自然界自发地向无序混乱的方向变化；物质的意识又让自然界向有序方向发展。这是一对矛盾运动，万事万物均得遵守。在这对矛盾运动中，能量可以转化，有序运动要消耗能量，但总能量保持不变。图示：惰性→无序；意识→有序（耗能）。

（5），意识作用是靠信息的传递，靠谐调共振和同步分享使物质的运动向有序的方向发展，在一定时空范围内，有些物质将会出现一些排列有序的系统组合结构。随着物质的运动越来越有序，越有规律性，系统组合结构也由低级向高级，由简单到复杂，由无机组合向有机组合发展；物质组合结构对应的整体意识形态，也由低向高发展进步，逐步条理化和概念化，例如出现生命和遗传现象，有了人脑组织的出现，意识发展上有智商、情商、灵商之类的心理活动。

意识作用使物质运动从无序向有序变化，是需要消耗能量的，会发生能量转化，即把从外界吸收的部份能量（不是全部）变换成物质有序运动相对应的有效能量，剩余的无效能量，将已更加无序的状态退还给外界。如汽车，汽油的能量可以转化成汽车发动机的有用功，让汽车在公路上飞跑，但总会伴随大量的废气被汽车排除出去，即使再发达再先进的技术，也无法将被汽车浪费的能量减小至零。

一句话，意识作用一方面是使物质系统从无序混乱向规律有序方向发展，意识本身也会随物质结构的发展而得到提高。另一方面，意识作用是需要吸收和消耗能量的，它不会把吸收的能量全部转化成有效能量，只能部份转换，剩余无效部份则以更为混乱的形式，退还给外界，加大外界的无序程度。就是说，自然界中部份有序结构是靠其余部份的更加无序换来的。当一个系统（或部分）变得更加有序，必然有另一个系统（或部分）变得更加无序。工业化会造成环境的污染；人类社会的发展，文明程度的提高，是以破坏自然生态环境为代价。因为文明程度的高低，社会发展的水平，是以利用能源的能力来判断【5】，科学技术可以实现能量的转化，但是无法100%利用。在转化过程中，总是有一部分能量会被浪费掉。
（6）， "有效能量"指的是，可以被利用的能量；"无效能量"指的是，无法再利用的能量。宇宙的能量总和是一个常量，而每一次能量转化，必然有一部分"有效能量"变成"无效能量"使熵增加，因此不难推论，有效能量越来越少，无效能量越来越多。……

一个宇宙是从两个相反方向走向死亡：

(6).1, 物质惰性的自发运动，宇宙会向熵增加方向变化，最终走到"热寂"未日。

(6).2, 物质的意识活动，虽然能让部份宇宙走向有序，却会使余下部份宇宙更加无序，总体上是加速了宇宙"热寂"未日的到来。

意识会让宇宙的有序部份呈现宝塔式发展，大脑会越来越复杂，人将越来越聪明，科学技术越来越先进，人类改造世界的创造能力越来越强，……最终会发展到什么样子，……宇宙大爆炸的奇点状态（物质有序的极限状态）注：这是作者的猜想。

二，根据上面阐述的科学思想和哲学观念，提出三条基本定律：

1，孤立系统与外界没有能量交换，没有能量交换说明外界对孤立系统没有意识作用，系统总自发地使整个系统的熵S值增大，混乱程度加大。

定律（1），孤立系统在无意识作用时，熵”S”值的增加速度”u”是匀速的，加速度”a”为零。

设意识作用为”F”; 系统熵为”S”; 熵”S”对时间”t”的变化率为”u”; 加速度为”a”.

令u=dS/dt

a=du/dt=d2S/dt2

系统在无意识作用时F=0,

u=dS/dt=c(常量),

a=du/dt=d2S/dt2=0,

因熵是匀速增加,ｕ是常量,而且ｕ≧0(大于0为系统不可逆;等于0为系统可逆)

2，意识本质是：使物质从不确定态变为确定态的原因；是世界有序性的根源；具体表现为一个系统对另一个系统的作用。

受意识作用的系统熵S的增加速度“u”一定发生了变化, 有加速度产生; 反之,如一个系统熵S的增加速度”u”发生了变化, 有加速度产生, 说明该系统一定受到另一个系统的意识作用。

定律（2），一个系统受另一系统的意识作用”F”，该系统熵”S”的增加速度”u”会发生变化, 有加速度”a”产生，且”a∝F” ，即”a”和”F”成正比。

因意识作用”F”和加速度”a”成正比

F∝a

得公式:  

F=Ma        

其中:

a=du/dt=d2S/dt2 ; M为系统的状态参数，在Δｔ时间内设定为常数。

“F”方向为“S”的梯度方向,指向“S”减少一方。

因意识作用是使系统的有序性增大, 熵减少, 所以”a”应为负值.

讨论:

若”a”=常量

则

ｕ=-at+uₒ  

s=-½at2+uₒt

公式中”a”取绝对值, 因”t2”的系数” -½a”为负，说明”S”有极大值，当”t=uₒ/a”时， “S”极大值”=uₒ2/2a”。

  当”t=0”时, 系统熵”S”的初始速度是”uₒ “, 应为常量。

若”a(t)”是变量

则

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意识作用的机制是靠系统间信息的传递，使作用和被作用的两个系统和各子系统之间,逐步产生谐调共振和同步。靠谐调共振和同步使物质的运动向有序的方向发展.

如A系统对B系统产生意识作用, 其物理过程是这样：

开始阶段,  A和B系统因有新成分加入, 各部分的运动很不谐调, 会使混乱程度增大, 系统熵S达到最大值后, 逐步形成新的纠缠关系, 混乱程度开始减小，熵S减少，有序度增大，出现谐调共振同步一致的情况。

3, 定律（3），意识作用是相互的，A系统作用B系统,  B系统也同时作用A系统。

三, 由于意识作用，物质从无序向有序变化，在这个过程中意识努力遵守两项原则：

1，物质从无序向有序变化，会遇到阻力，需要消耗能量，但意识努力让能量沿阻力最小的途径, 让能量耗得最少。这是世界从无序向有序演化的基夲方向，即能量最小原理。

2，意识会努力把从外界吸收的能量尽量多地变换成物质有序组合相对应的有效能量E，减小无效能量E`的排放, 使能量的利用率η不断提高, 即让η=E／(E+E`)增大↗, 但始终η<1 而不会η=1。

这两项原则广泛存在于我们实际的生产和生活中，我们做任何一件事情，所选择的最佳方案往往都是最节能、最高效、最方便、省时省心的方案。如汽车设计: (1)总想使汽车的耗油量减少; (2)汽油能量的利用率η不断提高。细观自然界各类生物的生存状态和演变规律都符合以上两项原则。

对能量最小原理的实验，可以这样进行：

设想计算机解决某一问题，有多种解决方案即操作程序。计算机能量是可以测量的，最佳方案应该是计算机执行这些套方案时所用能量最小的方案。

                           

注:上面提出的设想，都有待于实验的进一步证明.

                                                           

定稿于中国四川都江堰市   2019年3日18日  

参考资料：

【1】2017天涯社区学术中国:物质能量意识是构成宇宙的三大基础,作者ab644916（倪大鹏）。

https://bbs.tianya.cn/m/post_floor.jsp?item=666&id=35798&position=44

【2】1924年，法国物理学家德布罗意提出“物质波”假说；1927年，德国物理学家维尔纳·海森堡提出测不准原理；1926年，奥地利物理学家提出的薛定谔波动方程（Schrodinger wave equation），薛定谔方程表明量子力学中，粒子以概率的方式出现，具有不确定性。

【3】在量子力学里，双缝实验（double-slit experiment）以及双缝实验更为进阶的变版如量子擦除实验和延迟选择实验等; 波函数塌缩(Wave function collapse)现象…. 这实验现象都表现出测试（意识作用）是使物质从不确定态变为确定态的原因。

【4】热力学第二定律（second law of thermodynamics）和熵增原理（the principle of the increase of entropy）。熵增原理表明，在绝热条件下，只可能发生dS≥0 的过程，其中dS = 0 表示可逆过程；dS>0表示不可逆过程, 可逆过程是一个理想过程。因此，在绝热条件下，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡态。

【5】“宇宙文明被科学家分为七个等级”，随着等级的提高，文明的科技和控制自然能源的能力也就越强。

ab从头越

https://zhuanlan.zhihu.com/p/67723208
帖稿后，文章中的公式出错，请看上面网址原文，标题是，意识的定量分析，内容完全一样。

iuniu22

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