深度长文：意识的本质到底是什么？意识和自我意识是如何产生的？

从物质的客观性上来说，我们轻易就能分辨出自己的容貌和身体，在社会属性中他人也会一眼就认出“原来是你啊！”但在一个身体里面禁锢着两个灵魂的罕见情况下，我们习惯性的认知方式就有些无所适从了，这时不能指着“一个人”而是需要指着其中一张脸来说明这是谁。

上图是P的，连体人无法发育得这么匀称，下图是连体双胞胎姐妹布列塔妮和阿比盖尔，她们共享同一个身体，并各自控制一侧的肢体。

这时对于一个人或者客观上的“我”的辨识范围缩小到了一颗头颅，那么可以预期的是若将头换到另外一个身体上，“我”除了需要些许适应之外并不会发生本质上的变化，标识主体仍然是脑袋。

这样的观点之所以能被广泛接受，是因为在容貌之外我们普遍认为：人生中所经历过的一切体验形成的记忆，构成了独特的、唯一的、精神上的自我，这是我们能够拥有连续的、不曾间断的“自我一直存在”的感觉基础，也就是“经验自我“。脑科学的发展让我们认识到这些记忆、体验和感觉都存在于大脑之中。

那么，我们现在可以将换头术升级，不需要更换整个头颅了，只移植其内部完整的大脑组织。试想一下，小明和老王在手术以后，是小明在老王的身体里面醒过来了吗？虽然在社会关系中大家都会指着老王的身体说“这肯定是老王没错，隔壁的事跑不了你～“，但我们仍然会倾向于认为即使更换了一个躯壳，小明内心中也不会将自己认错，他很清楚的知道自己是谁。小明的思维与记忆应当是取决于他的大脑结构，也就是神经元之间复杂的个性化特异连接。

假设科技发达到可以扫描出大脑中的所有连接，又能够无损的复制到另一个人的大脑中，不需要手术就可以实现了。我们再来做一个实验，现在有一个植物人患者捐献出了自己包含大脑的身体，科学家们在对植物人进行彻底的修复而可用之后，将你的大脑扫描结果完整的复制到了他的大脑中，也就是两个大脑一模一样了。一切ok，“植物人“现在站起来了，用惊异的目光牢牢的盯住了你。。。那么，现在哪一个人才是你呢？还是两个你都同时存在？

是的，通常情况下你可能会否认，即使是与你在生物学意义上完全相同的克隆人，你会争辩说：“我与他，肯定是不同的，最起码、最直接的，我看他与他看我，这一时刻双方内心的感受就是完全、彻底不同的！！！自我感受，只有我自己才能真正体验到～” 而对于你所经历过的全部体验的记忆，目前尚未能最终确定以何种方式存储于大脑中的何处，既可能存在于神经元的突触结构间、也可能被包含在了“意识“这个不确定的笼统的客体中。

不过之于自我的问题来说并不那么重要，举个例子：你突然失忆了。你不知道身在何处、不认识任何人、不知道你自己是谁，但你却完全能够清晰、真切的感知到自我的存在。对于纯粹的自我意识而言，记忆并非不可或缺。记忆仅仅标识了你的社会属性和在世界中的位置，但并不能从本质上影响到你对“意识到自我”这一感受的认知。

目前发现的失忆症患者虽然会丧失关于自己的情景记忆，但是世界知识和习得性技能仍然基本完好，也就是说知道周围的是人、动物、街道、楼房，会开车、玩游戏（但完全不会记得何时何处如何学来，不知道自己为什么会这些）。我们不妨设想一下所有语义记忆和内隐记忆也都完全丧失的特殊情况，对于这个世界一无所知但智力正常的时候，是否会对自我的认知带来严重、甚至根本性的影响？

将思想实验再推进一步，做一个假设，一个人从出生那一刻开始，就被关在一个处于失重状态的、没有任何光亮的宽广空间之中，通过红外设备对其定位，然后每天定时让永远不变的食物飘到他的身旁。那么，这个人除了本体感觉和对食物的感知之外任何刺激与体验都没有，他会在何时产生自我意识呢？还是永远也不会产生，而只是一部条件反射的生化机器？饿了就有食物，成为他极其有限的经验中的一项，某一刻，他突然想到，如果饿了会不会没有食物了？

以这个疑惑作为起点，进而将怀疑的基本面展开，他开始深入思考了吗？他会去徒劳的探索食物来源、开始探索世界吗？这是意识开始觉醒的征兆吗？没有任何参照物的情况下，会产生独立个体“自我”的意识吗？坦白的来说，我认为这个虚空中的人，最终仍然能够基于本体感觉在意识中产生“我”的模糊概念，因为他能真实的感知并体验到“自己”是存在着的，拥有对“世界”的有限认知。

实际上，如果将这个思想实验再向前推进一步的话，就会戏剧性的拥有了在现实中实现的可能：那就是切断所有感觉和运动功能与大脑之间的输入和输出，好比真正的缸中之脑，任何自身与外界的刺激和反馈都不会存在，没有任何的感觉与体验，就连产生想象的素材基础都不具备。唯一拥有的，可能就是在无尽的黑暗中想象黑暗。。。（实际上在听觉、视觉等感觉皮质中，也可能会因为神经元的偶发性放电而随机产生一些噪声、闪光，但在没有输入信号的情况下大脑能否形成有效功能的处理环路也很难确定。）

我个人倾向于认为，在这种绝对的混沌之中，类似于我们所熟知的自我意识状态永无产生的可能，无论大脑的神经结构还是所谓的意识都失去了用武之地。但是，可塑性和适应性较强的大脑，在极端困境中能否发展出其它形态就不得而知了。对于同样的客观基础，弄明白受限于何种因素或条件而无法产生自我意识，对于意识研究来说是很重要的，能够排除很多干扰因素而缩小关注范围。

也就是说了解如何不能，知道为什么能就会更容易些。不过即使是思想实验也得有个底线，不再展开探讨，泯灭人性获得了答案也没有什么意义，在宇宙的生生灭灭中一切都不足道尔（关于科技失控的问题见文末的链接）。有知也好，无知也罢，匆匆一个轮回而已～～自我意识的形成，似乎取决于“主观上的内在感受性”，也就是“我的内在体验”，至于本体感觉和外界刺激是否是必要的启动条件尚无法确定。

对于大脑和记忆完全一致的克隆人来说，即使他们在主观内在感受上的体验完全相同，例如都认为自己是本体，但是无法言喻的“主观性和内在感受”的的确确是只有自己才能切身体验到的。也就是说他们都拥有属于自己的“自我意识”，在你自己看来不会同时存在多个“你”，“他们”都不是你。而主观性和内在感受，既可能是大脑神经结构的一种功能，也可能是意识作用的结果。

我们大脑的主要结构就是由数百亿个神经元相互连接而组成，大部分神经元都拥有成千上万个树突并与其它神经元轴突末梢的分枝相连接成突触结构而传递信号，大脑中形成了数百万亿条连接的极度复杂结构。神经系统内的另一类在数量上10倍于神经元的是胶质细胞，主要起到支持、绝缘和血脑屏障作用，神经胶质细胞占到了脑容量的一半以上。

这其中最重要、最神奇的莫过于神经元髓鞘了，少突胶质细胞在中枢神经系统内构成髓鞘，许旺氏细胞作用在外周神经系统中。在神经元的生长过程中，两种类型的胶质细胞将它们的细胞膜以同心环方式缠绕在轴突上，并将此处的细胞浆挤出而仅留下磷脂双分子层，在轴突周围形成了电流绝缘体（部分传递距离短的轴突没有髓鞘）。

胶质细胞在轴突上形成一段一段的髓鞘，中间的空隙叫做郎飞氏结，电信号沿着轴突进行跳跃式的长距离快速传导。哺乳动物的神经能以120m/s的速度传递信号，这种速度使得长颈鹿的大脑到后腿或鲸鱼等大型动物的反应仍然很快且协调（但100多米高的哥斯拉若也是这样的结构，被踩了一脚尾巴再反应回来就得2秒了，巨大的金刚也比树懒快不了多少）。

而电信号也就是动作电位的产生，依赖于钾、钠、氯、钙等离子在细胞膜选择性渗透的进出过程中形成的不同离子浓度梯度，从而导致神经元细胞膜内外电位差发生的变化；这一工作由跨膜蛋白所构成的数以千计的门控和非门控离子通道以及消耗ATP进行主动转运的离子泵完成，在静息膜电位的基础上形成去极化（产生动作电位）或超极化（不易产生动作电位）过程。

那么，一个神经元怎样知道应当何时产生动作电位呢？这取决于它的众多上游神经元输入。当动作电位到达轴突末梢时引起去极化，导致钙离子内流进而启动了神经递质释放到突触间隙的过程，与其相连的下游神经元树突上的受体蛋白分子结合了扩散过来的神经递质后，产生的主动突触后电流在神经元胞体内通过电紧张传导至它自身轴突的轴丘。

一个神经元上的所有树突接受上游轴突刺激后产生的电流总和如果足够强，将会启动它的轴突产生动作电位继续向后传导。这一过程在神经元之间像多米诺骨牌一样不停重复，从而实现了神经信号的传递。胞体内的电流累积过程可以看作是模拟的，产生的动作电位是数字信号。

我们听觉系统内反应最快的感觉神经元，其放电频率能达到1000Hz，但我们能够听到20～20000Hz范围内的声音，而海豚能听到最高150000Hz的超声波，不过关于神经元是如何对信息进行编码和频率调谐的我们仍所知甚少。

接受上游神经元轴突所释放的神经递质刺激后，下游神经元树突所产生的突触后电位可能是兴奋性的（更容易产生动作电位）、也可能是抑制性的（不容易产生动作电位），而不同树突接受的刺激在时间上也不完全同步，并且还有信号放大、长时程增强、敏感性调控等众多响应机制，这就意味着一个拥有很多条树突的神经元，在自身轴突能否产生动作电位上拥有多至成千上万种可能性。

突触间的连接还会不断的形成、增强、减弱、断开，使得复杂性进一步增加。而由数百亿个神经元所组成的大脑，则将这种复杂性演绎到了我们所能想象的极致。数百年来的神经解剖和现代化研究，科学家已经确定了很多脑区的功能，尤其是对于嗅觉、视觉、听觉、躯体感觉和运动控制等具有明确神经通路的初级加工皮层；而通过众多因中风、手术或事故导致的多种多样的大脑损伤患者的研究，使得我们对于大脑的高级处理功能有了深入了解。

这其中最为显著的是，过去我们通常认为应当是属于高等意识范畴内的许多功能，居然也都是由大脑的神经结构所决定的，意识的作用远远没有人们当初所想象的那样强大、广泛。

例如在物体识别障碍中，失认症患者G.S.虽然连中风前最常见的东西也认不出来，但他却能准确的描述出记忆中物体的颜色和形状，他知道蜡烛是长的、细的、粉色的；可是当你拿着一根真实的蜡烛给他看时，他却完全认不出来这是什么东西；他报告说这是一个“长的物体”，用手摸时认为是“蜡笔”，在用鼻子闻过之后他纠正为“蜡烛”。

脑部损伤的凯文适应了运用从前的记忆，来想象眼前事物的方法弥补辨识障碍对生活造成的影响。虽然他踏进足球场时什么都不了解，他能看到绿色但认不出草，他指导当地的儿童足球队却认不出移动的白色物体是足球。。。但他能够利用想象能力将眼前的场景和视觉记忆匹配起来：在绿色的场地上、球应该是圆的白的，人们要踢球。。。不过当球员聚在一起拥抱、球门一阵混乱时就分辨不出是怎么回事了，他看到的感觉就像是颜色和动作的拼贴。

凯文能够根据记忆精确的将物体画出来，但是过一会再拿给他看时，他却完全认不出来。

凯文这种记忆中的心灵影像与现实中的认知完全分离的现象，使得本应是“我意识到了人们在踢球”的问题还原为了神经结构的功能。而额叶损伤会使得人的性情大变、自控力下降，失去计划未来、向长期目标努力或顾及行为后果的能力，诸如此类涉及到“个人意志和有意识的行为与体验”案例的不断积累，使得众多科学家、哲学家深信：神经元极度复杂的组织结构与活动，就是我们意识、思维、感受、体验和精神的全部，物质组成了我们身心所有的一切，再没有其它任何东西了。

那么，自我意识在一元机械论中跑到哪里去了呢？还是说根本就不存在？我们来看一下客观上无可否认的视觉体验，这是意识构造的重要通道，但在这一方面的确存在着巨大的错觉，也就是说我们眼中的视觉世界很大一部分都是大脑自动填充出来的“幻象”。

遮挡住你的右眼，然后用你的左眼专注的盯着上图中右边的圆点，在图片宽度三倍左右的距离上前后调整，你就可以看到蓝色的线段融合在一起了。这是大脑用背景自动的填充了盲点视野，换成复杂的纹理是否也能达到一样真实而完美的效果呢？下面是一张GIF动图，点开之后白圆圈内会有一只跳动的红兔子，还是大约三倍的距离可以试试看。

我们眼睛的绝大部分视锥细胞都集中在中央凹，也就是说能够分辩清楚细节的视野范围是比较小的，而注意却又是留意一些东西的同时忽略另一些东西的能力；在双眼扫视的过程中大量的细节实际上都是看不到的，视皮层的处理能力也没有那么强。

一旦重新去仔细审视，会发现原来有很多的细节并没有被注意到，变化视盲和不注意视盲是比较典型的现象。然而，无论是徜徉在繁华的街头，还是在高速列车上望向窗外，我们都不曾感觉到有任何的空隙和缺失，世界在我们的眼中是连续而完整的，这很可能是大脑自动填补的结果。

那么问题来了，如果大脑已经知道什么东西需要填充，这样做的意义是为了让我们感知到完整的世界吗？这可能仅仅是大脑的一个功能而已，但关键之处在于：这样的功能会不会作用在其它方面呢？例如：自我意识。不少一元论者都认为：“自我意识”不过仅仅是一个巨大的错觉而已，从来就不存在这种东西，只是神经活动产生的幻觉罢了，我们都是人形的生化自动机。

但是，一元机械论存在着两个根本性的问题：

1. 主观性和内在体验。即使我们可以假设主观性是神经结构的一种功能，让我们产生了“我”这种感觉，但是神经元生化活动的电信号究竟是如何涌现出脑内情景图像的呢？纵然是幻觉，也需要一种切实的发生机制。不同频率和强度的电流组合作用又是怎样衍生出“江山如此多娇、爱你到地老天荒”等丰富细腻的情感呢？与食物、水、好吃的等生存直接相关物风马牛不相及的支付宝余额，这种连看都看不到的虚拟信息，神经元又是如何创造出来并喜欢上的呢？电流，费劲千辛万苦的组合出能够酿酒的流程，仅仅是为了将自己麻醉、阻断吗？物质，组合出“人”这种工具，再制造原子弹将“人”炸毁分解，如果这个过程成立，主角还真不一定是“人”。

实际上，这可能都仅仅是宇宙运转之中的基本规则而已，只不过好奇心驱使不甘的我们想要弄清楚这一切究竟是如何发生的，并从中获得更强大的力量。有意识的主观体验如何由脑中神经细胞的物理活动产生？心智怎样从物质中涌现出来？以人类当前有限的知识和想象力，尚无法在纯粹的物质和切身体验到的内心感受之间，建立起任何可能的关联机制。而一元半的副现象论，认为意识只是神经活动的副产物，不能反过来对神经活动本身产生丝毫影响，这就引出了第二个根本性的问题。

2. 自我主动性的发起源。看到疾驰而来的汽车，我们会本能的进行躲避；被烫到了，会将手迅速缩回……这类因外界刺激而引发的反应很容易理解，对于功能足够强的逻辑电路来说，简单的输入的确可以产生复杂的输出，通过各种反馈机制和自适应性能够得到千变万化的结果，这可以解释我们所表现出来的大部分行为。然而，对于一些纯粹主观性的思维活动和行为，在没有任何明确而直接的刺激输入时，大脑这个物质逻辑模块又怎么能自发的产生具有目的选择性、并非随机事件的活动呢？没有输入，如何响应？

例如，我突然想哼两句小曲，如果这类行为是由大脑随机性组合出来的事件，那么也会产生“我在独处时突然破口大骂了五分钟”的情形。若下意识的出现了这种冲动，但你却及时控制住了，则表明在那一时刻，的确有某种“未知原因的不明现象”影响且改变了神经环路的实时生化活动。在原始社会，掳掠一个部落外的人回来吃掉了，可以视作饥饿引发的条件反射；而在当下，怒火滔天的你主动压制住了想要杀掉一个人渣的冲动，这却仅仅是因为存在于你脑海中的法律条文或者是道德规范。

如果我们认为纯粹的物质大脑，不可能自发性的产生出可以运用的法律条文，那么剩下的解释就只能是：我们的确拥有自主意识。可是，意识到底是什么呢？是一种客观存在的非物质实体吗？如果这样认为，那么两元论也存在着两个根本性的问题：1. 无限套娃。因为我们完全无法理解，神经元活动如何在脑海中产生了影像或幻象，所以可能会存在着一个“意识”，是它感知到并整合了这些输入信息，形成了我们内在的感觉体验。这就如同大脑中存在着一个笛卡尔剧场，视觉、听觉、触觉等意识流在一块思维荧幕上演，而观众则是“意识”，也就是真正的“你”。

它，也就是你，在操纵着你的物质身体。

正如同对大脑结构进行的分析研究，用以阐释视觉、听觉形成的神经基础一样，我们不禁要产生疑问：这个“意识”具有何种结构与功能使得它能“看到、听到”呢？如果我们在大脑中发现了这个意识，不管它是有形的还是无形的，必然会以科学方法对其进一步分解研究。于是，就会产生“意识的意识的意识……”的无限循环问题。

2. 仍是物质。如果存在独立的意识体，那么它除了接收大脑的神经信号之外，还必然能够对神经活动产生影响，也就是与物质的神经元发生交互，否则无法产生自我主动控制的有意识行为。然而，能够与物质发生交互作用的事物，也必然是物质。（物理学定义：物质为构成宇宙间一切物体的实物和场。）当然，如果你愿意，也可以将意识的这种作用视为非物质的魔法，是神秘不可知的，不过这就等同于放弃了探索、脱离了科学。

从假设意识作为实体存在而产生的两个根本性问题可以看出，纠结于神经元之外，是否存在着独立的意识或灵魂并不是问题的核心。这仅仅是概念或理解上的差别，对于科学来说本质上都是一样的：研究未知的事物和现象。即使神秘如魔法、神通，也是宇宙的一种组成部分、一种基本属性，是可以被研究的对象，只不过研究到什么程度、能不能研究得出来而已。昔日的千里眼、顺风耳、上天入地等是不同发展程度导致的认知差异，魔法的形式通常也是与时俱进的，现在可能发展到一拳打爆一个星球了吧，而在古代根本就不知道天上挂着的星星究竟是个什么东西。这使得执迷于下面这类可能很有趣也比较烧脑的问题，对于意识的研究来说并没有太多帮助。强烈的悲伤，瞬间将你淹没。。。

等等，一大群神经元的集体放电形成了情绪？那么，将这种放电形式复制到芯片中，我就拥有了一块悲伤的电路板吗？互联网每一瞬间流动的无穷比特中，又会产生多少种情绪呢？一场雷电交加的暴风骤雨，是愤怒的体现吗？一个球形闪电，拥有短暂的自我球生吗？你的脚趾不小心踢到了桌子腿，痛觉信息被编码传递到了脊髓。那么，是脊髓感觉到了疼痛吗？不，是痛觉信息传递到了大脑，我才感觉到了疼痛。那么，是大脑的躯体感觉皮层感受到了疼痛吗？不，是经过神经元处理后的信息，使我体验到了疼痛的感觉。

神经元处理的只有频率和强度不一的电流，你是说，这个世界上有疼痛着、甚至会嚎叫的电流？而那就是你？到底是谁、是什么意识到了疼痛呢？有意识的主观体验，的确与我们所能理解的任何物质现象都相去甚远，甚至连很多功能都是定域性的大脑皮层如何形成了统一、整合的感觉体验都难以研究清楚。

例如对于视野中物体的形状、颜色、深度和动作进行加工的脑区都不同，每种特性的处理速度也不一样，但我们在时间和空间上的感觉是平滑统一的，同时再加入听觉和运动控制也不会感受到任何分离的体验。这种物理上不统一、但主观上统一的现象，仅凭神经元的交互速度似乎难以完成整合的任务，的确可能会存在着一种尚未发现的全局作用机制：意识场或心智场。但其将是高度依赖于神经元而存在的，哪部分脑区损伤了，场就可能会出现空洞。

不过，在当前把意识问题与量子力学强行联系起来没什么意义，虽然在叶绿体能量传递的量子漫步、嗅觉中气味分子键振动的量子测量等方面都发挥了关键作用，量子效应也很有可能存在于大脑的微观机制中。尽管意识与量子效应都是神秘不可测的，但与心智未必有直接的关联。对于肉身仍然没有跨出地月体系的人类来说，宇宙的神秘性比比皆是，只不过目前恰好发现的是量子效应而已。

意识研究最大的困难之处在于，当前还无法使用任何外部可观测的物理事件、或用任何已知的物理理论来描述，只能通过个体的主观感受进行检测，而大脑组织只有是在“活”的情况下才有效，但又不能真的打开人的大脑在上面切切割割、随意插满电极来做试验。在没有取得实质性突破之前，仍然只能采用有限的、间接的方法进行研究。我觉得一个具有很大可能性把握住的关键切入点是：潜意识与意识之间的状态转换。这是一个能够清晰感知到的变化，既然是变化就必然有所不同，就存在找出相关事物和规则的可能，例如在主动受迫的梦境中惊醒（后续会根据我自身的体验对此写篇文章进行分析，并尝试设计一个实验）。

无论是对宇宙时空的探索、还是对生命起源的追寻，虽然进展并不大，但是人类至少能够有思路、找到方法来开始、一步步深入研究下去。可是对于我们每个人都拥有、都能切身体验到的意识，却几乎没有任何头绪、无从下手。在众多可能性中，也可能存在着一种极端情况：以人类当前的心智进化水平而言，尚且达不到理解意识的程度。但探索之路仍将代代相传，探讨探索的意义并没有绝对的意义，或许仅仅是对生而为人的一个交代和存在下去的一种驱动力吧～～