## 意识红色胶囊9：沃尔夫勒姆的高见

我们这个系列已经大致讲完了神经科学家对意识的主要新说法。那些解释不可能是完备的，但是在很大程度上帮助我们破除了意识的神秘感。我很想知道的一个问题是「元认知能力」——也就是面对各种情感能做出取舍、能自己审视自己的这种能力 —— 在神经科学层面上是怎么回事，这个目前还没有答案，只能先留着。

这一讲我切换到物理学的视角。物理学家的任务就是找到这个世界运行的根本规律，所以一定会对像意识这么有意思的东西感兴趣。

在物理学家眼中，意识要么就是物质问题，要么就是物质的组织方式问题 —— 前者神奇，后者本分。

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神奇这一块，最著名必须是罗杰·彭罗斯（Roger Penrose，1931 —）[1]。他在数学和物理学上都早就有了青史留名的贡献，现在九十多岁了，刚得了诺贝尔奖。不过彭罗斯的历史地位肯定远超诺贝尔奖，他是跟霍金同量级的人物。

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彭罗斯很久以前就有本著名的书叫《皇帝新脑》，明确提出AI不会有人的意识，因为他认为意识是个「不可计算」的东西。这绝对是一个超乎寻常的论断，但你与其说彭罗斯搞了个理论，不如说他只是表达了一个立场，因为他并没有一个系统性的解释。

后来彭罗斯跟一个美国的麻醉师合作，提出一个猜想，说意识不是大脑神经元所能产生的，必须用到一些比神经结构小得多的东西 —— 称为「神经微管（neuron microtubules）」。这些微管的尺度必须如此之小，以至于能产生量子力学效应，才让人有了意识。

这个猜想目前没有任何实验证据支持 [2]。而且彭罗斯说的那个量子力学效应，还不是大家公认理解的量子力学，而是取决于“量子理论出错的地方”……反正是有点神秘的东西。

彭罗斯这几年还搞了个新的宇宙理论，叫「共形循环宇宙学（conformal cyclic cosmology）」。这个学说认为我们的宇宙并不是*起源*于大爆炸，而是永远都处于周期性的膨胀和收缩之中……

我没有资格评价彭罗斯这些学说的对错，但是我可以说它们带来的新问题远远超过了能解决的问题。这就好比你很想知道你家的猫为什么这么聪明，有人提出一个理论，说猫之所以聪明，是因为世界上存在一个强大的、深不可测的猫的帝国，它们有人类所无法理解的组织方式，搞不好人只是猫的宠物……

要这么说的话，认知成本也太高了。功成名就的物理学家有权研究任何学说，学界主流未必接受，所以我们最好还是先等待将来有没有实验验证。

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跟彭罗斯不同，我们专栏多次提到的大神史蒂芬·沃尔夫勒姆（Stephen Wolfram）不认为意识本身需要什么神奇的X因素，我们重点说说他的看法。

沃尔夫勒姆早在二十年前就出了本书叫《一个新种科学》（A New Kind of Science），发明了一套用「元胞自动机」推导物理定律的方法 [3]。

![图片](https://piccdn2.umiwi.com/uploader/image/ddarticle/2023071311/1813785809602508356/071311.png)

沃尔夫勒姆的数学软件公司在商业上相当成功，发明了各种特别有用的数学工具，可以说几乎每个理论物理学家都在用 —— 但是他自己的物理研究，并没有太多追随者。而2020年，沃尔夫勒姆在两个青年物理学家的启发下取得了重大突破，找到一条路，能用全新的方法推导出现代物理学最基础的两大理论：广义相对论和量子力学 [4]。

我必须得说我并没有看懂沃尔夫勒姆那个新理论。他的方法也许更深刻更美丽，但是跟主流截然不同……现在评价这套理论可能还为时过早。我理解现在的局面是物理学统一理论的非主流探索不是一家，而是好几家；现在不是没有爱因斯坦，而是有多个爱因斯坦……只是谁都没有爱因斯坦那么幸运，来一次日全食就立即能证明你是对的。所以我们还是先等一等，将来让他们用实验证据说话。

关键在于，沃尔夫勒姆提供的不仅仅是一套理论和一套工具，而是一整个思想体系，这个体系的核心是用「计算」解释万事万物。我们专栏前面讲AI专题的时候已经见识了沃尔夫勒姆的洞见能力 [5]。这里要说的是，沃尔夫勒姆基于自己的那一套新物理学，对“意识是什么”，也有个关键洞见。

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这个洞见是沃尔夫勒姆2021年提出来的 [6]。他说，意识是我们大脑的一个特殊功能，其使得你有一个「连贯线索的体验（coherent thread of experience）」。

所谓连贯线索的体验，通俗的理解，就是一个第一人称视角的故事。

今天中午你饿了，就走进一个餐馆，坐下点餐，服务员把菜给你端上来，你开始吃，你吃饱了，离开了餐馆。这个叙事，就是连贯线索的体验。

对普通人来说这是最正常的生活，没有什么值得惊奇的地方 —— 但是对物理学来说，你的这番体验，体现了我们这个世界有极其不平凡的性质。我帮你拆解一下这个过程。

首先是「体验」。我们一直讲意识是主观体验，上升到物理学的高度，那就是首先得有个人，才能体验 —— 用物理学的语言叫做有个「观察者」。观察者查看周围的世界，得出一番想法，总结了一个故事，这个叫体验。

那什么叫「连贯线索」呢？它有两重意思，代表沃尔夫勒姆对意识的两个要求。

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一重意思是事物之间有明确固定的因果关系。你得先感到饿，才想起来去餐馆。你得先吃，才能吃饱。你得先进餐馆，才能离开餐馆……这件事必须得先发生，那件事才能发生，各个事情符合一定的顺序，这才是符合人类意识的叙事。

如果你学习过朱迪亚·珀尔的 《为什么》那本书，你可能记得，所谓“因果关系”其实是说不清的 [7]。但这里沃尔夫勒姆强调的是两件事发生的前后顺序绝对不能变：吃饭在前，吃饱在后，这不能颠倒。这叫「因果不变性（causal invariance）」：不管是你自己看自己，还是相对于你高速运动的物理学家看你，都一定是你得先吃饭才能吃饱。

这可不是废话。我们以前讲相对论的时候说过 [8]，距离很远的两件事的先后顺序并不是绝对的，取决于参照系。但是，有些东西是绝对的，比如说“两个事件之间的时空间隔”，就是绝对的，可以代表不变的因果关系。对于距离比较近的两个事件，谁先发生谁后发生，这个关系对所有观察者来说都是一样的。

简单说，相对论完全赞成你得先吃饭才能吃饱。

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连贯线索的另一重意思是这个故事得是「单线程（sequential）」的。

宇宙中随时都在同时发生着无数的事情，但是对于一个特定的观察者，你，来说，一定是沿着一条单一的叙事线走下来的。你讲的去餐馆吃饭这个叙事，就是这么*一个*叙事：你不可能同时讲两个故事。

其实这是任何神经网络都有的特点：沿着一个方向从后往前走，就这一条线。当然现在有的神经网络，你可以在一开始给它输入视觉图像的时候，同时几个进程一起输入，但是它真正“思考”的过程都是单线程的。人的思考更是如此，不管进入你视野的信息有多少，你的大脑中有意识的思考一定是按照顺序一条线走下来的；如果形成语言，一定是按照顺序讲。

那你说这有啥不平凡的呢？在物理学上，这意味着这个世界有「时间」。

我们所处的宇宙里必须得有一个相当于时间的性质，你在意识里才能有这么一条单线程的时间线。

相对论里，恰好有个叫做“时间”的变量。

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简单说，意识就是一个个人视角的叙事，它的一般形式是这样的：我先做这个，又遇到那个，于是我又做了什么，我做这个事的后果是如何如何，接下来我又观察到一个东西，对此我又做了什么什么……

这种意识的不平凡之处在于其中有明确的因果关系和单线程的时间线。

而相对论，恰好满足这些条件。

换句话说，我们这个宇宙的物理学允许你讲故事。

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沃尔夫勒姆认为，从计算的角度讲，意识跟「智能（intelligence）」有本质区别。

智能，只不过是计算的精巧度（computational sophistication）。不管是什么系统，只要其中的计算足够复杂足够精巧，我们就可以说它有智能。沃尔夫勒姆认为世间万事万物都在做计算。比如你家所在地区上空的天气，因为它也足够复杂足够精巧，可谓是喜怒无常，我们也可以说天气有自己的智能。只不过很多智能是我们不能理解的而已。

所以AI当然有智能，细菌也有智能，智能无处不在。

但意识可就不一样了。大多数学者都认为意识是更高级的智能 —— 沃尔夫勒姆则恰恰认为，意识，是对智能的*降级*。

为什么呢？你眼前每时每刻都在发生很多事情：无数个分子在运动、光子到处乱跑、各种声音和气味向你袭来……这是无比复杂的计算，是人的智能所无法全面跟踪的，是「不可约化的复杂」。可是这么复杂的局面，你竟然能把它给讲成一个很简单故事，形成了所谓连贯线索的体验，这难道不是简化吗？

换句话说，这难道不是形成了幻觉吗？

意识不是对真实世界的忠实模拟，更不是精确预测，而是一种能快速计算的简化模型，是思维快捷方式，是「可约化的口袋」。

大脑能做到这一点是非常了不起的，但是沃尔夫勒姆更关心的不是大脑是怎么做到的，而是我们这个世界为什么能*允许*大脑做到这些。

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这个世界的物理定律为什么允许产生明确的因果关系和单线程的时间线？

为什么一定是你饿了去吃饭，而不是你吃完饭才感到饿？为什么服务员真的能把食物给你端上来，那些食物没有在天上乱飞以至于你吃不到？为什么那个餐馆日复一日老老实实等着你想去就去，而不会凭空消失？

所有这些，从物理学角度来讲，都是极不平凡的事情。

试想如果让你凭空设计一个宇宙，你可以任意给那个宇宙输入各种物理定律。那你需要怎么做，才能允许那个宇宙里的观察者产生意识呢？

要允许人产生意识，这个宇宙必须满足一些非常特殊的条件。

咱们下一讲再说。

![图片](https://piccdn2.umiwi.com/uploader/image/ddarticle/2023071216/1813713432961124448/071216.jpeg)

注释

[1] https://www.newscientist.com/article/mg25634130-100-roger-penrose-consciousness-must-be-beyond-computable-physics/

[2] 量子力学22：量子佛学

[3] 精英日课第一季，一个神人的世界观

[4] https://writings.stephenwolfram.com/2020/04/finally-we-may-have-a-path-to-the-fundamental-theory-of-physics-and-its-beautiful/

[5] AI专题11：GPT的底牌和命门

[6] https://writings.stephenwolfram.com/2021/03/what-is-consciousness-some-new-perspectives-from-our-physics-project/

[7] 《为什么》3：到底有没有因果关系

[8] 相对论13：相对中的绝对

### 💡 精华要点
- 1.沃尔夫勒姆认为：意识的不平凡之处在于其中有明确的因果关系和单线程的时间线。
- 2.意识不是对真实世界的忠实模拟，更不是精确预测，而是一种能快速计算的简化模型，是思维快捷方式，是「可约化的口袋」。
- 3.要允许人产生意识，这个宇宙必须满足一些非常特殊的条件。
