意识的宇宙：物质如何转变为精神

这本书很难读。埃德尔曼（Gerald M. Edelman 是 1972 年诺贝尔生理学或医学奖得主，因发现抗体的化学结构。后期转向神经科学，提出神经元群选择理论，与Giulio Tononi合著《意识的宇宙》。）和托诺尼几乎是把神经解剖学这堵高墙直接砌在大门口，想读进去就得先迈过丘脑皮质环路、神经元群选择、再入连接这些专业术语的门槛。中途我不止一次想弃读，真的太烧脑！！但难读本身或许就是这本书的立场——它拒绝漂亮的哲学叙事，只想用科学机制讲清楚“意识”的起源。 我想死之前搞清楚我是谁！于是硬着头皮一刷、二刷、三刷。 一、反向的写法 大多数谈意识的书，喜欢从形而上学开场。先立一个“心灵"的flag，再试图让物理系统去填满它。而埃德尔曼和托诺尼则反着来，直接摊开神经系统的工作方式给你看，直到读者恍然大悟：噢！原来“我之所以是我”不是被宗教、哲学解释出来的，而是被这套神经结构"逼"出来的。 书名虽然叫《意识的宇宙》，但其真正论点却是挑战困扰人类几千年的哲学三问中的——“我是谁？”，而答案被压在神经元的层级里。 二、功能与结果 书中的第一道阅读门槛，就是“神经元群选择理论"(TNGS)，又称神经达尔文主义（Neural Darwinism）。该理论认为大脑在个体生命周期中是一个达尔文式的选择系统，认知和意识并非来自计算机式的指令，而是通过神经元群的优胜劣汰与协同活动涌现出来的。 这意味着意识不是一个“功能”，而是一个“结果”。人类大脑不是为了产生意识而进化，而是因为神经连接的随机性＋选择性强化＋重入机制，最终逼出了一个整体体验。人类意识也不是以往认知中的“高级功能”，而是生物系统复杂到一定程度后的副产物，和细胞的涌现是同一类跃迁。 这个推导直接把“意识”拉下神坛，也让“我是谁？”变成一个可解释的问题，而不是哲学悬空。 三、统一性与流动性，同一机制的两面 第二道门槛讲"动态核心"。动态核心让我理解了“当下”为什么这么难抓住。 譬如看一朵花时，颜色、形状、意义是不可拆分的。意识的统一性，并不是指大脑里有个地方把信息打包成一张"照片"给你看，而是负责颜色、形状、意义的神经元群，通过再入连接高速来回校准。有点像一场高度同步的交响乐队演出，每个乐手演奏自己的部分，传到听众耳朵里时则是浑然一体的一首曲子。这个"浑然一体"不是被谁指挥出来的，是各种乐器各种曲调同步演奏自然而然产生的效果。下一秒意识切换，整个内容瞬间换了一批。 再打个比方，很多人小时候都读过的连环画手翻书正好接通了这一流动性和统一性的观点。手翻书每一页都是独立完整的动作，不存在哪一页负责指挥调度其他页，但手指快速翻动，一个连贯的故事就自己从头到尾跑出来了。故事并不在纸上，是翻页这个动作导致独立画面有了整体的故事性效果。 意识大概也是这样，统一的"我"就是无数神经元群互相校准着往前手动翻页的结果。 四、Φ:意识的边界不是内容的多寡，而是结构的凝聚力 第三道门槛是由另一作者托诺尼砌的！托诺尼的Φ理论（IIT信息整合理论）推翻了一个直觉：意识的边界不由"信息量"决定，而由"不可分割性"决定。 他给意识的“整体性”提供一个可计算的指标：Φ。 系统越不能被拆成独立部分，它的 Φ 越高。当 Φ 高到某个阈值，系统就具备了“意识”。意识是一种高度不可分割的信息结构。 一百万个互不相干的开关总信息量巨大，但切断任意一个对其余毫无影响，Φ值就趋近于零。十个彼此深度纠缠的元件，拆开任何一部分整体行为都会剧变，这时候Φ值反而更高。 打比方一家高度协同、拆哪儿都伤筋动骨的运营团队，哪怕只有五个人也可能比一家五百人但各自为政、部门之间壁垒森严的大公司Φ更高。这也是为什么很多小而精的团队“整体作战能力”远超看起来庞大却各自为政的大公司——Φ高的不是规模，是牵连！是不可分割的紧密程度。 五、自我，是这套结构在时间维度上的连续性 第四道门槛在讲意识是一种高度整合的信息结构，“自我”的产生只是这个信息结构在时间维度上的连续性。之所以觉得“我”是连续的，是因为记忆系统把前一刻的整合状态编码进了后一刻的"配器"里。 打比方，赫拉克利特的那句老话——“人不能两次踏入同一条河流”，说的就是这个道理。河里的水每一刻都是上游流下来的新水，但“这条河依然是这条河”，有它固定的河道、流速和形态。河流的“同一性”不在于个别水分子有没有被保留，而在于流动的结构和模式在时间里保持了连贯的样子。 再举个例子，我们每个人身上的细胞都和出生时完全不一样了，但我依然还是我，并不因为细胞的迭代更新把我变成了张三李四王二麻子…… 六、一个并不完全逻辑自洽的收尾 在结论章节，埃德尔曼挥刀砍向解释意识的二元论、量子意识论、泛心论、唯心主义。他用本书中列举的逻辑和证据判处上面理论“统统的给我拉出去斩首” 。 他说：逻辑不是唯一正确的思维范式，选择、直觉才是能突破逻辑天花板去创新的更根本力量。 如果如作者所言，选择与直觉真的比逻辑更根本，他没有理由认定自己用逻辑筛掉的对手就该出局。有点拿逻辑去量对手，却没拿同一把尺子回头量过自己理论的起点。这一点不是致命问题，但它确实留下了一道方法论上的裂缝。 这让我想起最近网上流传的一句话，上海交大教授窦令成说：“现在人和人之间的矛盾，主要是来源于有那么一拨人，惯于用圣人的标准衡量别人，用贱人的标准要求自己。” 读完之后有一种说不清的虚空感。 我理解为埃德尔曼想让读者看清意识为什么必须以这种方式存在。以往很多讲意识的书，最终都会给读者一份“意义感”的回报。但本书完全拒绝把“意识”架上神坛，它不再试图让读者感到被宇宙眷顾，也不试图赋予意识以形而上学的特殊地位。而是把意识研究真正建立在可检验的神经解剖学机制之上——神经达尔文、动态核心、Φ、这些是有实证基础的结构描述。把“我是谁？”这个悬置了几千年的问题，从一团模糊的宗教、哲学迷雾转向成了一个轮廓清晰、可以继续追问下去的科学问题。

不愧为诺奖得主的作品，5星推荐，将意识研究非常深的一本书，比达马西奥的《笛卡尔的错误》、迪昂的《脑与意识》要好。不过行文比较晦涩，读起来挑战比较大。后几章还是不太懂。主要收获如下： 1、脑的结构。三个部分，两种特性。三个部分，是：丘脑-皮层；皮层基底神经节、小脑、海马体；价值系统。两个特性：复馈（reentry）、简并（degeneracy）。 （1）价值系统，尤其是可修饰价值系统，是支撑习惯养成（冥想、跑步）和去除（戒烟）的底层原理。 （2）基地神经节，是刻意练习，把意识变成无意识自动化的支撑。 （3）因为简并，所以有代偿，但这并不是没有代价的。 2、记忆不是表征，而是一种为了重复某种适应性智力或体力活动的动力系统。记忆不是为了记录，而是为了行动 —— 刺激的主要作用，并不是加上大量需要处理的外在信息，而是放大内在信息。对一个有意识的动物个体来说，它对某个刺激的反应，是一种“有记忆的现在”。因此，脑内的信息传递和存储之间，就不再有明显的差别。 脑内有几百个（如果不是几千个的话）记忆系统，遍布所有的知觉模态。简并，保证了记忆的联想性和稳定性。 3、初级意识 vs高级意识。 初级意识，很多（哺乳）动物都具备，基于四个特性，知觉分类、概念的形成、价值-类别记忆、复馈，是产生一副精神场景的能力，这幅场景能把大量分散的信息整合起来，以指导当时或立即要发生的行为。原来动物也是有意识的，这个说法很有说服力。 高级意识，起源于语言（所需的神经结构，包括符号表征、语法、递归思维的皮层区域，而非语言本身），使我们摆脱了“当下体验”，而产生了：从“个体体验”到“可描述、可反思、可传递的思想”；从“生物学个体”到“有主体的自我”；从“活在当下”到能想象与比喻、能回顾过去与畅想未来的变化。 4、意识 vs 无意识 动态核心理论，与现在表示学习的N维向量说法很类似。 意识依赖动态核心的复馈整合，无意识则是孤立的神经子系统活动 意识与无意识持续互动，无意识为意识提供基础与背景，意识指导行为与决策 5、意识的起源与进化：从信息到主观性 信息的生物学本质：信息是生物学概念，非客观实体；自然中无预设语法，直到智人高级意识出现，才产生语法丰富的符号系统。 信息与意识的进化链条：生命起源→自复制系统→遗传记忆→简单神经系统→复馈动态核心→“有记忆的现在”→主观性（意识）→人类符号系统（语言、逻辑、科学） 主观性的诞生：动态核心的复馈整合让信息从 “客观信号” 升级为 “专门为某人” 的主观体验，这是意识的本质，也是进化中信息获得新潜力的关键节点。 6、意识是具身的 —— 这与《我们赖以生存的隐喻》，是呼应的 最初大部分是基于以躯体为中心的区分而产生的，这种区分由在胚胎和婴儿脑中，特别是在脑干中的本体感觉系统、运动感觉系统和自主神经系统来实现。所有随后的主观体验特性，都可以追溯到这种初始区分，而这就构成了最原始的自我之基础。

在飞机上读完了这本书，虽然初版是2000年的，但重读之下依然受益匪浅。 在长久以来的哲学探讨中，意识要么被神秘化为游离于物质之外的幽灵（二元论），要么被机械化为如同计算机程序般的指令集合（计算功能主义）。而埃德尔曼与托诺尼则提供了一条极具说服力的第三条道路：基于生物学和演化论的神经选择主义框架。 全书建立在两条假设之上:一是神经群选择理论，​大脑不是一台被预先编程的计算机，而是一座遵循达尔文演化法则的达尔文生态系统，大脑不是通用图灵机，也不是电路板。 其中的​折返映射是埃德尔曼理论中最具原创性的一点。折返不是简单的系统反馈，而是不同脑区之间大规模、平行、双向的信号交换。正是这种持续的折返，使得分布在各个皮层的碎片化信息（如颜色、形状、运动）能够瞬间同步，形成统一的知觉。 ​第二个假设是动态核心假设，动态核心并非大脑中某个固定的解剖位置（比如松果体或前额叶），而是在不断变化，是一个由分布在丘脑-皮层系统中的神经元群通过高频折返连接而形成的功能性集群。物质正是在进入这个动态核心的共振网络时，才瞬间被点燃成了想象与意识。 站在当下生成式人工智能（如大语言模型）爆发的时代坐标上重读此书，会产生一种强烈的现实张力。 ​许多人惊呼AI即将觉醒，但如果我们戴上埃德尔曼的生物学眼镜去审视，就会发现当前深度学习的底层架构与动态核心有着本质的区别。当前的AI是极其强大的符号统计和模式识别机器，但它们缺乏具身性和基于价值的演化选择系统。 AI的参数更新是基于预设损失函数的数学优化，而大脑的突触改变是为了在一个充满危险与机遇的物理世界中求存。缺乏体内平衡和真实生存压力的系统，无法产生折返带来的那种充满情感和意向性的主观体验。​ ​埃德尔曼极其深刻地洞察到：人类的底层操作系统是选择主义主导的模式识别，而“逻辑”仅仅是演化在最晚期才长出来的一层奢侈的表皮。 ​逻辑无法产生真正的创造力。逻辑只能从已知的前提推导出必然的结论，它是封闭的同义反复（A=B, B=C, 所以 A=C）。 ​真正的创造力（隐喻、诗歌、艺术、科学灵感）恰恰来源于选择主义。它是大脑中不同神经元群在没有任何预设逻辑的情况下，发生了偶然的、跨界的折返共振（比如将“时间”与“河流”联系在一起）。创造力是神经丛林中一次极其美丽的“变异”，随后被我们的价值系统“选择”并保留了下来。

这是一本对意识进行系统科学研究的经典作品。描述从神经到意识形成的整个过程，特别分析了动物与人共有的初级意识，并给出了物理模型及其条件：知觉分类、产生概念、记忆、复馈机制，这是一个精神过程。初级意识是高级意识的基础，人独具特征。并描述了其基本特质：自我意识、语言、思想。

物质脑之水何以酿成意识的美酒？ 关于意识，之前读过不少哲学书籍，涉及思想不可谓不深刻，这本书从自然科学（生物学）的角度，让我们意识到，作为生物学意义上，我们大脑以及其产生的意识还得遵守达尔文进化论，物理定律。 关于这一点，我恰好刚读完《复杂生命》，对于我们生命体，对于其基本单元细胞而言，真核细胞是源于无核细胞的共生演化而来，从这个角度上说，生命的演化确实存在偶然性，也就是选择性，而选择主义正是这本书的重要论点。 读完这本书，叔本华的那个“世界之结”（物质何以成为精神），并没有被完全解开。但对人类意识有了新的认识，比如∶把意识区分为初级意识和高级意识，而作者把语言看成是高级意识孕育出自我的关键。并且提出“选择”先于“逻辑”。其中对记忆的描述尤为形象-“记忆更像是冰川融化和重新冻结，而不像是在岩石上刻字”生物学记忆是创造的，而非严格性的。语言在脑部做了符号标定，在社会关系中相互作用中，意识到自我是有意识的。 关于自我（主观）何以可能，作者采取了折中主义，承认在语言之前，也就是婴儿期具有一定的主观体验，但这个时期并没有自我意识，这时主观体验是模糊的，没有清晰自我的概念（比如你问X，你作为X的感受是什么？这个问题没有意义），而掌握语言之后，显然就学会了概念，自我的意识也就成为可能。 最后作者表明人类底层操作系统是选择主义主导的，也就是选择是演化的驱动力，看到这里再一次感到达尔文对近代生物学的贡献之大，影响之广，甚为佩服。 当下的意义∶既然生命底层是基于选择，我们的情感（喜怒哀乐）也就是可解释的，这点斯宾诺莎《伦理学》中有精彩论述。

意识具有整体性、动态连续性、容量有限、瞬时互斥、自我脑补。意识的信息量是从无数可能状态中选出的一个而排除了无数可能。 脑活动从无数可能状态中选出的一个依赖价值系统，受奖惩历史影响。 意识不是某个脑区单独管，而是分布在全脑许多区域的并行且有连接的活动；而且越熟练、越自动的事，意识越不参与，涉及的脑区也越少。 意识必须有秩序的广泛分化和通过复馈快速整合成一个整体，当刺激强度低于阈值时可以影响行为但不进入意识。 脑在发育产生的变异回路靠价值系统告诉脑什么重要并强化有用的连接。 不存在记忆，是人在经历某件事后加强了某些大脑连接回路，大脑从大量简并回路中重新选出一组重建类似输出。每次回忆都是一次重新创造和想象。 初级意识是当前知觉和价值—类别记忆系统之间通过大量复馈整合成一个场景，这个场景就是“有记忆的现在”。 意识是丘脑-皮层系统中不断变化且容量有限的动态神经元群聚类核心，有高复杂度，在几百毫秒内复馈成一个整体 意识核心通过输出端口触发无意识程序，无意识程序通过输入端口影响核心。两者不断循环构成认知生活。支配减弱、回路独立性丧失以及某些脑区与核心隔离都会造成问题 高级意识是在初级意识基础上，加上语言和语义能力才出现的；语言让人能构造过去、未来、自我等概念，自我从社会互动和情感关系中产生。 意识是并行丰富的选择，选择先于逻辑，逻辑是后来发展出的具

思时：这个复杂性可试描述，一是问题，关于“思想”，若在十年之前，大概认为唯哲学家思考“思想”，此时方悟哲学家实乃超乎形上而思“思”，因为哲学家已经设定思乃形上之灵，但是詹姆斯乃至本书作者都认为人用脑思，而脑并非形而上之道，恰是形而下之器，今天还有谁怀疑脑非思之器官？用形而下方法即科学实证方法研究脑如何产生思想这件事儿，此乃问题之对焦，亦我及之也。二是詹姆斯科学视角，埃德尔曼频繁引用詹姆斯，查证而知詹姆斯心理学，之前略知半解，此番信息流汩汩涌现，与二十世纪美国认知科学大潮合流，亦与我今年的研阅合拍，实证科学淹没形而上学，难道不是美国全球霸权之下的学术霸权吗？学霸总得有两把刷子。三是我掩卷冥思而沉浸：同一个问题，人人都熟悉的主观意识体验，即人的思想，或顺我之生而回溯或奔流，那是鱼游于我史之江河湖海，或因疑而沉思入玄，超乎自我与哲人对话，形而上之道的玄想犹如“上穷碧落下黄泉”，此思绵绵无绝期也，在那里，必然陷入哲学与神学的剪不断理还乱，若从哲思遐想返回眼前实境，就是简约的事实，人用脑思考，脑神经解剖，进化论解释，此乃科学简明的方法，这仿佛返回了坚实的土地，我瞬间联想的思绪大概如此。四曰实证，以上涌流而出的，不恰是一个思想的实证吗？

人脑也是一种选择系统，而不是一种指令系统。 他明确地指出：脑不是图灵机。 他的主要贡献是发现免疫系统是一种选择系统，而非指令系统。这导致他后来想到，神经系统可能也是如此，从而开始了他后半生长达35年对脑，特别是对意识的研究。 每个清醒的正常成人都知道，自己是有意识的。意识把世界分成了自我和周围环境两个截然不同的部分。在周围世界中的各种对象，除了某些动物之外，都没有意识。 科学总是企图在描绘世界时不带主观性。但是，意识研究的主题就是主观性本身。 每个人都知道什么是意识：意识就是每晚睡着后随之而去，而翌晨醒来后又随之而来的那个东西。 初级意识与高级意识 高级意识是在初级意识的基础上建立起来的，需要语言并伴随有自我意识，以及在清醒状态时构造和联系过去场景与未来场景的明显能力，并能意识到自己是有意识的。 有意识和无意识 任何时刻都有功能上隔离的像反射那样的大量重要回路在活动，并且在许多情形下，它们都不会与动态核心有功能性的联系。这种神经活动不仅一直是无意识的，而且完全不能进入核心，因此也没有有意识的监督或控制。 只有在必须作出选择或者计划的关键时刻，才需要意识控制。 意识具有具身性，也就是说，它不能脱离具体的脑和身体而独立存在，并且还依赖于此个体和周围环境相互作用的历史，因此意识是主观的，具有私密性，它不能为不同的个体所共享。 人造器件没有主观性，而人有。 威廉·詹姆士(William James)在19世纪与20世纪之交关于“注意”所说的一段话：“每个人都知道什么是注意。注意就是头脑从好几个同时都有可能的对象中，或是从一连串的思想中，以一种清晰而生动的方式选取其中之一” 我们的体验能有多广，我们的想象能有多远。 体验和想象是每个人的私人舞台。 感知觉是意识经验的典型组成部分，它来自许多不同的模态—视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、本体感觉（有关我们自己身体的感觉）、动觉（有关身体位置的感觉）、愉悦和痛苦。 即使在没有外界输入的情况下，还是可以构造出意识场景(scene)。梦就是这方面最突出的表现。 几乎所有的事情都可以自动化，就是意识选择本身不可能自动化。 脑是意识的器官 注意个体之间的差异很大。 从实践中得出的教益：有意识行为和自动行为 当我们第一次学习某种新技巧时，我们需要有意识地控制我们所做的每个动作，但是经过一段时间之后，我们的动作就变成自动的了，很快就不再需要意识。 由外界刺激所引起的神经复杂度的改变量。 概念只是在进化过程中出现了语义能力（用符号表达感受以及表示对象和事件的能力）之后才产生出来的。高级意识也必然要涉及社会相互作用。当智人的祖先出现了基于语法的完全的语言能力时，高级意识也就发展起来了，这部分是由说话者群体中进行的交换产生的。语法和语义体系为高级意识所需的符号构造以及新型记忆提供了新手段。关于意识的意识才有了可能。 产生意识的脑的选择性工作来说，价值系统和情绪是至关重要的。 神经科学研究，应该有助于阐明一个重要的问题：价值在一个事实世界中的地位。 我们中的每一个，不管是人还是人造装置，所体验到的主观体验特性都取决于我们自己的具身实现、我们自己的表型。 脑比天恢宏，若将两相并， 脑中有天空，君亦在其中。

很难相信会写下推荐这两个字，魅力全来自于最后两章，到最后的两章又来自于哲学、科学、生命、脑的探讨。和Ds老师也探讨了很多，很有趣的是人类发展过程中意识（脑）变化。这本书的副标题的翻译让人觉得意识可以从现实向的解决或者控制（严格来说通过一些锻炼大约也可以），更感兴趣的发展的过程变化的因素是那些？有哪些重要节点？这些物质、语言体系、思考方式引起了那些成果的展现？ 前面几张章有很多的新概念，和数学、神经学、自然选择等等很多关联。 比较难读，感兴趣还是推荐一下。

补卡9.13 《意识的宇宙：物质如何转变为精神》杰拉尔德·埃德尔曼 朱利欧·托诺尼 ⭐⭐⭐⭐⭐ 人生中最痛苦的12个小时。如果不是竞速阅读这辈子都接触不到这类书><打5星纯保命 全书围绕“物质如何产生意识”这一问题展开，从“神经达尔文主义”开始、提出“动态核心假设”、得出“选择高于逻辑”的结论？字都认识连起来都是啥跟啥呀 读完了也知道意识是什么...