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瞭解人類對自己的意識與周圍環境能力的研究已持續了好幾世紀。雖然意識是人類的主要成分，但研究人員仍然不能真正理解它的來源和意識存在的原理。但是一項由法國和加拿大研究人員領導的新研究提出了一個新的可能性「意識是不是因為我們的大腦要擴大信息內容而自然產生得來的？換句話說，意識是不是大腦所產生的，朝向熵狀態的一種副作用？」

熵基本上是一個用於描述系統從秩序到無序的進展程度的術語。我們用蛋來做個例子，當它完全分離成蛋黃和蛋白，它是有低熵的，但如果你把蛋給攪拌，它就有高熵，這也代表了它是最無序中的無序。


許多物理學家也都認為宇宙裡也有類似的狀況在發生。自從大爆炸後，宇宙逐漸從低熵狀態轉變為高熵狀態，因為熱力學第二定律表明熵只能在系統中持續增加，所以這解釋了為甚麼時間只能向前移動。


因此，研究人員決定應用相同的思維來解開我們腦裡的謎題，並調查當我們有意識時我們的腦裡是否有任何排列或整合的模式。


為了解決這個問題，來自多倫多大學(University of Toronto)和巴黎笛卡爾斯大學(Paris Descartes University)的一個團隊使用了一種稱為統計力學的概率論來建構出九個人腦中的神經元網絡而這當中包括了七個癲癇患者。


具體來說，他們要看的是神經元的同步，是否神經元有彼此同步擺動，以確定腦細胞是否連接在一起。他們看了兩個數據集，首先找出參與者睡著和醒來時的連接模式，然後在五個癲癇患者癲癇發作時，和他們正常擁有「警覺」狀態的大腦時的數據來做比較和找出差異。在這兩種情況下，他們看到了相同的趨勢，參與者的大腦在完全意識的狀態下顯示了更高的熵。


團隊們寫道「我們發現一個很簡單的結果，正常喚醒狀態的特點是大腦網絡之間有最大數量的可能的組態相互作用，也代表著它擁有最高的熵值。」這使研究人員都起了一個爭論，那就是意識可能只是大腦想試著擴大進行信息交換系統的一個「緊急屬性」。


在我們偏離主題之前，我們需要知道這項工作有一些很大的侷限性，而最主要的原因是因為樣本量很少。在這九個人當中很難調查出任何決定性的趨勢，尤其每個人的大腦對各種狀況都會產生不同的反應。


來自英國蘭開斯特大學(Lancaster University) 的物理學家Peter McClintock沒有參與這項研究，但他在「物理世界(Physics World」上告訴Edwin Cartlidge他找到的結果「很有趣」，但他需要使用更多的樣本來複製這個研究，而這也必須包括其他不一樣的腦的狀態，例如在麻醉下的患者。但這項研究是一個很好的起點，且也暗示著一個新的假設來解釋為什麼我們的大腦往往是有意識的。


現在團隊正在計劃進行更進一步的調查，他們想通過測量不同區域的熱力學狀態或是其他類型的組織來瞭解熵真正的定義。他們還想將他們的實驗擴展到一般的認知行為，例如，調查當人們在專注於一項任務時的狀態與他們恍神時的神經組織上的變化。


我們現在只是剛剛開始瞭解大腦的組織與它們如何影響我們的意識的階段而已，但它是一個非常有趣的謎題。這也剛好提醒了我們，我們與管理宇宙的律法是有連繫的。


該論文已被接受且已在Physical Review E上被刊登，但我們現在只能上網到arXiv.org去讀取這篇論文。





http://www.awaker.cn/news/detail_106004.html

 

 


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