2、量子逻辑与复杂系统：隐藏变量逻辑的探索

量子逻辑与复杂系统：隐藏变量逻辑的探索

1. 引言

“量子”一词在词汇表中常被滥用。我们尝试精确阐释在研究复杂系统（如生物系统）时使用该术语的原因和方式。通过研究应对系统复杂性时产生的逻辑，我们得到一种类似量子的逻辑，这与量子物理本身无关，仅用于事后比较和解释。这种逻辑将为后续引入的神经元网络模型奠定基础。

2. 不可救药的复杂性：生物系统

我们的模型基于一种处理极端复杂性的新方法。以生物细胞为例，无论是原核细胞还是真核细胞，它由双脂质膜、复杂蛋白质受体、包含多种蛋白质和分子的复杂流体等组成。这些成分处于持续复杂的运动中，涉及扩散、蛋白质折叠和展开等过程。

描述细胞某一时刻的状态需要用包含数百万甚至数十亿个条目的实数向量对变量进行编码，如化学浓度、温度和压力梯度等。从外部看，某些微观变量不同的状态可能几乎没有可察觉的差异，即这些状态是可混淆的。这种状态的可混淆性相当于隐藏了相关变量，因为它们的微小变化被有效抑制。

同样的概念也适用于大脑等大量细胞的集合。人类大脑平均约有(10^{11})个神经元。这类系统遵循一种不同于普通布尔逻辑的正交逻辑（OL）。OL 与普通逻辑的唯一区别在于分配律不一定成立，这导致析取（OR，在该逻辑中写作⊔）不是真值函数。例如，命题(p ⊔q)可能为真，但(p)和(q)都不为真。在我们感兴趣的逻辑模型中，这种非经典析取表现为状态的叠加。隐藏变量的过程实际上是用系统的不可救药的复杂性换取了状态叠加的过程。

3. 隐藏变量学说

在实际量子物理中，隐藏变量的概念不被大多数物理学家接受。但对于复杂系统，隐藏实际变量似乎是个好主意，它能直接引出一种与实际量子理论非常相似的逻辑和现