意識的宇宙：物質如何轉變爲精神

這本書很難讀。埃德爾曼（Gerald M. Edelman 是 1972 年諾貝爾生理學或醫學獎得主，因發現抗體的化學結構。後期轉向神經科學，提出神經元羣選擇理論，與Giulio Tononi合著《意識的宇宙》。）和託諾尼幾乎是把神經解剖學這堵高牆直接砌在大門口，想讀進去就得先邁過丘腦皮質環路、神經元羣選擇、再入連接這些專業術語的門檻。中途我不止一次想棄讀，真的太燒腦！！但難讀本身或許就是這本書的立場——它拒絕漂亮的哲學敘事，只想用科學機制講清楚“意識”的起源。 我想死之前搞清楚我是誰！於是硬着頭皮一刷、二刷、三刷。 一、反向的寫法 大多數談意識的書，喜歡從形而上學開場。先立一個“心靈"的flag，再試圖讓物理系統去填滿它。而埃德爾曼和託諾尼則反着來，直接攤開神經系統的工作方式給你看，直到讀者恍然大悟：噢！原來“我之所以是我”不是被宗教、哲學解釋出來的，而是被這套神經結構"逼"出來的。 書名雖然叫《意識的宇宙》，但其真正論點卻是挑戰困擾人類幾千年的哲學三問中的——“我是誰？”，而答案被壓在神經元的層級裏。 二、功能與結果 書中的第一道閱讀門檻，就是“神經元羣選擇理論"(TNGS)，又稱神經達爾文主義（Neural Darwinism）。該理論認爲大腦在個體生命週期中是一個達爾文式的選擇系統，認知和意識並非來自計算機式的指令，而是通過神經元羣的優勝劣汰與協同活動湧現出來的。 這意味着意識不是一個“功能”，而是一個“結果”。人類大腦不是爲了產生意識而進化，而是因爲神經連接的隨機性＋選擇性強化＋重入機制，最終逼出了一個整體體驗。人類意識也不是以往認知中的“高級功能”，而是生物系統複雜到一定程度後的副產物，和細胞的湧現是同一類躍遷。 這個推導直接把“意識”拉下神壇，也讓“我是誰？”變成一個可解釋的問題，而不是哲學懸空。 三、統一性與流動性，同一機制的兩面 第二道門檻講"動態核心"。動態核心讓我理解了“當下”爲什麼這麼難抓住。 譬如看一朵花時，顏色、形狀、意義是不可拆分的。意識的統一性，並不是指大腦裏有個地方把信息打包成一張"照片"給你看，而是負責顏色、形狀、意義的神經元羣，通過再入連接高速來回校準。有點像一場高度同步的交響樂隊演出，每個樂手演奏自己的部分，傳到聽衆耳朵裏時則是渾然一體的一首曲子。這個"渾然一體"不是被誰指揮出來的，是各種樂器各種曲調同步演奏自然而然產生的效果。下一秒意識切換，整個內容瞬間換了一批。 再打個比方，很多人小時候都讀過的連環畫手翻書正好接通了這一流動性和統一性的觀點。手翻書每一頁都是獨立完整的動作，不存在哪一頁負責指揮調度其他頁，但手指快速翻動，一個連貫的故事就自己從頭到尾跑出來了。故事並不在紙上，是翻頁這個動作導致獨立畫面有了整體的故事性效果。 意識大概也是這樣，統一的"我"就是無數神經元羣互相校準着往前手動翻頁的結果。 四、Φ:意識的邊界不是內容的多寡，而是結構的凝聚力 第三道門檻是由另一作者託諾尼砌的！託諾尼的Φ理論（IIT信息整合理論）推翻了一個直覺：意識的邊界不由"信息量"決定，而由"不可分割性"決定。 他給意識的“整體性”提供一個可計算的指標：Φ。 系統越不能被拆成獨立部分，它的 Φ 越高。當 Φ 高到某個閾值，系統就具備了“意識”。意識是一種高度不可分割的信息結構。 一百萬個互不相干的開關總信息量巨大，但切斷任意一個對其餘毫無影響，Φ值就趨近於零。十個彼此深度糾纏的元件，拆開任何一部分整體行爲都會劇變，這時候Φ值反而更高。 打比方一家高度協同、拆哪兒都傷筋動骨的運營團隊，哪怕只有五個人也可能比一家五百人但各自爲政、部門之間壁壘森嚴的大公司Φ更高。這也是爲什麼很多小而精的團隊“整體作戰能力”遠超看起來龐大卻各自爲政的大公司——Φ高的不是規模，是牽連！是不可分割的緊密程度。 五、自我，是這套結構在時間維度上的連續性 第四道門檻在講意識是一種高度整合的信息結構，“自我”的產生只是這個信息結構在時間維度上的連續性。之所以覺得“我”是連續的，是因爲記憶系統把前一刻的整合狀態編碼進了後一刻的"配器"裏。 打比方，赫拉克利特的那句老話——“人不能兩次踏入同一條河流”，說的就是這個道理。河裏的水每一刻都是上游流下來的新水，但“這條河依然是這條河”，有它固定的河道、流速和形態。河流的“同一性”不在於個別水分子有沒有被保留，而在於流動的結構和模式在時間裏保持了連貫的樣子。 再舉個例子，我們每個人身上的細胞都和出生時完全不一樣了，但我依然還是我，並不因爲細胞的迭代更新把我變成了張三李四王二麻子…… 六、一個並不完全邏輯自洽的收尾 在結論章節，埃德爾曼揮刀砍向解釋意識的二元論、量子意識論、泛心論、唯心主義。他用本書中列舉的邏輯和證據判處上面理論“統統的給我拉出去斬首” 。 他說：邏輯不是唯一正確的思維範式，選擇、直覺纔是能突破邏輯天花板去創新的更根本力量。 如果如作者所言，選擇與直覺真的比邏輯更根本，他沒有理由認定自己用邏輯篩掉的對手就該出局。有點拿邏輯去量對手，卻沒拿同一把尺子回頭量過自己理論的起點。這一點不是致命問題，但它確實留下了一道方法論上的裂縫。 這讓我想起最近網上流傳的一句話，上海交大教授竇令成說：“現在人和人之間的矛盾，主要是來源於有那麼一撥人，慣於用聖人的標準衡量別人，用賤人的標準要求自己。” 讀完之後有一種說不清的虛空感。 我理解爲埃德爾曼想讓讀者看清意識爲什麼必須以這種方式存在。以往很多講意識的書，最終都會給讀者一份“意義感”的回報。但本書完全拒絕把“意識”架上神壇，它不再試圖讓讀者感到被宇宙眷顧，也不試圖賦予意識以形而上學的特殊地位。而是把意識研究真正建立在可檢驗的神經解剖學機制之上——神經達爾文、動態核心、Φ、這些是有實證基礎的結構描述。把“我是誰？”這個懸置了幾千年的問題，從一團模糊的宗教、哲學迷霧轉向成了一個輪廓清晰、可以繼續追問下去的科學問題。

不愧爲諾獎得主的作品，5星推薦，將意識研究非常深的一本書，比達馬西奧的《笛卡爾的錯誤》、迪昂的《腦與意識》要好。不過行文比較晦澀，讀起來挑戰比較大。後幾章還是不太懂。主要收穫如下： 1、腦的結構。三個部分，兩種特性。三個部分，是：丘腦-皮層；皮層基底神經節、小腦、海馬體；價值系統。兩個特性：復饋（reentry）、簡併（degeneracy）。 （1）價值系統，尤其是可修飾價值系統，是支撐習慣養成（冥想、跑步）和去除（戒菸）的底層原理。 （2）基地神經節，是刻意練習，把意識變成無意識自動化的支撐。 （3）因爲簡併，所以有代償，但這並不是沒有代價的。 2、記憶不是表徵，而是一種爲了重複某種適應性智力或體力活動的動力系統。記憶不是爲了記錄，而是爲了行動 —— 刺激的主要作用，並不是加上大量需要處理的外在信息，而是放大內在信息。對一個有意識的動物個體來說，它對某個刺激的反應，是一種“有記憶的現在”。因此，腦內的信息傳遞和存儲之間，就不再有明顯的差別。 腦內有幾百個（如果不是幾千個的話）記憶系統，遍佈所有的知覺模態。簡併，保證了記憶的聯想性和穩定性。 3、初級意識 vs高級意識。 初級意識，很多（哺乳）動物都具備，基於四個特性，知覺分類、概念的形成、價值-類別記憶、復饋，是產生一副精神場景的能力，這幅場景能把大量分散的信息整合起來，以指導當時或立即要發生的行爲。原來動物也是有意識的，這個說法很有說服力。 高級意識，起源於語言（所需的神經結構，包括符號表徵、語法、遞歸思維的皮層區域，而非語言本身），使我們擺脫了“當下體驗”，而產生了：從“個體體驗”到“可描述、可反思、可傳遞的思想”；從“生物學個體”到“有主體的自我”；從“活在當下”到能想象與比喻、能回顧過去與暢想未來的變化。 4、意識 vs 無意識 動態核心理論，與現在表示學習的N維向量說法很類似。 意識依賴動態核心的復饋整合，無意識則是孤立的神經子系統活動 意識與無意識持續互動，無意識爲意識提供基礎與背景，意識指導行爲與決策 5、意識的起源與進化：從信息到主觀性 信息的生物學本質：信息是生物學概念，非客觀實體；自然中無預設語法，直到智人高級意識出現，才產生語法豐富的符號系統。 信息與意識的進化鏈條：生命起源→自複製系統→遺傳記憶→簡單神經系統→復饋動態核心→“有記憶的現在”→主觀性（意識）→人類符號系統（語言、邏輯、科學） 主觀性的誕生：動態核心的復饋整合讓信息從 “客觀信號” 升級爲 “專門爲某人” 的主觀體驗，這是意識的本質，也是進化中信息獲得新潛力的關鍵節點。 6、意識是具身的 —— 這與《我們賴以生存的隱喻》，是呼應的 最初大部分是基於以軀體爲中心的區分而產生的，這種區分由在胚胎和嬰兒腦中，特別是在腦幹中的本體感覺系統、運動感覺系統和自主神經系統來實現。所有隨後的主觀體驗特性，都可以追溯到這種初始區分，而這就構成了最原始的自我之基礎。

在飛機上讀完了這本書，雖然初版是2000年的，但重讀之下依然受益匪淺。 在長久以來的哲學探討中，意識要麼被神祕化爲遊離於物質之外的幽靈（二元論），要麼被機械化爲如同計算機程序般的指令集合（計算功能主義）。而埃德爾曼與託諾尼則提供了一條極具說服力的第三條道路：基於生物學和演化論的神經選擇主義框架。 全書建立在兩條假設之上:一是神經羣選擇理論，​大腦不是一臺被預先編程的計算機，而是一座遵循達爾文演化法則的達爾文生態系統，大腦不是通用圖靈機，也不是電路板。 其中的​折返映射是埃德爾曼理論中最具原創性的一點。折返不是簡單的系統反饋，而是不同腦區之間大規模、平行、雙向的信號交換。正是這種持續的折返，使得分佈在各個皮層的碎片化信息（如顏色、形狀、運動）能夠瞬間同步，形成統一的知覺。 ​第二個假設是動態核心假設，動態核心並非大腦中某個固定的解剖位置（比如松果體或前額葉），而是在不斷變化，是一個由分佈在丘腦-皮層系統中的神經元羣通過高頻折返連接而形成的功能性集羣。物質正是在進入這個動態核心的共振網絡時，才瞬間被點燃成了想象與意識。 站在當下生成式人工智能（如大語言模型）爆發的時代座標上重讀此書，會產生一種強烈的現實張力。 ​許多人驚呼AI即將覺醒，但如果我們戴上埃德爾曼的生物學眼鏡去審視，就會發現當前深度學習的底層架構與動態核心有着本質的區別。當前的AI是極其強大的符號統計和模式識別機器，但它們缺乏具身性和基於價值的演化選擇系統。 AI的參數更新是基於預設損失函數的數學優化，而大腦的突觸改變是爲了在一個充滿危險與機遇的物理世界中求存。缺乏體內平衡和真實生存壓力的系統，無法產生折返帶來的那種充滿情感和意向性的主觀體驗。​ ​埃德爾曼極其深刻地洞察到：人類的底層操作系統是選擇主義主導的模式識別，而“邏輯”僅僅是演化在最晚期才長出來的一層奢侈的表皮。 ​邏輯無法產生真正的創造力。邏輯只能從已知的前提推導出必然的結論，它是封閉的同義反復（A=B, B=C, 所以 A=C）。 ​真正的創造力（隱喻、詩歌、藝術、科學靈感）恰恰來源於選擇主義。它是大腦中不同神經元羣在沒有任何預設邏輯的情況下，發生了偶然的、跨界的折返共振（比如將“時間”與“河流”聯繫在一起）。創造力是神經叢林中一次極其美麗的“變異”，隨後被我們的價值系統“選擇”並保留了下來。

這是一本對意識進行系統科學研究的經典作品。描述從神經到意識形成的整個過程，特別分析了動物與人共有的初級意識，並給出了物理模型及其條件：知覺分類、產生概念、記憶、復饋機制，這是一個精神過程。初級意識是高級意識的基礎，人獨具特徵。並描述了其基本特質：自我意識、語言、思想。

物質腦之水何以釀成意識的美酒？ 關於意識，之前讀過不少哲學書籍，涉及思想不可謂不深刻，這本書從自然科學（生物學）的角度，讓我們意識到，作爲生物學意義上，我們大腦以及其產生的意識還得遵守達爾文進化論，物理定律。 關於這一點，我恰好剛讀完《複雜生命》，對於我們生命體，對於其基本單元細胞而言，真核細胞是源於無核細胞的共生演化而來，從這個角度上說，生命的演化確實存在偶然性，也就是選擇性，而選擇主義正是這本書的重要論點。 讀完這本書，叔本華的那個“世界之結”（物質何以成爲精神），並沒有被完全解開。但對人類意識有了新的認識，比如∶把意識區分爲初級意識和高級意識，而作者把語言看成是高級意識孕育出自我的關鍵。並且提出“選擇”先於“邏輯”。其中對記憶的描述尤爲形象-“記憶更像是冰川融化和重新凍結，而不像是在岩石上刻字”生物學記憶是創造的，而非嚴格性的。語言在腦部做了符號標定，在社會關係中相互作用中，意識到自我是有意識的。 關於自我（主觀）何以可能，作者採取了折中主義，承認在語言之前，也就是嬰兒期具有一定的主觀體驗，但這個時期並沒有自我意識，這時主觀體驗是模糊的，沒有清晰自我的概念（比如你問X，你作爲X的感受是什麼？這個問題沒有意義），而掌握語言之後，顯然就學會了概念，自我的意識也就成爲可能。 最後作者表明人類底層操作系統是選擇主義主導的，也就是選擇是演化的驅動力，看到這裏再一次感到達爾文對近代生物學的貢獻之大，影響之廣，甚爲佩服。 當下的意義∶既然生命底層是基於選擇，我們的情感（喜怒哀樂）也就是可解釋的，這點斯賓諾莎《倫理學》中有精彩論述。

意識具有整體性、動態連續性、容量有限、瞬時互斥、自我腦補。意識的信息量是從無數可能狀態中選出的一個而排除了無數可能。 腦活動從無數可能狀態中選出的一個依賴價值系統，受獎懲歷史影響。 意識不是某個腦區單獨管，而是分佈在全腦許多區域的並行且有連接的活動；而且越熟練、越自動的事，意識越不參與，涉及的腦區也越少。 意識必須有秩序的廣泛分化和通過復饋快速整合成一個整體，當刺激強度低於閾值時可以影響行爲但不進入意識。 腦在發育產生的變異迴路靠價值系統告訴腦什麼重要並強化有用的連接。 不存在記憶，是人在經歷某件事後加強了某些大腦連接回路，大腦從大量簡併迴路中重新選出一組重建類似輸出。每次回憶都是一次重新創造和想象。 初級意識是當前知覺和價值—類別記憶系統之間通過大量復饋整合成一個場景，這個場景就是“有記憶的現在”。 意識是丘腦-皮層系統中不斷變化且容量有限的動態神經元羣聚類核心，有高複雜度，在幾百毫秒內復饋成一個整體 意識核心通過輸出端口觸發無意識程序，無意識程序通過輸入端口影響核心。兩者不斷循環構成認知生活。支配減弱、迴路獨立性喪失以及某些腦區與核心隔離都會造成問題 高級意識是在初級意識基礎上，加上語言和語義能力纔出現的；語言讓人能構造過去、未來、自我等概念，自我從社會互動和情感關係中產生。 意識是並行豐富的選擇，選擇先於邏輯，邏輯是後來發展出的具

思時：這個複雜性可試描述，一是問題，關於“思想”，若在十年之前，大概認爲唯哲學家思考“思想”，此時方悟哲學家實乃超乎形上而思“思”，因爲哲學家已經設定思乃形上之靈，但是詹姆斯乃至本書作者都認爲人用腦思，而腦並非形而上之道，恰是形而下之器，今天還有誰懷疑腦非思之器官？用形而下方法即科學實證方法研究腦如何產生思想這件事兒，此乃問題之對焦，亦我及之也。二是詹姆斯科學視角，埃德爾曼頻繁引用詹姆斯，查證而知詹姆斯心理學，之前略知半解，此番信息流汩汩湧現，與二十世紀美國認知科學大潮合流，亦與我今年的研閱合拍，實證科學淹沒形而上學，難道不是美國全球霸權之下的學術霸權嗎？學霸總得有兩把刷子。三是我掩卷冥思而沉浸：同一個問題，人人都熟悉的主觀意識體驗，即人的思想，或順我之生而回溯或奔流，那是魚遊於我史之江河湖海，或因疑而沉思入玄，超乎自我與哲人對話，形而上之道的玄想猶如“上窮碧落下黃泉”，此思綿綿無絕期也，在那裏，必然陷入哲學與神學的剪不斷理還亂，若從哲思遐想返回眼前實境，就是簡約的事實，人用腦思考，腦神經解剖，進化論解釋，此乃科學簡明的方法，這彷彿返回了堅實的土地，我瞬間聯想的思緒大概如此。四曰實證，以上湧流而出的，不恰是一個思想的實證嗎？

人腦也是一種選擇系統，而不是一種指令系統。 他明確地指出：腦不是圖靈機。 他的主要貢獻是發現免疫系統是一種選擇系統，而非指令系統。這導致他後來想到，神經系統可能也是如此，從而開始了他後半生長達35年對腦，特別是對意識的研究。 每個清醒的正常成人都知道，自己是有意識的。意識把世界分成了自我和周圍環境兩個截然不同的部分。在周圍世界中的各種對象，除了某些動物之外，都沒有意識。 科學總是企圖在描繪世界時不帶主觀性。但是，意識研究的主題就是主觀性本身。 每個人都知道什麼是意識：意識就是每晚睡着後隨之而去，而翌晨醒來後又隨之而來的那個東西。 初級意識與高級意識 高級意識是在初級意識的基礎上建立起來的，需要語言並伴隨有自我意識，以及在清醒狀態時構造和聯繫過去場景與未來場景的明顯能力，並能意識到自己是有意識的。 有意識和無意識 任何時刻都有功能上隔離的像反射那樣的大量重要回路在活動，並且在許多情形下，它們都不會與動態核心有功能性的聯繫。這種神經活動不僅一直是無意識的，而且完全不能進入核心，因此也沒有有意識的監督或控制。 只有在必須作出選擇或者計劃的關鍵時刻，才需要意識控制。 意識具有具身性，也就是說，它不能脫離具體的腦和身體而獨立存在，並且還依賴於此個體和周圍環境相互作用的歷史，因此意識是主觀的，具有私密性，它不能爲不同的個體所共享。 人造器件沒有主觀性，而人有。 威廉·詹姆士(William James)在19世紀與20世紀之交關於“注意”所說的一段話：“每個人都知道什麼是注意。注意就是頭腦從好幾個同時都有可能的對象中，或是從一連串的思想中，以一種清晰而生動的方式選取其中之一” 我們的體驗能有多廣，我們的想象能有多遠。 體驗和想象是每個人的私人舞臺。 感知覺是意識經驗的典型組成部分，它來自許多不同的模態—視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺、本體感覺（有關我們自己身體的感覺）、動覺（有關身體位置的感覺）、愉悅和痛苦。 即使在沒有外界輸入的情況下，還是可以構造出意識場景(scene)。夢就是這方面最突出的表現。 幾乎所有的事情都可以自動化，就是意識選擇本身不可能自動化。 腦是意識的器官 注意個體之間的差異很大。 從實踐中得出的教益：有意識行爲和自動行爲 當我們第一次學習某種新技巧時，我們需要有意識地控制我們所做的每個動作，但是經過一段時間之後，我們的動作就變成自動的了，很快就不再需要意識。 由外界刺激所引起的神經複雜度的改變量。 概念只是在進化過程中出現了語義能力（用符號表達感受以及表示對象和事件的能力）之後才產生出來的。高級意識也必然要涉及社會相互作用。當智人的祖先出現了基於語法的完全的語言能力時，高級意識也就發展起來了，這部分是由說話者羣體中進行的交換產生的。語法和語義體系爲高級意識所需的符號構造以及新型記憶提供了新手段。關於意識的意識才有了可能。 產生意識的腦的選擇性工作來說，價值系統和情緒是至關重要的。 神經科學研究，應該有助於闡明一個重要的問題：價值在一個事實世界中的地位。 我們中的每一個，不管是人還是人造裝置，所體驗到的主觀體驗特性都取決於我們自己的具身實現、我們自己的表型。 腦比天恢宏，若將兩相併， 腦中有天空，君亦在其中。

很難相信會寫下推薦這兩個字，魅力全來自於最後兩章，到最後的兩章又來自於哲學、科學、生命、腦的探討。和Ds老師也探討了很多，很有趣的是人類發展過程中意識（腦）變化。這本書的副標題的翻譯讓人覺得意識可以從現實向的解決或者控制（嚴格來說通過一些鍛鍊大約也可以），更感興趣的發展的過程變化的因素是那些？有哪些重要節點？這些物質、語言體系、思考方式引起了那些成果的展現？ 前面幾張章有很多的新概念，和數學、神經學、自然選擇等等很多關聯。 比較難讀，感興趣還是推薦一下。

補卡9.13 《意識的宇宙：物質如何轉變爲精神》傑拉爾德·埃德爾曼 朱利歐·託諾尼 ⭐⭐⭐⭐⭐ 人生中最痛苦的12個小時。如果不是競速閱讀這輩子都接觸不到這類書><打5星純保命 全書圍繞“物質如何產生意識”這一問題展開，從“神經達爾文主義”開始、提出“動態核心假設”、得出“選擇高於邏輯”的結論？字都認識連起來都是啥跟啥呀 讀完了也知道意識是什麼...