物质也有意识吗？

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原创： Hedda Mørch 利维坦

利维坦按：日本神道教相信万物皆有灵，类似的观念在19世纪被英国的考古学家泰勒爵士（Edward Burnett Tylor）予以更明确的归纳。这是一种将一切事物分为物质性实体和意志的看法，泰勒认为原始人类为了解释梦境、生死、疾病等诸多发生在自己身上的现象，因而对于自身所不了解的事物产生崇拜，并将“灵魂”的概念推及万物，由此以宗教的形式延续至今。

本文作者所提出的观点也许可以说与泛灵论是某种意义上的“殊途同归”。桌子因为被使用而成为桌子，电子因为带有相互影响的电荷而成为电子，我们所接触的客观事实，一切物质，均是联系与结构，因此难以称为百分百的客观与真实。在这个语境下，唯一能够独立于关系而存在的，唯有意志。

听起来很玄妙，但学术界却正在慎重思考这一判断。由此带来另一层思考，我们所处的世界，其本质是物质，还是意识？

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文/Hedda Hassel Mørch

译/苦山

校对/斩光

原文/nautil.us/issue/47/consciousness/is-matter-conscious

本文基于创作共同协议（BY-NC），由苦山在利维坦发布

在科学界所有的谜题中，“意识的本质”这个问题似乎极为独特。意识是如何从物质性的大脑中产生？神经科学家们不仅给不出根本性的解释，甚至不确定有朝一日是否能找出答案。天文学家思索暗物质的本质，地质学家追寻生命的起源，生物学家试图搞懂癌症——当然，这些都是难题，但我们至少有个大致方向，知道该如何去调查这些问题，也隐约能看见最终答案的轮廓形状。然而，我们的亲身体验却无法以传统的科学手段来考察分析。遵从哲学家大卫·查默斯（David Chalmers）的构想，我们称其为意识难题（the hard problem of consciousness）。

但也许意识问题并非是唯一令人这样烦扰的。早在莱布尼茨和康德的时代，科学哲学家们就试图攻克另一个不那么为人熟知、但也同样困难的问题而不成，它就是物质难题。在物理学所描述的数学结构背后，客观物质本质上到底是什么？这个问题似乎同样无法用传统的科学手段来解决，因为我们只能观测到物质做了什么，却不能察清它自身是什么——我们能看到的只是宇宙的“软件”，而非根本上的“硬件”。表面上看，这两个问题毫无关联。但细究起来会发现，它们或许联系密切。

意识是一种涉及多个方面的复杂现象，但其中最令人困惑不解的部分是主观体验。我们的大脑似乎不仅仅是收集、处理信息。它所经历的并不仅是生物化学过程，更创造出一系列生动鲜活的感受和体验，例如“看见红色”、“感到饥饿”，或是“被哲学搞得摸不着头脑”。有这么一系列令你之为你、只有你自己才能明白的体验，其他任何人都不可能像你一样清楚体会到。

我们的意识包含一系列复杂的物理感知、情感、欲望和思绪。但原则上，意识体验可以十分简单。动物若能感受到即时的痛苦或直觉性的冲动、欲望，哪怕它并不能对这体验本身进行反思，它仍然是有意识的。我们的意识通常是对某样事物的意识——包括对世间万物、抽象观念，或是意识者本身产生注意或思索考量。但假使某人正在做一个毫不连贯的梦或是自由放飞想象力，尽管其人并未意识到任何具体的事物，他/她仍然是有意识的，这里“有意识”指的是经历了某种主观的体验。

哲学家和神经科学家们常常猜测，意识就像软件，而大脑则是硬件。

广义上的“意识”从哪儿来？现代科学让我们很有理由相信，我们的意识根植于大脑的物理和化学特性，而非源自非物质的、超自然的东西。要想得到一个有意识的系统，我们只需客观物质即可。将这些物质按正确方式组合起来（比如大脑），意识就会产生。但为什么仅仅将没有意识的物质按特定的复杂方式组合在一起，意识就会产生呢？它又是如何产生的呢？

这是个独特的难题，因为只靠实验和观察这些手段，无法得出它的答案。通过日益精密复杂的实验和愈发先进的神经成像技术，神经科学为我们绘出的“意识地图”也越来越精准——它让我们了解在大脑处于不同的物质状态下时，人会产生怎样不同的意识体验。有朝一日，神经科学或许也能向我们揭示各种意识体验所依托的大脑状态的共同点，例如：产生意识体验时，大脑中的信息都是高度整合的【见朱利奥·托诺尼（Giulio Tononi）的整合信息理论（Integrated Information Theory）】，大脑各个部位都会收到同一条讯息【见伯纳德·巴尔斯（Bernard Baars）的全局工作空间理论（Global Workspace Theory）】，或是会产生40赫兹的振荡【见弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和克里斯托夫·科赫（Christof Koch）早期提出的一种猜想】。但在这些理论中，困难问题仍未解开。一个能整合信息、散播讯息，或是产生40赫兹振荡的的系统为什么能感受到痛苦或欢愉，又是如何感受到它们的呢？仅仅从某种形式的物质复合物中就能诞生意识——不论具体是哪种形式，这一事实都同样神秘。

试图发掘构成这团复合物的实在的生物化学和物理细节似乎也起不了什么作用。比如说，在感知、辨识番茄这一体验上，就算我们能精确说明该体验发生的机制，我们还是可以问：为什么这一过程中会伴有对“红色”或其他任何东西的主观体验？我们为何不能只是经历这一物理过程，却并不对它产生意识？

图源：Entertales

从暗物质到生命起源，其他的自然现象固然让人大惑不解，但似乎远没有这么棘手。原则上来说，我们明白，理解它们的过程本质上是收集更多客观信息的过程：建造更精密的望远镜等设施、设计更缜密的实验，或是从我们已有的数据中发现新的规律和模式。如果我们有幸得知了宇宙间每一条客观实在的信息和规律，这些问题自然迎刃而解。就像在发现了DNA的客观信息后，遗传的问题就不复存在一般，它们也会以同样的方式不再成为问题。但即使我们知晓了所能想象到的一切客观信息，意识难题似乎仍然得不到解答。

这样来看，意识的深奥本质似乎超出了科学的能力范围。然而，我们理所当然地认为，物理学原则上能告诉我们关于客观物质本质的一切知识。物理学教会我们，物质是由粒子和场组成的，而粒子和场有着诸如质量、电荷和自旋等属性。物理学也许还未能将物质的根本属性尽数揭晓，但那一天有望到来。

可是，我们有理由相信，物理学并不能告诉我们有关物质的一切。宽泛地说，物理学向我们揭晓的是基本粒子能做些什么、它们和其他事物如何关联，却没法告诉我们在撇开和其他事物的联系时，它们自身的本质是什么。

比如，电荷是一种属性：携带同种电荷的粒子互相排斥，携带异种电荷的粒子互相吸引。换言之，电荷是一种和其他粒子产生联系的方式。类似地，质量是粒子受到外力时反馈在运动上的属性，也是藉由引力场吸引其他粒子的属性（译者注：即惯性质量和引力质量），它可以描述为通过扭曲时空或与希格斯场相互作用而获得的属性。这些属性同时也是粒子所能做的事情，以及粒子和其他粒子或时空之间建立联系的方式。

物质结构正是在意识体验上建立起的结构。

普遍来讲，似乎所有基本的物理属性都可以用数学手段来描述。现代科学之父伽利略有句名言说，伟大的自然之书是以数学的语言写就的。但数学语言有着明显的局限性。它只能描述抽象结构和抽象关系。比如，说到数字，我们只知道数字和数字之间、以及数字和其他数学对象之间的关系——即，它们能做什么，它们在进行相加、相乘等运算时所遵循的规律。类似地，对于诸如图论中图的结点之类的几何对象，我们所知的也只是它和其他结点之间的关系。因此，纯数学的物理学只能告知我们物理实体之间的联系，或是主导它们行动的规律。

图源：octomoosey

有人可能会好奇，刨去实物粒子能做什么和与其他事物的关联不谈，实物粒子究竟是什么呢？就其本身而言，客观物质的本质是什么？有人主张，粒子的本质就是与其他粒子的关系，但这一论点是反直觉的。若有一种关系存在，则必然有产生关系的双方，否则这种关系就是空泛的——如同没有演员的演出，没有地基的空中楼阁。换言之，物质结构只有基于本身并非纯结构性的物质才能实现和成立。不然，物质结构和单纯的数学结构之间就无法区分，实在的宇宙和抽象概念之间也将失去界限。但这种能实现物质结构、使其成立的东西究竟是什么呢？又有哪些非结构性的固有属性来刻画它？这个问题由康德的经典问题“如何认识物自身”生发而来，与其关系密切。哲学家盖伦·斯特劳森（Galen Strawson）称其为物质难题（the hard problem of matter）。

讽刺之处在于，我们通常将物理学视作描绘宇宙的硬件的学科——那些真实的、实在的东西。但事实上，客观物质（至少是物理学向我们揭示的那部分）更像是软件：一种符合逻辑的数学结构。根据物质难题所言，这一软件需要依托某些硬件的存在才能实现。物理学家们已然出色地逆推出了宇宙的基础算法，或者说源代码，但还未探明执行这些代码的实在载体是什么。

物质的困难问题和物理学中其他解释性的问题有着显著的区别。当今的物理学中有许多谜题，诸如：物质为何能具有波粒二象性？量子波函数坍缩是什么？连续场和离散个体哪个更为根本？但这些问题都只关乎如何正确认识现实的结构。哪怕我们得到了所有这些有关结构的疑问的答案，物质的困难问题仍会存在。不论我们探讨的是何种结构——从最古怪罕见的到再直观不过的——同样的问题始终存在：这一结构是如何由非结构实现的？

图源：Dynamic Science

诚然，这一问题甚至早在牛顿力学中就现出端倪，而牛顿力学所描绘的现实结构是完全符合直觉的。粗略地讲，牛顿力学认为，物质由相互作用的固体粒子组成，这些粒子要么互相碰撞，要么靠引力相互吸引。但就表现形式这样简单而直观的物质而言，其固有的本质又是什么样的呢？将牛顿定律这一软件实施执行的硬件是什么？或许有人觉得答案很简单：执行者就是固体粒子。但坚固性只是抵抗其他粒子侵压和空间重叠的特性——也就是说，它不过是另一种和其他粒子及空间之间产生的关系。物质的困难问题存在于一切对现实的结构性描述中，不论这一描述从结构层面来说有多清晰直观。

和意识的困难问题一样，物质的困难问题不能通过实验观测或收集更多客观信息来得到解决。只要物理学还是一门致力于用数学方式刻画现实的学科，这些手段就只能揭露出更多的结构。

意识的困难问题和物质的困难问题之间是否可能有所关联？将物理问题和意识问题相联系的传统已然有之，也就是量子意识论这一领域。这些理论有时会被斥为误人子弟，因其给出了荒谬的暗示：既然量子物理和意识都神秘莫测，将两者混在一起讨论或许就能拨云见日。同样的批评也可投向将意识难题和物质难题相联系的这种想法。但仔细考察之后会发现，这两个问题有着更深层次、更明确的联系，确实相辅相成。早在17世纪晚期，就出现了注意到这种联系的首批哲学家，其中为首的是莱布尼茨，但这一看法的现代精确版本则要归功于伯特兰·罗素。近来，包括查默斯和斯特劳森在内的当代哲学家们重新发现了这一理论。该理论是这样的：

物质难题追问非结构性的属性，而意识则是也许能够满足这一要求的唯一现象。意识中充斥着定性的特性，从红色引发的红色觉，到饥饿的不适感，再到思维的现象学，均是如此。这些体验也称为“感受质”（qualia），它们或许有内在结构，但绝不只有结构。我们对于意识体验本质上是什么有所了解，而非仅仅知道它们如何作用、如何和其他特性相联系。

图源：Lotus Gemology

例如，假设有一个人从未见过任何红色物体，也从不知道红色这种颜色的存在。这个人对于看到红色时的大脑状态一无所知，也不知道红色和番茄等客观物体以及光波之间的联系，更不知道红色和其他颜色的关系（如红色和橙色接近，但和绿色截然不同）。一天，这个人自发地想象出了一大块红色色块。于是，这人会明白红色是什么样的，哪怕他/她对红色和其他事物之间的联系毫不知晓。他/她所得到的知识是红色的本质，这是一种非关系性的知识。（译者注：没见过红色的人真的能想象出红色？）

这暗示着，意识——某种形式原始而基本的意识——正是物理学所描绘的软件得以依托运行的硬件。物质世界可以被视作是意识体验的结构。我们人类层次丰富的意识体验（硬件）将物质关系（代码）付诸实施，这些物质关系则组成我们的大脑（软件）。一些形式简单、基础的体验（硬件）上寄托着的物质关系（代码）则组成了基本粒子（软件）。以电子为例，电子根据基本的物理规律和其他实体建立联系，或相吸或相斥。我们可以认为，做出这些行为的仅仅是一串细微的电子体验。电子和其他粒子可被认为是拥有物质力量的精神存在，这些体验流束和其他体验流束之间产生了物质关系。

画家：Manuel Litran，原载于《巴黎竞赛画报》。图源：Getty Images

这种观点听来奇怪，甚至有些神秘学色彩，但它是通过一连串对于科学的局限性的仔细思考得出的。莱布尼茨和罗素都是坚定的科学理性主义者——这点可以从他们对物理学、逻辑学和数学的不朽贡献中得到证实——但他们同样对意识的实在性和独特性深信不疑。他们总结道，要想客观全面地看待这两种现象，需要彻底改变观念。

改变确实是彻底的。哲学家和神经科学家们常常猜测，意识就像软件，而大脑则是硬件。但新的观点却将这种猜测完全推翻了。物理学告诉了我们有关大脑的知识，但我们一路审视下去，只能从这些知识中看到软件——纯粹的一系列关系。意识实际上倒更像硬件，因为它有着明显定性、非结构性的属性。因此，物质结构正是在意识体验上建立起的结构。

物质的困难问题有了答案，意识的困难问题立刻迎刃而解。“意识如何从无意识的物质中产生”不再是个问题，因为一切物质本质上都是有意识的。“意识如何依托于物质”也不再是问题，因为其实是物质依托于意识——如同关系依托于被关系者，结构依托于实现结构者，软件依托于硬件。

也许有人会反对称，这完全是拟人化，是将人类的特质不合理地投射到自然上。毕竟，我们为什么会认为物质结构需要某个固有的实现者呢？难道不是因为我们自己的大脑有着固有的、意识性的特质，于是便倾向于认为大自然也是如此么？但这种反对说法站不住脚。“需要用是否具有固有属性来区分真实物质和抽象结构”的观点和意识本身完全无关。更何况，对拟人化这一指控可以用人类例外论予以反击。如果大脑果真是全然物质的，那么它在固有属性这一点上怎么会和其他物质有所不同呢？

意识构成了客观现实的固有部分——这一观点有许多叫法，但描述最准确的名称是“双重属性一元论”（dual-aspect monism）。一元论和二元论相对立，后者认为意识和物质从根本上是不同的两种东西。普遍认为，二元论从科学角度是说不通的，因为科学界没有任何证据表明，存在某种非物质的力量在影响大脑。

一元论主张，现实的一切都是由同种东西构成。这一论点有许多变体。最常见的一元论观点是物理主义（也称唯物主义），这种观点认为万事万物都是由物质存在构成，这种存在只有一种属性，也就是物理学所揭示出的属性。这是时下哲学界和科学界的主流观点。按照物理主义的看法，现实中的一切都可以用纯粹物质性的描述囊括。但根据意识的困难问题，对一个有意识的系统（如大脑）进行任何纯粹物质性的描述似乎都会漏掉什么：它永远无法完整刻画该系统的自我认知。也就是说，它能刻画意识客观的那部分，却无法刻画主观的那部分：它能描述大脑的功能，却不能绘出我们的精神世界。

要想客观全面地看待这两种现象，需要彻底改变观念。

罗素的双重属性一元论试图弥补这一缺陷。它认同大脑是一个依照物理规律运作的物质系统，但为物质加上了另一个内在的固有层面，这一层面不能为外在的、第三人称视角的物理学所探知，因此无法用任何纯粹物质性的描述来刻画。但尽管这一固有层面超出了物理理论的能力范围，我们仍然可以用精神观察到它。我们自身的意识组成了大脑的固有层面，正是通过它，我们得以了解、感受其他客观事物的固有层面。我们可以将叔本华对康德那简明扼要的回复稍加改写：我们能够了解物自身，因为我们即是物自身（We can know the thing-in-itself because we are it）。

双重属性一元论的形式可温和可激进。温和版本认为，物质的固有层面是所谓的原初意识特质或“中立”特质：这些特质不为科学所知，但也和意识有所区别。这些既非精神亦非物质的特性似乎本质极为神秘。和前文所述的量子意识理论类似，温和的双重属性一元论可因此被指责为是在指望用一个谜团去抵消另一个谜团。

双重属性一元论最激进的版本认为，现实的固有层面正是意识本身。这绝非主观唯心主义，主观唯心主义主张物质世界仅仅是人类意识中的一个结构，外部世界从某种意义上来说只是幻觉。根据双重属性一元论，外部世界完全独立于人类意识而存在，但不能独立于一切形式的意识存在，因为所有客观事物的自身都存在某种形式的意识，这种意识是它们自身固有的结构实现者和硬件。

画家：Manuel Litran，原载于《巴黎竞赛画报》。图源：Getty Images

作为意识困难问题的一种解答，双重属性一元论也面临着反对的声音。最常见的反对意见称，这种理论会推导出泛心论，后者认为万事万物都存在某种形式的意识。在反对者看来，这实在太不合理——基本粒子怎么可能有意识呢？确实，这个观点需要花上一点时间才能适应。但考虑一下其他选择：二元论从科学角度说不通；物理主义将科学可以探查到的、现实的客观层面视为唯一的现实，但这多半意味着意识的主观层面不过是幻觉。事实也许如此——可比起“粒子没有意识”这一猜想，我们难道不该对“我们拥有完全主观的意识”这一猜想怀有更强的自信吗？

图源：Chemistry LibreTexts

其次重要的反对意见是所谓的组合问题（combination problem）。仅仅将拥有简单意识的粒子结合在一起组成大脑，怎么就能产生这样复杂、统一的意识呢？这个问题看上去和原本的意识困难问题可疑地相似。但我和其他泛心论的支持者认为，组合问题并不如原本的困难问题那样难。从某些角度来说，探索如何从一种有意识的物质（例如一系列有意识的粒子）中生成另一种有意识的物质（例如一个有意识的大脑）要比探索如何从无意识的物质中生成有意识的物质容易不少。但许多人觉得这没什么说服力。也许这只是时间问题。原本的困难问题早已以各种形式被哲学家们苦苦思索了数个世纪。组合问题得到的关注则要少得多，这意味着找到答案的希望也大得多——也许我们只是还未来得及发现。

意识可能是真实存在的现实事物，是令我们的物理理论这一软件得以实现的基本硬件，这是个激进的观点。它完全颠倒了我们对现实的通常理解，让人很难消化。但它也许能一次性解决两个科学和哲学中最难的问题。

关于作者：

Hedda Hassel Mørch是一位挪威哲学家，在纽约大学的思维、大脑及意识中心担任博士后研究员。她的主攻方向是组合问题和其他有关双重属性一元论及泛心论的话题。

校对斩光有话说：物理学家永远无法得到本质——要探测一个东西，必须得用另一个东西，最后得到的只能是两者之间的关系，只能是本质的外显作用。电子的本质什么？作者认为，电子的硬件是“一些形式简单、基础的体验”，而且，我们能用自己意识的本质直接体验到电子的本质，毕竟双重属性一元论的根基就是——“尽管这一固有层面超出了物理理论的能力范围，我们仍然可以用精神观察到它”。

那就让我们想象自己变成电子，体验一番电子的本质。根据量子力学的描述，我们无处不在，但又经常坍缩到一点，我们可以接近光速前进，我们绕着原子核转得头晕眼花……但要真的弄清楚到底是什么体验，你还得写出一堆方程来描述电子的行为——难道你就因为自己和电子都拥有意识、当上了亲戚，然后一个直觉就能“噗”地一声冒出来，告诉你电子下个瞬间会出现在哪里？

也许作者会反驳，那些描述都是电子的行为，不是电子的本质。那就问问作者体会到电子的本质了吗？她可能反驳，电子太小了，我们不能体会到一个电子的本质。那么说，只有我们的感官能直接感觉到的东西，我们才能体会到它的本质吗？

还有一种可能，我们还是能体会到这么小的东西的本质的，否则“双重属性一元论”就实在是太弱了。电子的本质就是一头喷火龙。我已经感受到了，密密麻麻的喷火龙，不然，那赵家的狗，何以看我两眼呢？

该文章在 2018/7/10 8:39:39 编辑过