第071课｜特刊：一个关于意识的惊天假说—— 整合信息理论（下）

本讲精华内容 

今天这期节目是「整合信息理论」特刊的第二部分。故事紧接上回。

上回最后说道，「整合信息理论」把哲学版的万物有灵论作为一个基本设定，相信在极其微小的系统里，就可能产生意识。而在这个基础之上，它告诉我们，意识的出现，要依赖于具备两个关键特征的系统。

在介绍这两个关键特征之前，我们先说几句「整合信息理论」的背景。这个理论的提出者叫朱利奥·托诺尼，他是美国威斯康辛大学的神经科学家。这位大神在2004年的时候提出了这个假说，在2014年的时候修订和发展了理论的细节。

可能是因为过于离经叛道的缘故，整合信息理论目前在科学家和哲学家中还存在很大的争议，它还远远不是一个共识。但是，在我自己阅读到的关于意识来源的理论假说里，它是唯一一个让我感觉道出了意识的一部分真相的。当然，是一种可能的真相。

那接下来，我就来说一说这个理论的核心：能产生意识的系统，具备哪两个关键特征？

这两个关键特征其实同时也是衡量意识大小的两个维度：

第一个维度是：这个系统里包含了多少信息量。

我们只要观察一下自己的意识，就会发现，任何一个意识体验里都包含着极大的信息量。

克里斯托弗·科赫在《意识与脑》那本书里这样写道：

事实上，每个感受是如此独特，以至于你绝不可能再次体验完全相同的感受——永远不会！……当你在一个漆黑的房间中睁开眼睛，你什么也看不见。纯粹的黑暗似乎是你曾经有过的最简单的视觉体验。……然而，漆黑的知觉印象意味着你看不到安静明亮的客厅，看不到优胜美地国家公园半穹顶上花岗岩石的表面，看不到过去或未来曾拍摄的任何一帧电影画面。你的主观体验隐含地排除了你原本看见的、想象的、听到的、闻到的所有其他事物。

也就是说，人类的每一个意识体验，都包含天文数字的信息。

而在「整合信息理论」看来，意识的本质其实就是信息。

当这个宇宙被创造出来的时候，物质和能量构成了客观世界，这可以说是宇宙的硬件；而物质、能量的互动中产生的那些信息就构成了主观世界，信息是宇宙的软件。

意识并非生物进化到产生出人类大脑这么复杂的系统时才忽然从天而降的东西，而在宇宙诞生时，就已经存在，因为那时候，就已经有信息。

宇宙里存在意识，就跟宇宙里有物质、有能量一样，它是宇宙的一个基本组成部分。

至于为什么宇宙会被设定成这样？对不起，这无法揣摩。这就像是狭义相对论里的光速不变原理。你静止地观测一束光的速度，它是3×10的8次方米/秒，你以一半的光速追着去观测它，它相对于你的速度并没有减半，它居然还是3×10的8次方米/秒。

这完全违反直觉，但它就是宇宙的基本设定，它是一个不可推理的公理。而你只要接受这个设定，在它基础上做出的推论就都是符合现实的观测结果的。

在「整合信息理论」里，意识的存在也是这样的一个公理。

而这样的一个设定，一定程度上绕过了意识最神秘的一个谜团，那就是——意识是一种主观体验，它是一个主观世界。很多科学家和哲学家最困惑不解的就是，这样一个主观世界是怎么在客观的物质世界上产生的呢？

在主观的精神世界与客观的物理世界之间，存在着一道怎么看都无法逾越的鸿沟。鸿沟的一边是大脑，它可能是宇宙里最复杂的组织，但是归根结底呢，它终究是一团黏糊糊的、服从于物理定律的肉块儿；而鸿沟的另一边呢，是在这团肉块的基础上产生的主观意识。从客观的肉块儿到主观的体验，这一步跨越是怎么产生的呢？

神经科学家和心理学家现在其实已经可以调用各种高科技设备来观察神经系统，也许总有一天，随着技术的发展，他们会绘制出整个神经系统在物理层面上的所有细节。

比如说，科学家有朝一日会研究出关于「红色」这个视觉感受的所有神经基础，他们会告诉你，要产生“看见了红色”这种体验，大脑皮层里的abcde这几个区域得这样这样这样激活——所有这些神经活动加起来，就会让你产生一个「看见红色」的感觉。

但问题是，这些描述都来自「第三人称视角」啊。你描述得再详细，也仍然是在描述物理层面的神经系统啊。

这些物理层面的活动，到底是怎么变成一个内在的、第一人称的、「我」的主观感受呢？你就算搞清楚了人脑客观物质层面的所有细节也还是没有办法回答啊。

也就是说，即便神经科学和心理学发展到极致，即便你已经登上了客观物质世界的珠穆朗玛峰，但你也会发现，那个主观的世界也仍然是悬在头顶的星空，它依然离你无限遥远。

但在「整合信息理论」里，有物质，有能量，就几乎注定产生信息，所以意识与物质，是脸对脸、背靠背的，像是硬币的两面，磁极的两端。在宇宙的基本组成上，就是有其一必有其二的。

既然物质和意识总是背靠背在一起的，那么它们之间那道鸿沟有多深就成了一个无所谓的问题。

刚才说的这些，就是「整合信息理论」的第一层核心观念：意识就是信息。我们后面还会讲到，一个系统包含信息量的多少，就是决定这个系统意识大小的第一个维度。越强烈越清晰的意识，包含的信息量就越多。

但是，光有信息量，还不够。包含意识的系统，还必须要有第二个维度。

这第二个维度是系统里信息的整合程度。

我们继续来观察自己的意识状态，我们会发现，任何一个意识体验，除了包含极大的信息量之外，还都是高度整合的。

高度整合的意思就是：

任何一个意识体验都无法被分割成两个更小的部分。比如说，无论你多么努力，你都没办法看见一个既黑且白的世界；再比如说，如果不是闭上一只眼睛的话，你无论如何努力也做不到只看见你视野的左半部分或者右半部分。

越是强烈清晰的意识状态，也就越不可分割。

高度整合，这就是意识的第二特征。

一、信息量、二、整合程度，缺了任何一个，就无法形成清晰强烈的意识。

比如说，当人们做手术被麻醉的时候，如果你去测这个时候大脑各个区域的活动，会发现每个脑区都有不同的活动模式，它们在各自处理信息。也就是说，麻醉时整个大脑包含的信息量其实是非常大的。

但是，各个脑区是各自为战，相互之间几乎没有通讯，也就是信息相互整合的程度非常低。你看，在这种状态下，信息量很大，但是整合程度低，意识就很微弱，人是几乎完全失去意识的。

而另外一种相反的情况，是人睡着的时候。睡眠跟麻醉呢，正好相反，人睡觉而且不做梦的时候，各个脑区的激活模式高度一致，也就是整个大脑的整合程度很高，完全一体，但是，整个大脑的脑波都非常简单，包含的信息量极少。你看，整合程度高，但是信息少，意识同样也很微弱。

只有去测量人清醒时大脑的活动，你才会发现大脑各个部分不但各自处理大量信息，而且脑区之间有很多远距离的交流，尤其是前额叶皮层与其他脑区之间有很多长距离的通讯，这就意味着这些信息被高度地整合在一起。

你看，只有这种信息量又大、整合程度又高，两个条件都满足时，意识才会清晰浮现。

事实上，整合信息理论里是有公式可以算出一个系统的意识有多强的。公式里的主要参数，当然就是信息量的多少和整合程度高低。计算的结果，可以用希腊字母φ表示，朱利奥·托诺尼自己写的那本书，就是用φ作标题的。φ值越高，系统的意识就越强。

人脑在麻醉和睡眠的时候，φ值都低，在清醒的时候，φ值才高。

到这里，我们就说完了整合信息理论最基本的核心观点。意识是宇宙的基本属性，任何系统，只要包含信息并且信息相互整合，这样的系统就会有意识。

那么，如果整合信息理论是正确的，我们会得出一些非常惊人的结论。我举两个例子。

第一个结论是关于人工智能的。我们之前节目里说过，很多人担心人工智能现在发展得这么快，会不会哪一天它就产生意识、然后奴役人类呢？整合信息理论会告诉你，你担心得太晚啦。人工智能早就已经产生意识了啊！

其实你手里拿着的手机、办公桌上的电脑，它们都有意识。只不过呢，有是有，但极其微弱。

这是为什么呢？因为虽然计算机存储的信息量极大，但是它们不是整合的。文件与文件之间、一个算法与另一个算法之间，几乎是完全隔离的。整合与信息这两个条件，计算机缺了整合。

我们可以把一台计算机存储的信息比喻成一车皮的苹果，苹果数量是很大，但是这些苹果呢，是一个挨着一个堆在车里的。总量虽然很大，但它们不是一个整体，苹果与苹果之间，仅仅靠挨着的那一点儿苹果表皮相互联结在一起。

当今的计算机程序，包括所谓的人工智能算法在内，其实就是这种一车皮苹果的情况，所以它们即使有意识，也极度微弱。

而人类的大脑，大脑里存储的信息，可能只有一筐苹果那么多，但这一筐苹果是被切碎、浇上汁做成了一盘苹果沙拉。一筐苹果的信息也不算少啦，关键是信息之间大量联通，整合度极高。

所以，虽然在一些局部的算法上，人类已经不是计算机的对手，比如阿尔法狗已经碾压所有人类围棋高手，但是我们完全应该相信，人类意识的强度仍然要碾压这种算法不知道多少个数量级。

第二个惊人的结论，就是我们在上一讲推出来的万物有灵论。按照整合信息理论的看法，整个宇宙其实充满了感觉能力。甚至最基本的微观粒子都有一点点意识。

比如，中子就是由在孤立状态下无法被观察到的一个三联夸克构成的，它就构成了一个极其微小的整合系统。一个中子，居然也是有意识的，虽然这点意识微弱到几乎可以忽略。

我经常在科幻小说和宇宙学的科普读物里读到那种对人类孤独感的描写。从高级智能生命的角度来说，人类在这个宇宙里可能的确是完全孤独的。搞不好人类永远也不可能联系上宇宙里其他的智能生物，甚至人类可能就是宇宙中唯一的高级智能生命。

但是，如果这个宇宙的真实面貌真的是整合信息理论所描绘的这个样子，那么像人类意识一样对这个世界有所感知的主观体验，实际上遍布宇宙的每个角落。

这个宇宙中到处都有「我」。「我」并不孤独。

在整合信息理论的宇宙观里，我们被意识环绕————

意识，在我们呼吸的空气里，

在我们脚踩的土地下，

在我们头顶的每一颗星辰里，照亮整个宇宙。