经验存在于意想不到的地方，包括所有动物，无论大小，甚至可能是粗暴物质本身
最喜欢的食物的美味，被感染的牙齿的刺痛，大餐后的饱腹感，等待中时间的缓慢流逝，刻意行动的意愿，以及充满活力的混合 焦虑，就在竞争事件之前？
都是不同的体验。 跨越每一个的是，所有的都是主观的状态，所有的都是有意识的感受。 解释意识的本质似乎难以捉摸，许多人声称根本无法定义它，但定义它实际上很简单。 这里说：意识就是经验。
意识是任何体验，从最平凡到最崇高。 有些人将意识与意识区分开来； 我认为这种区别没有帮助，所以我可以互换使用这两个词。 我也不区分感觉和体验，尽管在日常使用中感觉通常保留给强烈的情绪，例如生气或恋爱。 当我使用它时，任何感觉都是一种体验。 集体来看，意识就是活生生的现实。 它是生命本身的感觉。
但是，除了我自己，还有谁有经验？ 因为你和我很相似，所以我认为你是这样的。 同样的逻辑也适用于其他人。 除了偶尔的孤独的唯我论者之外，这是没有争议的。 但是，意识在整个宇宙中有多普遍？ 随着物种对我们变得越来越陌生，意识在生命之树中的统治范围扩大到什么程度变得更加困难。
一条论点将综合信息论 (IIT) 的原则得出其合乎逻辑的结论。 它说，在所有生物体中都可以找到某种程度的经验，可能包括草履虫和其他单细胞生命形式。 事实上，根据旨在精确定义任何有意识体验的质量和数量的 IIT，体验甚至可能不限于生物实体，而是可能扩展到以前被认为是无意识的非进化物理系统——一种令人愉悦且 关于宇宙构成的简约结论。
生命之树的意识有多广泛？
细菌、真菌、植物和动物之间的进化关系通常使用生命之树的比喻来形象化。 所有生物，无论是苍蝇、老鼠还是人，都位于树的边缘，都同样适应了它们特定的生态位。
每个活的有机体都起源于行星生命的最后一个普遍共同祖先（简称为迷人的卢卡）的完整血统。 这个假设的物种生活在深不可测的 35 亿年前，位于生命之树曼荼罗的中心。 进化不仅解释了我们身体的构成，还解释了我们思想的构成——因为它们没有得到特殊的安排。
鉴于智人与其他哺乳动物在行为、生理、解剖、发育和遗传水平上的相似性，我没有理由怀疑我们所有人都经历过生活中的声音和景象、痛苦和快乐，尽管不一定像 像我们一样富有。 我们都努力吃喝，努力生育，避免受伤和死亡； 我们沐浴在温暖的阳光下，我们寻求同种动物的陪伴，我们害怕掠食者，我们睡觉，我们做梦。
虽然哺乳动物的意识依赖于功能正常的六层新皮质，但这并不意味着没有新皮质的动物没有感觉。 再一次，所有四足动物——哺乳动物、两栖动物、鸟类（特别是乌鸦、乌鸦、喜鹊、鹦鹉）和爬行动物——的神经系统的结构、动力学和遗传规范之间的相似性让我可以推断它们也体验过这个世界 . 对于其他有脊椎的生物，例如鱼，也可以做出类似的推论。
但为什么要成为脊椎动物沙文主义者呢？ 生命之树由一群无脊椎动物组成，它们四处移动，感知环境，从先前的经验中学习，展示所有的情感陷阱，与他人交流——昆虫、螃蟹、蠕虫、章鱼等等。 我们可能会反对这样的想法，即嗡嗡作响的小苍蝇或透明的脉动水母，形式如此陌生，有经验。
然而，蜜蜂可以识别面孔，通过摇摆舞将食物来源的位置和质量传达给它们的姐妹，并在它们存储在短期记忆中的线索的帮助下导航复杂的迷宫。 吹入蜂巢的气味可以触发蜜蜂返回之前遇到这种气味的地方，这是一种联想记忆。 蜜蜂具有集体决策能力，其效率使任何学术委员会委员会都感到羞耻。 这种“群体智慧”现象已经在蜂群中进行了研究，当蜂王和她的数千名工人从主要蜂群中分离出来并选择一个必须满足对群体生存至关重要的多种需求的新蜂巢时（想想当你回家的时候） 打猎）。 大黄蜂甚至可以在观看其他蜜蜂使用工具后学会使用工具。
查尔斯·达尔文在 1881 年的一本关于蚯蚓的书中，想要“了解蚯蚓有意识地行动的程度以及它们表现出的精神力量。” 达尔文研究了它们的摄食行为，得出的结论是，复杂动物和简单动物之间没有绝对的界限，将更高的智力分配给一个，而不是另一个。 没有人发现将有情与无情生物分开的卢比孔。
当然，动物意识的丰富性和多样性会随着它们的神经系统变得更简单、更原始而减少，最终变成一个组织松散的神经网络。 随着底层组装的步伐变得更加缓慢，生物体体验的动态也会减慢。
经验甚至需要神经系统吗？ 我们不知道。 有人断言，植物王国的成员树木可以以意想不到的方式相互交流，并且它们会适应和学习。 当然，所有这些都可以在没有经验的情况下发生。 所以我会说证据很有趣，但非常初步。 当我们一步一步地走下复杂的阶梯时，我们要走多远才没有一丝觉知？ 再说一次，我们不知道。 基于与我们直接熟悉的唯一主体——我们自己的相似性，我们已经达到了绑架的极限。
宇宙中的意识
IIT 提供了不同的推理链。 该理论准确地回答了谁可以有经验的问题：任何具有非零最大值的综合信息； 任何具有内在因果力的东西都被认为是一个整体。 这个整体的感觉，它的经验，是由它最大程度地不可约的因果结构所赋予的。 它存在多少是由它的综合信息决定的。
换句话说，该理论并没有规定经验开启有某种神奇的门槛。 相反，意识程度用 Φ 或 phi 来衡量。 如果 phi 为零，则系统本身不存在； 任何 Φmax 大于 0 的东西都是为自己而存在的，有内在的观点，并且具有某种程度的不可约性——这个数字越大，它就越有意识。 这意味着那里有很多整体。
当然，这包括人类和其他具有新皮质的哺乳动物，我们在临床上知道这是经验的基础。 但鱼类、鸟类、爬行动物和两栖动物也拥有端脑——大脑中最大和最发达的部分——在进化上与哺乳动物皮层相关。 考虑到随之而来的电路复杂性，端脑的内在因果能力可能很高。
当考虑与我们非常不同的生物（例如蜜蜂）的神经结构时，我们面临着巨大而难以驯服的神经元复杂性——在一粒藜麦大小的体积内大约有 100 万个神经元，电路密度比 10 倍 我们引以为豪的新皮质。 与我们的小脑不同的是，蜜蜂蘑菇状的身体是高度反复连接的。 这个小小的大脑很可能形成了一个最大程度不可约的因果结构。
综合信息不是关于输入-输出处理、功能或认知，而是关于内在因果力量。 从意识与智力密切相关的神话中解放出来后，该理论可以自由地摆脱神经系统的束缚，并将内在的因果力量定位在任何传统意义上不计算的机制中。
一个典型的例子是单细胞生物，例如草履虫，这是早期显微镜学家在 17 世纪后期发现的微生物。 原生动物通过细毛的鞭打运动推动自己在水中前进，避开障碍物，检测食物并显示适应性反应。 由于它们体积小、栖息地奇特，我们不认为它们是有知觉的。 但它们挑战了我们的假设。 这种微生物的早期学生之一 H. S. Jennings 很好地表达了这一点：在对这种有机体的行为进行长期研究之后，作者完全相信，如果变形虫是一种大型动物，为了进入人类的日常经验，它的行为会立即引起对它的归因。 快乐和痛苦，饥饿，欲望等等，就像我们把这些东西归咎于狗一样。
在所有生物中研究得最好的是更小的大肠杆菌，这种细菌会导致食物中毒。 它们的杆状体大约有突触那么大，在它们的保护细胞壁内容纳了数百万种蛋白质。 没有人完全模拟过如此巨大的复杂性。 鉴于这种拜占庭式的复杂性，细菌对自身的因果力不太可能为零。 根据 IIT，感觉就像是一种细菌。 它不会为它的梨形身体感到不安； 没有人会研究微生物的心理学。 但是会有一点经验的光芒。 一旦细菌溶解到其组成细胞器中，这种光就会消失。
让我们进一步缩小规模，从生物学过渡到更简单的化学和物理学世界，并计算蛋白质分子、原子核甚至单个质子的内在因果力。 根据物理学的标准模型，质子和中子是由三个带有分数电荷的夸克组成的。 夸克永远不会被自己观察到。 因此，原子有可能构成一个不可约的整体，即少量的“受意识”物质。 与构成人类大脑的大约 1026 个原子相比，成为单个原子的感觉如何？ 鉴于它的综合信息大概几乎不高于零，只是一分钟的小事，一个这个而不是这个？
为了让你思考这种违反西方文化敏感性的可能性，请考虑一个有启发性的类比。 宇宙的平均温度是由大爆炸留下的余辉，即宇宙微波背景辐射决定的。 它在绝对零以上 2.73° 的有效温度下均匀地遍布空间。 这是完全寒冷的，比任何陆地生物能够生存的温度都要低数百度。 但温度非零这一事实意味着深空相应的微量热量。 这当然意味着相应的少量经验。
就我在讨论单细胞有机体的心理而言，更不用说原子了，我已经进入了纯粹的推测领域，这是我作为一名科学家一生都被训练要避免的事情。 然而，三个考虑因素促使我将谨慎抛诸脑后。
首先，这些想法是 IIT 的直接扩展——用于解释人类水平的意识——到物理现实的截然不同的方面。 这是强大的科学理论的标志之一——通过推断远离理论原始范围的条件来预测现象。 有很多先例——时间的流逝取决于你旅行的速度，时空可以在被称为黑洞的奇点处分解，人、蝴蝶、蔬菜和肠道中的细菌使用相同的机制来存储和复制 他们的遗传信息等等。
其次，我佩服这个预言的优雅和美丽。 （是的，我完全认识到，过去 40 年的理论物理学提供了充分的证据，证明追求优雅的理论并没有产生描述我们生活的实际宇宙的新的、可经验检验的证据。）心智不会突然出现 物理的。 正如莱布尼茨所说，natura non facit saltus 或自然不会突然飞跃（毕竟，莱布尼茨是微积分的共同发明者）。 没有不连续性也是达尔文思想的一个基石元素。
内在的因果力量消除了心灵如何从物质中出现的挑战。 IIT规定它一直存在。
最后，IIT 关于心理比传统假设更为广泛的预测与一个古老的思想流派产生了共鸣：泛心论。
许多但不是所有的事情都是有意识的
各种形式的泛心论的共同点是相信灵魂（psyche）存在于一切（pan）中，或者无处不在。 不仅在动物和植物中，而且一直到物质的最终成分——原子、场、弦或其他任何东西。 泛心论假设任何物理机制要么是有意识的，要么是由有意识的部分构成的，要么是更大意识整体的一部分。
西方一些最聪明的人认为物质和灵魂是一种物质。 这包括古希腊的前苏格拉底哲学家泰勒斯和阿纳克萨哥拉斯。 柏拉图拥护这样的想法，文艺复兴时期的宇宙学家佐丹奴·布鲁诺（1600 年被活活烧死）、亚瑟·叔本华和 20 世纪的古生物学家和耶稣会士泰尔哈德·德·夏尔丹（他的著作为意识的进化论辩护，被他的教会禁止）也是如此。 直到他去世）。
尤其引人注目的是许多具有明确泛心论观点的科学家和数学家。 当然，最重要的是莱布尼茨。 但我们也可以包括开创心理学和心理物理学的三位科学家——古斯塔夫·费希纳、威廉·冯特和威廉·詹姆斯——以及天文学家和数学家亚瑟·爱丁顿、阿尔弗雷德·诺斯·怀特黑德和伯特兰·罗素。 随着现代对形而上学的贬低和分析哲学的兴起，上个世纪不仅从大多数大学系，而且从整个宇宙中彻底驱逐了精神。 但这种对意识的否认现在被视为“大愚蠢”，泛心论正在学术界内复兴。
关于存在的争论围绕着两个极端组织：唯物主义和唯心主义。 唯物主义及其现代版本被称为物理主义，从伽利略·伽利莱的实用主义立场中获益匪浅，他将思想从所研究的对象中剔除，以便从外部观察者的角度描述和量化自然。 它这样做的代价是忽略了现实的核心方面——经验。 欧文·薛定谔，量子力学的奠基人之一，以其最著名的方程命名，清楚地表达了这一点：奇怪的事实是，一方面，我们对周围世界的所有知识，无论是在日常生活中获得的知识，还是通过最精心计划和艰苦的实验室实验所揭示的知识，都完全依赖于直接的感官知觉，而另一方面 这种知识未能揭示感官知觉与外部世界的关系，因此在我们在科学发现的指导下形成的外部世界的图片或模型中，所有感官品质都不存在。
另一方面，唯心主义对物质世界没有什么可说的，因为它被认为是心灵的虚构。 笛卡尔二元论在紧张的婚姻中接受了两者，在这种婚姻中，两个伴侣平行地过着他们的生活，彼此不说话（这是互动问题：物质如何与短暂的心灵互动？）。 表现得像一个受挫的情人，分析的逻辑实证主义哲学否认合法性，在更极端的版本中，甚至否认心理-身体关系中存在一个伙伴。 它这样做是为了混淆它无法处理心理问题。
泛心论是单一的。 只有一种物质，不是两种。 这优雅地消除了解释精神如何从身体中出现的需要，反之亦然。 两者并存。
但是泛心论的美是贫瘠的。 除了声称一切事物都有内在和外在的方面之外，它对两者之间的关系没有任何建设性的说法。 一个孤零零的原子在星际空间飞驰而过，百亿万亿组成人脑，无数原子组成沙滩，体验上的区别在哪里？ 泛心论对这些问题保持沉默。
IIT 与泛心论分享了许多见解，从基本前提开始，即意识是现实的内在、基本方面。 两种方法都认为意识在动物王国中存在不同程度。
在其他条件相同的情况下，综合信息和丰富的经验会随着相关神经系统复杂性的增加而增加，尽管神经元的绝对数量并不能保证，如小脑所示。 意识随着警觉和睡眠而起伏。 它会在整个生命周期中发生变化——随着我们从胎儿成长为青少年并成熟为具有完全发育的皮质的成年人，它变得更加富有。 当我们熟悉浪漫和性关系、酒精和毒品，以及我们对游戏、体育、小说和艺术的欣赏时，它会增加； 随着我们老化的大脑磨损，它会慢慢瓦解。
不过，最重要的是，IIT 是一种科学理论，与泛心论不同。 IIT 预测神经回路与体验的数量和质量之间的关系，如何构建检测体验的仪器，纯体验（没有任何内容的意识）以及如何通过大脑桥接来扩大意识，为什么大脑的某些部分有它 而其他人则没有（后皮质与小脑），为什么具有人类意识水平的大脑会进化，以及为什么传统计算机只有一小部分。
在讲授这些问题时，我经常会得到你必须要开玩笑的眼神。 一旦我解释了泛心论和 IIT 都没有声称基本粒子有思想或其他认知过程，这就过去了。 然而，泛心论确实有一个致命弱点——组合问题，IIT 已经彻底解决了这个问题。
关于群体思维的不可能性，或者为什么你的神经元没有意识
威廉詹姆斯在美国心理学的基础文本“心理学原理”（1890）中给出了一个令人难忘的组合问题示例：拿一个十几字的句子，拿十二个人对每一个字说。 然后让这些人站成一排或挤成一排，让每个人尽可能专心地思考他的话； 任何地方都不会有整个句子的意识。
经验不会聚合成更大的、更高级的经验。 密切互动的恋人、舞者、运动员、士兵等不会产生群体意识，他们的经验超出了组成群体的个人的经验。 约翰塞尔写道：意识不能像一层薄薄的果酱一样遍布宇宙； 必须有一个点，我的意识结束而你的意识开始。
对于为什么会这样，泛心论还没有提供令人满意的答案。 但 IIT 确实如此。 IIT 假设只存在集成信息的最大值。 这是排除公理的结果——任何有意识的体验都是确定的，有边界的。 经验的某些方面存在，而大量可能的感受却不存在。
考虑上面的图片，我正在看着我的狗 Ruby，并且有一种特殊的视觉体验，一种最大程度不可约的因果结构。 它是由潜在的物理基础，整体构成的，这里是我后皮层热区中意识的特定神经关联。 但体验并不等同于整体。 我的经验不是我的大脑。
这个整体有明确的边界； 一个特定的神经元要么是它的一部分，要么不是。 即使这个神经元为整体提供了一些突触输入，后者也是正确的。 定义整体的是最大的综合信息，最大值是在所有时空尺度和粒度级别上评估的，例如分子、蛋白质、亚细胞器、单个神经元、它们的大集合、大脑与之交互的环境，以及 很快。
形成我的意识体验的是不可简化的整体，而不是潜在的神经元。 所以不仅我的经验不是我的大脑，而且肯定不是我的单个神经元。 虽然培养皿中的少数培养神经元可能有少量的经验，形成一个迷你思维，但构成我后皮质的数亿个神经元并不包含数百万个迷你思维的集合。 只有一个心智，我的心智，由我脑中的整体构成。
其他整体可能存在于我的大脑或我的身体中，只要它们不与后热区整体共享元素。 因此，感觉就像是我的肝脏，但鉴于肝细胞之间的相互作用非常有限，我怀疑它感觉很多。
排除原理也解释了为什么在慢睡时意识会停止。 此时，δ波在脑电图中占主导地位，皮层神经元有规律的超极化下降状态，在此期间它们是沉默的，当神经元去极化更多时，其间穿插着活跃的上升状态。 这些开启和关闭时段是区域协调的。 结果，皮质整体分解，破碎成相互作用的神经元小团。 每个人可能只有一点点综合信息。 实际上，“我的”意识在深度睡眠中消失了，取而代之的是无数微小的整体，醒来时没有一个会被记住。
排除假设还决定了是否有意识实体的集合——蚁群中的蚂蚁、组成树的细胞、蜂巢中的蜜蜂、低语群中的椋鸟、八只半自主手臂的章鱼，或数百名中国舞者 2008 年北京奥运会开幕式上精心设计的音乐家和音乐家——作为有意识的实体存在。 一群水牛在踩踏或人群中可以表现得好像它有“一个思想”，但这仍然只是一个比喻，除非有一个现象实体感觉像是超越组成个体的经验的东西 团体。 根据 IIT，这将需要单个整体的灭绝，因为它们中的每一个的综合信息都小于整体的 Φmax。 人群中的每个人都会将他或她的个人意识放弃给团队的思想，就像被同化到“星际迷航”宇宙中的博格人的蜂巢思想中一样。
IIT 的排除假设不允许个人和群体思想同时存在。 因此，阿尼玛世界或世界灵魂被排除在外，因为它要求所有有情众生的思想都被熄灭，以支持无所不包的灵魂。 同样，成为美利坚合众国的三亿公民也没什么感觉。 作为一个实体，美国拥有相当大的外在因果权力，例如处决其公民或发动战争的权力。 但是这个国家没有最大程度的不可约的内在因果力。 国家、公司和其他团体代理人作为强大的军事、经济、金融、法律和文化实体存在。 它们是聚合体，但不是整体。 他们没有现象的现实，也没有内在的因果力量。
因此，根据 IIT，单个细胞可能具有某种内在存在，但这并不一定适用于微生物组或树木。 动物和人是为自己而存在的，但牛群和人群却不是。 甚至原子也可能为自己而存在，但肯定不是勺子、椅子、沙丘或整个宇宙。
IIT 为每个整体设置了两个方面：一个为世界所知并与包括其他整体在内的其他对象相互作用的外部方面； 还有一个内部方面，它的感觉，它的体验。 它是一个孤独的存在，没有通往其他整体内部的直接窗户。 两个或多个整体可以融合形成一个更大的整体，但代价是失去以前的身份。
最后，泛心论对于机器的意识没有什么可理解的。 但 IIT 确实如此。 传统的数字计算机，由具有稀疏连接性且输入和输出之间几乎没有重叠的电路组件构成，并不构成一个整体。 计算机只有极少量的高度分散的内在因果能力，无论它们执行什么软件，也不管它们的计算能力如何。 机器人，如果他们的物理电路和今天的 CPU 一样的话，就无法想象电子羊了。 当然，可以构建非常模仿神经元架构的计算机器。 这种神经形态工程工件可能具有大量集成信息。 但我们离这些还很远。
IIT 可以被认为是物理学对我们生活的中心事实——意识的延伸。 教科书物理学处理对象之间的相互作用，由外在的因果力量决定。 我和你的经历是具有不可还原的内在因果能力的大脑从内部感觉的方式。
IIT 提供了一个有原则的、连贯的、可测试的和优雅的描述这两个看似不同的存在领域——身体和精神——之间的关系，其基础是外在和内在的因果力量。 两种不同的因果力是解释宇宙中一切事物所需的唯一材料。 这些力量构成了终极现实。
进一步的实验工作对于验证、修改甚至拒绝这些观点至关重要。 如果以历史为指导，那么未来在实验室和诊所，或者可能是在地球外的发现，会让我们大吃一惊。
我们已经到了旅程的终点。 在我们的极星之光——意识——的照耀下，宇宙展现出自己是一个有序的地方。 它远比现代性更有思想，被其对自然世界的技术优势所蒙蔽，认为它是。 这种观点更符合早期尊重和敬畏自然世界的传统。
经验存在于意想不到的地方，包括所有动物，无论大小，甚至可能是粗暴物质本身。 但意识并不存在于运行软件的数字计算机中，即使它们说方言也是如此。 越来越强大的机器会以虚假的意识进行交易，这可能是最愚蠢的。 但正是由于自然的、进化的和人工的、工程的智能之间迫在眉睫的对抗，绝对有必要断言感觉在生活中的核心作用。
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