Scholes 提出:生命或许不靠真正的量子效应,而是用经典振荡网络“数学上模仿”量子行为
核心概要
化学家 Gregory Scholes 与其合作者在过去三年的一系列论文中提出并演示,由大量相互作用的经典振荡单元组成的复杂网络可以涌现出在数学上等同于希尔伯特空间向量的状态,从而“量子式地”模仿量子比特、叠加与干涉,为量子生物学提供了一条不依赖真实量子相干性的替代解释路径。
深度剖析
Scholes 认为,生命可能并非利用真正的量子效应,而是用经典系统去模仿量子效应;这类网络产生的状态只是“quantumlike”(类量子),并非真正量子。 此前量子生物学的主流思路是寻找生物体内长寿命的量子相干,例如 2007 年 Fleming 团队在光合捕光复合物中观察到的同步“拍频”被当作相干证据;Scholes 本人早期也做过类似实验并得出相似结论,如今他转向相反方向,提出“量子生物学中的量子也许根本不来自量子力学”。 这是基于 Scholes 及其合作者过去三年多篇论文的综述性报道,包含他本人的直接引述,属于观点与框架层面的论证,而非单一对照实验。
2024 年 Scholes 找到一种设计复杂振荡网络的方法,使网络涌现出稳定的同步模式,这些模式可被数学地描述为希尔伯特空间中的向量,并能模仿最简单的量子单元——量子比特(qubit)。 把量子叠加与干涉的数学结构(向量空间、相位关系)与经典复杂网络的涌现同步行为对应起来,说明这种类量子状态“严格来自图的数学结构”,而非来自物理上的量子过程。 报道引用了 Purdue 计算机科学家 Ethan Dickey 的评价,称只要以某些并不过分的方式构造图,就会自然出现这种优雅的数学对象;证据形式为数学构造与同行评论。
后续工作把类量子比特连接成更大的网络,并演示了如何设计网络来模仿量子版本的“逻辑门”,从而具备进行计算的概念蓝图。 从单个类量子比特推进到可组合的网络与逻辑门,指向量子机器学习与复杂系统建模的潜在应用。 报道同时指出限制:连接类量子比特时底层网络复杂度会爆炸式增长,Scholes 称要完美模仿量子逻辑门“需要无限的物理资源”。
在神经科学方向,Wolf Singer 与同事 2025 年展示,在特定简单神经网络中引入振荡可使其更高效、更稳健,因为振荡的相位编码了事件在时间上的相对结构。 Singer 原本对类量子建模持怀疑态度,参加 Khrennikov 的研讨会后表示,一些现实现象也许用量子物理的描述技术能更好地刻画,为类量子框架在脑与认知建模中提供了具体案例。 报道给出的是该团队 2025 年研究的结果陈述与研究者本人的态度转变,未提供样本量或效应量等细节。
启示与展望
该框架面向的是希望理解或工程化复杂经典网络的研究者,包括量子生物学、量子信息基础、复杂系统建模与量子机器学习方向;其适用场景是那些由大量相互作用振荡单元组成、能够涌现稳定同步模式的网络,例如电路、神经元网络或弹簧耦合的摆。对生物学而言,它提供的是对光合作用等过程效率的替代解释思路,而非对真实量子相干的证明;对工程而言,它提供的是设计可计算网络的概念蓝图,而非现成可扩展的器件方案。
报道明确指出,目前仍没有任何长寿命量子相干具有生物功能的确定性证据,鸟类磁导航与人类意识等假设的支持程度不一。类量子框架本身仍在发展中:Scholes 正在研究经典系统能否有意义地模仿纠缠,Dickey 在 2026 年的工作扩展了可产生的量子态种类,并试图找到计算上高效的生成方式。读者仍需关注的是,数学上的相似性能否转化为对具体生物现象的可检验预测,以及复杂度爆炸的限制在多大程度上能被绕过。
