在这一章，我将解释：意识为什么是对科学世界观的挑战，如何对意识进行扎实的经验实证的研究，动物为什么与人类一样有意识以及自我意识（self-consciousness），为什么并非如许多人所认为的那样重要。 演化如何使生物组织之水酿出意识之酒呢？ ——科林·麦吉恩，《神秘的火焰》（1999年） 如果没有意识，一切将不复存在。唯有通过你自己的主观体验、思想和记忆，你才能体验你的身体、山和人、树和狗以及星辰和音乐的世界。你可以运动和行走，看和听，爱和恨，回忆过往和构想未来。但最终，你只能凭借意识的所有显现（manifestation）才能与这个世界照面。而当意识终止时，世界也终止了。 许多传统认为人类有心智或心灵（psyche）、身体以及超验的（transcendental）灵魂，其他人支持心-身二元性而拒绝这种三分法。古埃及和希伯来人认为心灵（psyche）的位置在心脏，而玛雅人却认为是在肝脏。现在，我们现代人知道有意识的心智是脑的产物。要理解意识，我们必须理解脑。 但是，存在一个明显的障碍。一个令人费解的事情是：脑如何将生物电活动转变为主观状态，反射来自水的光子如何神奇地转变为山中小湖波光粼粼的知觉印象。神经系统与意识之间关系的本质依然难以捉摸，并且依然是持久热议的主题。 17世纪法国的物理学家、数学家和哲学家勒内·笛卡尔（RenéDescartes）在他的《谈正确引导理性和在科学中探求真理的方法》（Discourse on the Method of Rightly Conducting the Reason，and Seeking Truth in the Sciences）一文中探寻最终的确定性。笛卡尔的推理是：任何事物都可怀疑，包括外部世界是否存在或他是否拥有身体等；但是“他正在体验某事”——纵然他正在体验的事物的清晰特征源于妄想——这件事情却是确定的；笛卡尔得出结论：因为他是有意识的，所以他存在：Je pense，donc je suis（我思，故我在），后来被翻译为cogito，ergo sum或I think，therefore I am。这个命题清楚地说明了意识的重要性：这并不是一种当你在山顶跏趺而坐，同时注视你的肚脐，轻哼着“唵”时才经历的罕见情形。除非你处于深睡或昏迷之中，否则你总是意识到某物。意识是你生活的核心事实。 这个有意识的进行体验的主体的单一观点被称为第一人称视角。尽管在其他如此多的领域里，科学方法曾经硕果累累，但是在解释组织精微的物质机体如何拥有某个内在视角这个问题上，科学方法畏缩不前。 考虑一下美国宇航局的宇宙背景探测器进行的测量。1994年，宇宙背景探测器因拍摄到一张椭圆形的蓝绿色的天空中有些黄色和红色污迹的照片而成为头条新闻。这些暖色表示宇宙背景辐射温度的细微变化，宇宙背景辐射是产生现有宇宙的大爆炸所留下的残迹。宇宙学家可以根据大爆炸的空间本身的回声来推测早期宇宙的形状。宇宙背景探测器收集的数据证实了他们的预测，也就是说，天文学可以对发生在137亿年前的事件做出可检测的论断！可是，诸如牙疼这类就在此时此刻发生的平常事，却让人困惑不解。 哺乳动物的单个受精卵内的分子程序如何使这个受精卵转变为构成一个完整个体的肝脏、肌肉、心脏和其他组织的数万亿细胞——对此生物学家至今不能做出详细说明。但无须怀疑，完成这项壮举的必不可少的工具就在眼前。2010年，在科学家、企业家克雷格·温特（Craig Venter）领导下，分子工程师取得了一个创造新物种的里程碑式的成就。他们对一个细菌的基因组进行了测序（一段长度为100万个字母的DNA），对它添加识别水印，人工合成了构成该基因组的基因（利用构成DNA分子的四种化学物质），并将它们组装为一列，接着把这一列植入已剔除自身DNA的供体细菌的细胞体内。这个人工基因组成功地指挥了受体细胞制造蛋白质的装置，并且绰号为支原体真菌JCVI-syn1.0的新有机体开始一代接一代地复制。尽管创造一个新的细菌种类并不是制造一个有生命的假人（golem），但这绝对是一个让人惊异的举动，一个历史的转折点。以这种方式培育一个简单的多细胞植物和动物并不存在任何理论障碍，存在的只是巨大的实践障碍，但是这些实践障碍最终将被克服。古代炼金术师的梦想——在实验室中创造生命——触手可及。 2009年，我参加了在加利福尼亚州山景城谷歌公司总部举办的科学富（Science Foo，SciFoo）营。几百位电脑怪才（übergeeks）、技术专家、科学家、太空爱好者、记者和计算机网络行家在周末聚集一堂，进行即兴讨论和交流。许多人都谈到了人工智能的未来，一些人还认为，对真正人工智能的探索——比如6岁孩童水平的人工智能——已被抛弃。可是没有人怀疑，人工智能将挑战并最终超越人类智能的软件构思将会发生。尽管目前计算机科学家和程序员还需要花费数十年时间让人工智能取得人类的智能程度，但原则上，实现这一点没有任何困难。在科学富营中，没有人认为实现这一目标是不可想象的。正如大家在如何解决学习问题、人工智能对于社会是利还是弊等方面存在争议一样，大家在实现这一目标的最佳方法上还存在争议。但是没有人质疑人们可以实现这个目标。意识则完全不同，就理解意识的物理基础的可能性而言，我们没有达成任何共识。爱尔兰物理学家约翰·廷德尔（John Tyndall）（他曾解释过天为什么是蓝色的，他还指出水汽和二氧化碳是地球大气层中最主要的两大吸热的温室气体）早在1868年，就清晰地表述过将意识与脑相关联所面临的困难： 人们很难想象：从脑的物理学到相应的意识事实的跨越是力学的结果。假定一个明确的想法与脑中一个确定的分子活动同时发生；我们并不拥有智力器官，显然也不拥有这种智力器官的任何雏形，使我们能够从一种现象推理出另一种现象。它们一起出现，但我们不知道为什么。即使我们的心智和感官得到极大地扩展、增强和启发，以至于使我们能够看到和感到真正的脑分子；即使我们能够跟踪所有分子的运动，所有分子的聚集（grouping）以及所有分子的放电，如果确实这样的话；即使我们非常熟悉思想和感受的相应状态，我们仍然无法解决这个问题，即“这些物理过程如何与意识事实联结在一起？”，从智力上看，这两种现象之间的鸿沟（chasm）是无法逾越的。例如，假设爱的意识是与脑分子右旋的螺旋运动相关，恨的意识与脑分子左旋的螺旋运动相关。那么我们应该知道，当我们爱时，分子运动在一个方向上，当我们恨时，分子运动在另一个方向上。但是这个“为什么”的问题仍然像以前一样没有得到解答。 这个问题也是查默斯所谓的“难问题”。 神经科学家用显微镜和磁扫描设备察看神经系统，绘制出神经系统物理布局的细节图，用五彩缤纷的颜色对神经元进行着色，并在猴子或人注视图片或玩视频游戏时，倾听他们脑中的神经元的“微弱嘀咕声”。最新近的技术方法——人们可能会因发明这项技术而获得诺贝尔奖——是光遗传学。这个方法针对已被重组病毒感染的动物脑深层的特定神经细胞群。这些病毒使神经元生长出一种仅仅对某特定波长的光做出反应的光感应器。这些神经元会被短暂的蓝光脉冲激活，而被同样短暂的黄光脉冲抑制。这好比是弹奏脑的光器官（the light organ of the brain）！光遗传学的非凡之处在于它能够使研究者在紧密交织的脑网络内的任一点上进行谨慎调节，这样就可以进行从观察到操作，从相关性到因果关系的研究。具有独一无二基因条码的任何神经元群都能以无与伦比的精度被抑制或被激活。在倒数第2章，我还会再谈这项极具前途的技术。 所有这些探测和扰动神经系统的技术都来自第三人称视角。但是神经组织是如何获得一个内在的、第一人称的观点的呢？让我们向前再追溯150年直到戈特弗里德·莱布尼茨的单子论（Monadology）。莱布尼茨是德国的数学家、科学家和哲学家，他被誉为“最后一个百科全书式的人物”（他同为微积分的创始人，并发明了现代的二进制算术系统）。1714年，莱布尼茨写道： 此外，人们必须承认，知觉以及依附于它的东西无法借助机械原因（即图形和运动）来解释。假若我们制造这样一台机器，它能够思维、感受，具有知觉，我们可以想象一下，将这台机器按比例放大，大到我们能够进入它里面，就像进入磨房一样。以此为前提，当我们参观它时所发现的不过是相互推挤的机器部件，但绝不会发现任何用以解释知觉的东西。 许多学者认为脑的机械作用与它显现出的意识之间的鸿沟是不可逾越的。如果意识仍然无法解释，那么科学的解释领域显然比其从业者愿意相信和其宣传者大声宣扬的更加有限。无法以一个定量的、经验实证上可理解的框架来解释感觉能力是让科学汗颜的事情。 我不赞同这种失败主义的态度。尽管解构主义、“批判性”学者和社会学家大行其道，但科学仍是人类理解实在非常可靠的、渐进的和客观的方法。它远非自动防故障装置，被大量的错误结论、挫折、欺诈、从业者间的权力斗争和其他人类弱点所困扰。但就理解、预测和操纵实在而言，它远比其他可选的方法好。因为科学擅长理解我们周遭的世界，它也将帮助我们去解释我们的内在世界。 学者不明白我们内在的、心智的世界究竟为什么会存在，更不用说它由什么组成。意识的这种持久的谜题让一些人厌烦，也使得我的许多同事认为意识是令人讨厌的问题。可是，意识抗拒还原论的理解让很多公众欣喜。他们诋毁理性和那些听从理性召唤的人，因为对意识的完整阐释威胁到\[人们\]所秉持的那些有关灵魂，人类例外论（exceptionalism），有机组织高于无机组织的长久且根深蒂固的信念。陀思妥耶夫斯基的“宗教大法官”（Grand Inquisitor）很好地理解了这种思想形式：“有三种力量，单独每一种力量都能永远地征服和拘禁为了他们幸福却无力抗争的良心——那些力量是奇迹、神秘和权威。”