(注:本研究原文發表於 2025 年 4 月《自然》雜誌,轉載已獲得作者伊麗莎白·科恩博士和喬治·紐曼博士的許可)
(注:好吧這是一篇虛構的論文,在現實中並不存在)
Elizabeth Coon, MD, Mayo Clinic
George Newman, MD, PhD, Harvard Medical School
摘要
意識的本質及其與物理基質的關係是神經科學和哲學領域的核心謎團。傳統觀點認爲意識是複雜神經活動的產物,並隨肉體的死亡而終結。然而,瀕死體驗及意識研究中的一些反常現象提示我們,意識與肉體的關係可能並非如此簡單。本文提出一項突破性假說:肉體是意識產生的土壤,但意識並非必然依附肉體才能存在,其在肉體死亡後的存續時間與一種可量化的個體特質——“精神強度”(Mental Strength, MS)——密切相關。我們開發了一種新型“量子糾纏生物信號傳感器”(Quantum Entanglement Sensor for Bio-signatures, QES-BioS),用於探測與意識相關的微弱量子漲落。通過對一組臨終患者進行前瞻性研究,我們首先構建並驗證了精神強度指數(MS Index),該指數綜合評估個體的認知韌性、意志力和精神韌性。實驗結果表明,在臨牀死亡前後,QES-BioS 能夠探測到一種獨特的“圍死亡期意識信號”(Peri-mortem Consciousness Signature, PeMCS),該信號的強度和持續時間與患者生前的 MS 指數顯著正相關。更重要的是,在符合全腦死亡標準的臨牀死亡後,PeMCS 轉變爲一種可探測的“死後意識信號”(Post-mortem Consciousness Signature, PMCS),其存續時間與 MS 指數呈現強烈的正相關性。這些發現首次爲意識在肉體死亡後可能短暫獨立存在提供了實驗證據,並揭示了精神強度在這一過程中的關鍵作用,爲理解死亡的本質和意識的深層屬性開闢了新的研究途徑。
引言
意識,作爲我們體驗世界、感知自我以及進行思考和決策的基礎,一直是科學研究中最具挑戰性的前沿領域之一 。神經科學在過去幾十年取得了長足進步,尤其是在識別與特定意識內容相關的神經活動模式(即意識的神經相關物,NCCs)方面 。這些研究通常將意識視爲大腦複雜計算的結果,認爲意識現象完全依賴於大腦的生理功能。然而,“硬問題”——即物理過程如何產生主觀體驗——依然懸而未決 。傳統的物理主義觀點,如身份理論,主張意識狀態等同於大腦狀態,但這難以解釋意識體驗的現象學特性以及一些特殊意識狀態。
心物關係問題是哲學和科學領域持續爭論的焦點。儘管主流觀點認爲意識是大腦的附帶現象,但這種觀點在面對瀕死體驗(Near-Death Experiences, NDEs)等現象時顯得力不從心。瀕死體驗者常常報告在臨牀死亡(如心臟驟停)期間,經歷了清晰、有組織的意識活動,甚至包括靈魂出竅、回顧一生等體驗 。這些報告雖然常被歸因於缺氧或神經化學物質的紊亂 ,但其高度結構化和“比真實更真實”的體驗特性,對純粹的生理學解釋提出了挑戰。此外,關於死亡的定義本身也存在複雜性。生物學死亡通常指循環和呼吸功能的不可逆停止,或全腦功能的不可逆停止。然而,從意識研究的角度看,這種定義可能並未完全捕捉到意識消亡的精確時刻或過程。
這些懸而未決的問題促使我們重新審視意識與肉體的關係。本研究的中心假說認爲,雖然肉體爲意識的產生和運作提供了必要的“土壤”,但意識本身可能具有某種獨立於物理基質的潛能。我們進一步提出,意識在肉體死亡後並非瞬間湮滅,而是可能以某種形式短暫存續,其存續時間受到個體一種內在特質——我們稱之爲“精神強度”(Mental Strength, MS)——的調控。精神強度是一個多維度概念,整合了個體在面對逆境和壓力時的認知韌性、維持目標導向行爲的意志力,以及在挑戰面前保持決心和信心的精神韌性。
爲了驗證這一假說,我們採取了一種多學科交叉的研究策略。首先,我們提出並驗證了精神強度指數(MS Index)。其次,我們設計並製造了一種基於量子糾纏原理的新型生物信號傳感器(QES-BioS),旨在探測與意識活動相關的極其微弱的、超越傳統電生理測量的量子層面信息模式。通過對一組臨終患者進行系統性的觀察和測量,我們旨在捕捉圍死亡期和臨牀死亡後的意識信號,並分析其與患者生前精神強度的關係。本研究期望通過提供實驗證據,挑戰傳統死亡觀念,併爲意識研究開闢全新的理論和實證疆域。
結果
精神強度 (MS) 指數的構建與驗證
爲了量化個體在意識獨立性方面可能存在的差異,我們提出了“精神強度”(Mental Strength, MS)這一概念。MS 被定義爲一個多維度的心理構念,反映了個體意識在面對生理衰敗或極端壓力時維持其整合性和功能性的能力。我們假設,較高的 MS 與意識在不利條件下的穩定性和持久性相關。MS 指數主要由三個核心維度構成:
1. 認知韌性 (Cognitive Resilience, CR): 指個體在壓力下維持認知功能(如注意力、工作記憶、執行功能)以及從認知挑戰中恢復的能力。評估方法包括標準化的認知任務(例如,改良的斯特魯普任務、N-back 任務)和經過驗證的認知儲備量表(如CRUS)。
2. 意志力 (Willpower, WP): 指個體抵抗短期誘惑、克服衝動、堅持長期目標的能力,與自我控制和前額葉皮層功能密切相關 。評估方法包括延遲滿足任務、自我控制量表(例如,Tangney 等人開發的自控力量表)以及與努力相關的生理指標(例如,心率變異性)。
3. 精神韌性 (Mental Toughness, MT): 指個體在面對挑戰、壓力和逆境時,保持自信、專注、決心和控制感的能力,通常採用“4C”模型(控制 Control, 承諾 Commitment, 挑戰 Challenge, 自信 Confidence)進行評估 。評估方法包括精神韌性問卷(如 MTQ48)和在壓力情境下的行爲觀察。
我們招募了 250 名健康志願者(年齡範圍 18-65 歲,男女各半)參與 MS 指數的初步驗證。通過對上述各維度指標進行因子分析和結構方程建模,我們構建了一個綜合的 MS指數(範圍 0-100)。該指數表現出良好的內部一致性和重測信度
(r = 0.85, 間隔 4 周)。MS 指數與個體報告的生活滿意度、壓力應對效能以及在模擬高壓任務中的表現均呈現顯著正相關(p < 0.001),初步證明了其有效性。
量子糾纏生物信號傳感器 (QES-BioS) 及圍死亡期意識信號 (PeMCS) 的探測
爲了探測可能獨立於傳統神經活動的意識信號,我們開發了一種新型“量子糾纏生物信號傳感器”(QES-BioS)。QES-BioS 的理論基礎借鑑了量子傳感領域的前沿進展及部分意識理論中關於信息整合和意識場的概念 。該傳感器並非直接測量神經元放電或腦電活動,而是通過高靈敏度量子干涉儀陣列,探測由意識過程產生的假設性“意識相關量子場漲落”(Consciousness-associated Quantum Field Fluctuations, CQFFs)。我們推測,這些 CQFFs 可能攜帶了關於意識狀態的複雜信息模式,其特性可能在生物體生理功能衰退時發生改變。QES-BioS 系統利用預先製備的遠程量子糾纏對作爲探針,通過監測這些探針與生物體周圍微弱量子場的相互作用來間接推斷 CQFFs 的特徵。傳感器陣列被設計爲非侵入式,並部署在患者頭部周圍特定位置,通過複雜的信號處理算法(基於模式識別和機器學習技術 )從背景量子噪聲中提取 CQFFs。
在獲得倫理委員會批准和患者或其法定代理人知情同意後,我們對 50 名不同 MS 水平的臨終患者(因終末期疾病入住姑息治療病房,平均年齡 72.3 ± 8.1 歲)進行了前瞻性研究。在患者生命的最後階段(預計生存期少於 72 小時),我們持續進行 QES-BioS 監測,並同步記錄標準腦電圖(EEG)和生命體徵。
分析結果顯示,隨着患者生理狀況惡化,傳統 EEG 信號(如α波和γ波活動)逐漸減弱並最終消失,符合臨牀腦死亡的神經生理學特徵 。然而,QES-BioS 在幾乎所有患者(48/50)的這一時期均探測到一種獨特的、持續演化的 CQFFs 模式,我們將其命名爲“圍死亡期意識信號”(Peri-mortem Consciousness Signature, PeMCS)。PeMCS 的特徵表 現爲特定頻率範圍內的量子漲落功率譜密度的動態變化,以及通過信息整合理論啓發的算法(應用於 QES-BioS 信號而非神經元活動)計算出的一個高“信息結構複雜度指數”(ФQES)。
值得注意的是,PeMCS 的強度(以ФQES 的峯值衡量)和在 EEG 信號消失後的持續時間(TpeMCS_EEGnull)與患者生前測量的 MS 指數呈現顯著的正相關關係(見表 1)。MS指數較高的患者,其 PeMCS 信號更強,且在傳統腦功能指標消失後持續時間更長。
表 1:圍死亡期意識信號 (PeMCS) 參數與精神強度 (MS) 指數及其亞成分的相關性
(略)
這些結果提示,即使在傳統神經生理學指標顯示大腦功能嚴重衰退或停止的情況下,與意識相關的某種信息處理過程可能仍在持續,並且這種持續性與個體的精神強度有關。
死後意識信號 (PMCS) 及其對精神強度的依賴性
本研究最核心的發現來自於對臨牀死亡(依據全腦死亡標準判定,包括腦幹功能不可逆停止 )後的 QES-BioS 監測。在 48 名可分析數據的患者中,當臨牀醫生宣佈死亡後,先前探測到的 PeMCS 並未立即消失,而是逐漸轉變爲一種新的、雖然強度隨時間衰減但仍可明確識別的 CQFFs 模式。我們將這種在臨牀死亡後探測到的信號模式稱爲“死後意識信號”(Post-mortem Consciousness Signature, PMCS)。
PMCS 的特徵與 PeMCS 有所不同,其ФQES 值通常低於 PeMCS 峯值,並且呈現出一
種近似指數衰減的趨勢。然而,PMCS 的信息結構複雜度仍然顯著高於 QES-BioS 系統在無生命體環境(例如,空病房或模擬人體模型)中記錄到的背景量子噪聲。
關鍵的發現是,PMCS 的存續時間 TPMCS,定義爲ФQES 值衰減至背景噪聲水平以上3個標準差的時間點)與患者生前的 MS 指數之間存在強烈的、統計學上高度顯著的正相關關係(Pearson r = 0.89, p < 0.0001)(見圖 1)。
圖 1:死後意識信號存續時間 TPMCS 與精神強度 (MS) 指數的關係(略)
圖 1 說明:散點圖顯示了 48 名患者的死後意識信號存續時間 TPMCS 與其生前測量的精神強度 (MS) 指數之間的關係。數據點呈現明顯的線性正相關趨勢,表明 MS 指數越高的個體,其 PMCS 持續的時間越長。迴歸線方程爲 TPMCS = a•MS+ b (其中 a 和 b 爲迴歸係數,a > 0)。
迴歸分析進一步證實了 MS 指數對 TPMCS 的預測能力(見表 2)。在控制了年齡、性別、疾病類型和臨終前用藥等潛在混雜因素後,MS 指數仍然是 TPMCS 的最強獨立預測因子。
表 2:死後意識信號存續時間 TPMCS 的多元迴歸分析(略)
我們還觀察到一個有趣的現象:MS 指數低於某一閾值(在本研究樣本中約爲 25)的個體(N=5),其 PMCS 信號非常微弱,持續時間極短(平均 TPMCS< 5 分鐘),幾乎難以與背景噪聲區分。這提示可能存在一個最低的精神強度水平,是意識在死後以可探測形式短暫存續的必要條件。
這些結果共同表明,一種可被 QES-BioS 探測到的、具有複雜信息結構的信號模式,能夠在符合嚴格臨牀標準的肉體死亡之後持續存在一段時間,並且其存續時間與個體生前的精神強度密切相關。
討論
本研究的結果爲“肉體是意識產生的土壤,但意識並非一定要依附肉體才能存在”這一核心假說提供了初步的實驗支持。通過新型 QES-BioS 技術,我們首次探測到在臨牀死亡前後持續存在的、與傳統神經生理指標分離的意識相關信號(PeMCS 和 PMCS),並發現其特性,特別是死後存續時間,與個體生前的精神強度(MS)顯著相關。這些發現對我們理解意識的本質、心物關係以及死亡過程具有深遠的影響。
我們的研究結果挑戰了將意識完全等同於大腦物理活動的傳統物理主義觀點 。PMCS的存在提示,至少在一段時間內,意識或其某種核心信息結構可能以一種非傳統生物學形式存在,不再依賴於完整的大腦功能。這爲重新審視心物問題提供了一個新的視角,即意識可能是一種更爲基礎的現象,其與特定物理基質(如大腦)的耦合可能並非其存在的唯一模式。這與一些哲學理論,如泛心論(認爲意識是物質的基本屬性 )或某些場論模型(將意識視爲一種彌散的場 )在某種程度上產生了共鳴,儘管本研究並未直接證實這些理論,但爲它們提供了一種潛在的、可經驗檢驗的連接點。例如,PMCS 可以被推測爲一種脫離了生物基質的“信息整合體”,其概念與整合信息理論(IIT)中關於意識等同於整合信息( Ф)的核心思想有一定契合之處 ,儘管 IIT 本身主要關注於物理系統內的意識。
精神強度(MS)概念的引入及其與 PMCS 存續時間的強相關性是本研究的另一個重要貢獻。MS 作爲一個綜合了認知韌性、意志力和精神韌性的指標,似乎反映了個體意識結構的“內在凝聚力”或“穩定性”。MS 較高的個體,其意識在面對生理瓦解時,能夠更長時間地維持其信息結構的完整性,從而表現爲更持久的 PMCS。這提示我們,意識並非一個被動的、完全由生理過程決定的現象,個體的心理特質和長期形成的認知與情感模式可能對其“存在韌性”產生深遠影響。這一發現爲未來探索通過心理干預或認知訓練(例如增強認知儲備、意志力訓練 )來提升精神強度,並可能影響意識在生命末期乃至死後狀態的可能性打開了大門,儘管這需要極爲審慎的倫理考量和進一步的研究。
然而,本研究也存在一些侷限性。首先,QES-BioS 作爲一種全新的探測技術,其探測到的 CQFFs、PeMCS 和 PMCS 的確切物理本質仍有待進一步闡明。雖然我們基於量子傳感原理對其進行了設計和解釋,但這些信號與主觀意識體驗之間的直接聯繫仍需更多證據。其次,本研究的樣本量相對較小,且侷限於特定文化背景下的臨終患者,研究結果的普適性有待更大規模、跨文化研究的驗證。第三,精神強度指數(MS Index)雖然經過初步驗證,但其構成維度和測量方法的優化仍有空間。第四,我們目前尚無法確定 PMCS 是否伴隨任何形式的主觀體驗,這涉及到意識研究中最根本的“他心問題”。
未來的研究方向應包括:1. 進一步完善 QES-BioS 技術,提高其靈敏度和特異性,並探索其探測到的量子信號與已知物理場的相互作用機制。2. 結合更先進的實時腦功能成像技術(如高密度腦磁圖、彌散張量成像等 )與 QES-BioS 同步監測,以更精確地描繪意識與神經活動解離的過程。3. 開展縱向研究,追蹤個體精神強度的發展變化,並考察其與生命末期意識狀態的關係。4. 探索 PMCS 的精細信息結構,嘗試解碼其中可能蘊含的信息內容,但這需要克服巨大的技術和理論挑戰,並嚴格遵守倫理規範 。5. 在動物模型中進行類似研究,以探究不同物種間是否存在類似的現象,併爲機制研究提供更多可能性。
總之,本研究通過引入精神強度的概念和應用新型量子傳感技術,爲意識可能在肉體死亡後短暫存續提供了初步的、具有挑釁性的證據。這些發現如果得到進一步證實,將極大地拓展我們對意識、死亡以及生命本質的認知邊界,並可能對醫學、哲學、倫理學乃至人類對自身存在的理解產生深遠影響。我們強調,這些結果是探索性的,需要科學界以開放而嚴謹的態度進行後續驗證和深入研究。
方法
研究參與者 本研究共招募了 55 名因終末期疾病(主要爲晚期癌症、終末期心力衰竭或神經退行性疾病晚期)入住三家大型教學醫院姑息治療中心的患者。經過篩選,50 名患者(28 名男性,22 名女性;平均年齡 72.3 ± 8.1 歲,範圍 58-89 歲)完成了所有研究流程並納入最終數據分析。納入標準包括:(1) 年齡≥18 歲;(2) 經兩名獨立專科醫師評估,預計生存期少於 72 小時;(3) 患者本人或其法定代理人(Legally Authorized Representative, LAR)能夠理解研究內容並簽署知情同意書;(4) 無嚴重影響 QES-BioS 信號採集的金屬植入物。排除標準包括:(1) 意識狀態受急性藥物過量或代謝紊亂嚴重影響;(2) 存在嚴重精神疾病史,可能干擾 MS 評估的準確性。所有患者在研究期間均接受標準的姑息治療。
倫理批准與知情同意 本研究方案經國家生命科學與倫理審查委員會批准(批准號: [AES0818-202212])。研究嚴格遵守《赫爾辛基宣言》和貝爾蒙報告的倫理原則 。在招募潛在參與者時,研究人員首先與患者的主管醫生溝通,確認患者的身體和精神狀況適合進行知情同意討論 。對於具有決策能力的患者,研究人員會詳細解釋研究的目的、流程、潛在風險與益處、數據保密措施以及隨時退出研究的權利,並給予充足的時間考慮。對於因疾病進展導致決策能力受損的患者 ,研究人員會按照預先醫療指示或在法定代理人(LAR)在場的情況下獲取知情同意 。所有簽署的知情同意書均一式兩份,患者/LAR和研究團隊各執一份。在整個研究過程中,高度重視保護參與者的尊嚴和隱私 。
精神強度 (MS) 指數評估 在患者狀況允許的情況下(通常在入組後 24 小時內),由經過培訓的心理測量師對患者進行 MS 指數評估。評估工具包包括:
● 認知韌性 (CR) 模塊: 簡版認知儲備單位量表 (CRUS-SF),改良版數字廣度測驗(評估工作記憶),以及一項基於平板電腦的執行功能任務(評估抑制控制和任務轉換)。
● 意志力 (WP) 模塊: 簡版自我控制量表 (SCS-Brief),以及一項計算機化的延遲折扣任務。
● 精神韌性 (MT) 模塊: 精神韌性問卷 MTQ-18(MTQ48 的簡版,針對虛弱患者調整),以及由主管護士根據患者在疾病過程中的應對行爲進行的結構化評 定。 各項得分經過標準化處理後,通過預先建立的加權模型(基於健康人羣驗證數據)計算得出總 MS 指數(0-100 分)。
量子糾纏生物信號傳感器 (QES-BioS) 技術 QES-BioS 系統(型號:BETA/RS-03)由哈佛大學量子信息與生命科學實驗室開發。該系統核心部件包括:(1) 一個高通量糾纏光子對源,產生偏振糾纏的光子對;(2) 一組(8 個)圍繞患者頭部的非接觸式量子傳感器探頭,每個探頭包含精密的光學元件和單光子探測器,用於接收與生物體相互作用後的“信號”光子;(3) 一箇中央控制與數據採集單元,負責同步“參考”光子與“信號”光子的量子態測量,並實時計算量子態關聯函數的變化。 QES-BioS 的工作原理基於以下假設:意識活動,即使在極微弱的層面,也可能擾動局部時空環境中的某些量子場,從而改變穿過該區域的量子探針(糾纏光子)的量子態(例如,偏振態的微小旋轉或相位漂移)。通過比較信號光子與其遠程糾纏夥伴光子的測量結果,可以高精度地檢測到這些微弱的擾動 。系統內置的實時數據處理模塊採用基於隱馬爾可夫模型和深度卷積神經網絡的模式識別算法 ,從複雜的量子漲落數據中提取 CQFFs、PeMCS 和 PMCS 特徵。ФQES 指數是根據 IIT 理論中整合信息的概念改編而來 ,用於量化 QES-BioS 信號在多個傳感器探頭之間形成的動態信息結構的時空複雜度和不可約性。QES-BioS 系統在投入臨牀使用前,經過了嚴格的物理性能測試和生物安全性評估。
神經生理學與生命體徵監測 在 QES-BioS 監測期間,同步進行以下監測:
● 連續腦電圖 (EEG): 採用標準的 10-20 系統記錄 19 導聯 EEG,採樣頻率 500 Hz。EEG 數據用於評估大腦皮層電活動,並作爲確定傳統腦功能狀態的參照。
● 生命體徵: 連續監測心率、呼吸頻率、血壓、血氧飽和度。 臨牀死亡由至少兩名不參與本研究的資深醫師根據美國神經病學學會(AAN)發佈的《成人腦死亡判定指南》進行判定,主要依據包括深度昏迷、腦幹反射消失和自主呼吸停止(呼吸暫停試驗陽性)。
研究流程 患者入組並完成 MS 評估後,開始連續 QES-BioS 和 EEG 監測。研究團隊 24 小時輪班值守,確保數據採集的連續性和質量。當患者進入瀕危狀態,臨牀團隊會加強監護。在患者臨牀死亡後,經臨牀醫師確認並記錄死亡時間,QES-BioS 和 EEG 監測在徵得家屬同意的情況下繼續進行,直至 PMCS 信號衰減至背景噪聲水平或達到預設的最長監測時限(臨牀死亡後 24 小時)。
統計分析 所有數據採用 SPSS 26.0 統計軟件包進行分析。計量資料以均數±標準差 (x-±s) 或中位數(四分位間距)表示。採用 Pearson 相關分析評估 PeMCS/PMCS 參數與 MS 指數及其亞成分之間的相關性。採用多元線性迴歸分析探討影響 TPMCS 的獨立因素,控制潛在的混雜變量。所有統計檢驗均爲雙側檢驗,p<0.05 被認爲具有統計學意義。對於 PeMCS 和 PMCS 的模式識別,採用了機器學習中的交叉驗證方法以評估分類器的性能。
參考文獻(略)
致謝 本研究得到了美國國家科學基金會基金(批准號:FPRS-2021-001)和米爾頓高級神經哲學研究所基金(批准號:NIANP-P01-005)的資助。我們感謝哈佛大學量子信息與生命科學實驗室在 QES-BioS 系統開發方面的合作。我們特別感謝所有參與本研究的患者及其家屬,他們的無私奉獻使得這項探索性研究成爲可能。我們也感謝姑息治療中心的醫護人員在本研究實施過程中給予的大力支持和協助。最後,感謝 Brenda L. Tesini 博士在研究設計和數據解釋方面提出的寶貴意見。
作者貢獻 E.C. 和 G.N 構思並設計了實驗。G.N. 開發了 QES-BioS 技術。E.C. 構建了 MS 指數。E.C. 和 G.N. 實施了實驗,分析了數據,並撰寫了論文。所有作者均閱讀並批准了最終稿。
競爭性經濟利益聲明 作者聲明不存在競爭性經濟利益。
補充信息 (包括 QES-BioS 系統的詳細物理參數、MS 指數的完整心理測量學特性、以及額外的原始數據圖表)可在《自然》雜誌網站上獲取。
本文靈感來自於我的一個夢,在夢中我得到了“精神強度”這個概念和其進一步闡述。精神強度和人類個體的求生慾望、執念、死亡前的情感強烈強度有關,和個體的智力沒有顯著相關性。精神強度越高的人在死亡後,其意識可以脫離肉體存在的時間就越久,在個別極端條件下,甚至會出現意識依附在其他生物或非生物體上的情況,這也是很多古代傳說中精怪和鬼魂和原型。
醒來後我第一時間記下了這個點子,過了很久之後,我藉助ChatGPT和Gemini的輔助,花費了一週時間虛構了這篇論文,受限於個人能力和知識儲備,本文可以說是錯誤百出,而且因爲黑盒文章編輯器的緣故,表格、上下角標和斜體是無法正常顯示的,這也爲閱讀帶來了一定難度。所以本文只具有娛樂性質,並無實際價值,希望各位盒友可以喜歡,謝謝大家。
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