意識的本質到底是什麼？
這既是一個哲學命題也是一個科學命題，但是，在哲學領域已經爭論了 2000 多年了，並沒有得出什麼結果，看上去也不會再得出更多有價值的結論，我認為哲學對意識的研究差不多已經到頭了。請不要誤解，總有人覺得我貶低哲學，實際上我並不貶低哲學，我對哲學的看法可以打個比方，例如格律詩詞，我認為有震撼人心的美，很有價值。但是格律詩詞的最高峰就是唐詩宋詞。哲學也是這樣，人類已經抵達它的最高峰了，我們已經可以盡情地欣賞它的美了。因為哲學這種純思辨的研究方法，決定了它對認識自然規律所能達到的高度。
在人類研究意識本質的 2000 多年中，最後這 100 年是屬於科學的，科學家從哲學家手中接過了這個問題，這根交接棒是不會再遞迴去了。我們先來簡要回顧一下對意識本質研究的科學簡史。
1969 年，神經科學家傑里·萊特文在麻省理工學院演講時，闡述了後來被稱為「祖母細胞」的理論。萊特文認為，我們日常的每一種意識體驗、思維以及記憶，不管是對於某個親戚朋友，還是其他任何人或者物，都只有大約 18000 個神經元與之對應。萊特文對人類對意識本質的思考脫離了哲學思辨，轉向了實驗科學，他認為意識的棲息地是神經元。
1987 年，美國布蘭迪大學的雷·傑肯道夫提出中間層次理論，認為意識既不是來自未經加工的知覺單元，也不是來自高層的思想，而是來自於最低的周邊（類似於感覺）和最高的中樞（類似於思想）之間的一種表達層次。我估計你聽的似懂非懂，坦白地說，我也是這種感覺，不比你強多少。
1990 年，英國科學家弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和美國科學家克里斯托夫·科赫（Christof Koch）發表《論意識的神經生物學理論》，提出泛泛的哲學爭論無助於解決意識問題，真正需要的是有希望解決這些問題的新的實驗方法。只有通過研究神經元及它們之間的相互作用，才能積累以實驗為基礎的、明確的知識，並建立起真正科學的意識模型。
1994 年，「走向意識科學」（Toward a Science of Consciousness, TSC）國際會議首次在美國圖森市（Tucson）召開，標誌著意識作為一個明確的研究主題，成為哲學和科學的共同使命，也標誌著意識研究的科學共同體的形成。
1998 年，美國亞利桑那大學成立了世界上第一個意識研究中心。
1998 年，荷蘭神經科學家伯納德·巴爾斯（Barnard Baars）提出了意識的全局工作空間模型。他認為意識存在於一個被稱為全局工作空間的模型之中，除此之外還有無意識加工的處理器以及背景。這就好比一個劇院，劇院的舞台就像工作記憶，而注意的作用就像一隻聚光燈，舞台上被聚光燈照亮的部分就是意識部分。
2003 年美國生物學家傑拉爾德·埃德爾曼（Gerald Edelman）提出動態核心假說（Dynamic Core Hypothesis），認為在任何一個給定時刻，人腦中只有一個神經元的子集直接對意識經驗有所貢獻，換言之，人在報告某一意識時，大腦中相當一部分神經活動和人所報告的意識沒有對應關係。
2004 年，美國科學家朱利奧·托諾尼（Giulio Tononi）提出「整合信息理論」，認為一個物理系統滿足兩個條件即可擁有意識：一是這個物理系統必須具有豐富的信息，二是在系統中信息必須要高度整合。
2013 年美國政府啟動「大腦計劃」（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, BRAIN），旨在集結各方智慧，更好地理解人腦的工作原理以及人腦出現故障時如何解決。同年，歐盟的人腦計劃（Human Brain Project）入選了歐盟的未來旗艦技術項目，也成為了全球範圍內最重要的人類大腦研究項目。
2017年，被稱為「中國腦計劃」的基礎研究被列入科技部「十三五國家基礎研究專項規劃」
從我剛才說的這些事情不難看出，各國對腦科學的研究都非常重視，「意識」已經成為了當今科學界的最熱門研究領域之一。從目前來看，人工智慧是否能夠創造自主意識還沒有定論，持正反意見的科學家都有。我這裡從正反兩邊各選取一位重量級的科學家，把他們的觀點介紹給大家。
首先來看反對計算機能夠產生自主意識的這一方觀點，我選的是英國著名的物理學家羅傑·彭羅斯，他是和霍金一起證明奇點定理的著名科學家，現在已經 87 歲高齡了。彭羅斯還有一個重要的研究領域，就是人工智慧的基礎理論研究，他有一本很出名的科普書《皇帝新腦》，雖然寫於 1989 年，但裡面的大多數論點、論據到今天也沒有過時。
彭羅斯寫道：對我來說，意識是如此重要的現象，我簡直不能相信他只不過是從複雜的計算「意外」得來的。我甚至願意說，迄今為止所有人們提出的宇宙數學描述都不能達到允許意識存在的要求。
彭羅斯是一個科學家，他寫了四十多萬字來闡述以上觀點的理由。我對他觀點的總結是，彭羅斯認為，目前為止，人類的計算機都是基於「算法」工作的，而意識則是不可計算的，所以基於「算法」的計算機不可能產生意識。為了讓你能聽懂彭羅斯的這套論證邏輯，我需要給你簡單講解一下什麼是計算機的「算法」。
顧名思義，「算法」就是「計算的方法」。舉個最簡單的例子，我們向電腦中輸入任意一個整數，要求電腦返回是奇數還是偶數。電腦採用的計算方法是什麼呢？可能你也想到了，就是對輸入的數字除以 2 ，如果沒有餘數就返回偶數，否則就返回奇數。這就是一個最簡單的算法。聽到這裡你腦子中可能會有一個疑問？如果是與數學相關的問題，計算機用算法解決當然好理解，但問題是，我們平常用電腦或者手機拍照、看圖片、上網、打遊戲、發微信，那都不是做數學題啊，我看個圖背後的計算方法是什麼？跟數學有半毛錢關係嗎？
其實，這些依然是數學問題。如果把這個問題抽象出來看，就是當計算機吃進一個東西，例如你在螢幕上點一下「磨皮」的按鈕，這個叫輸入，經過一定的運算後，決定吐出一個什麼東西，就是返回你一張更漂亮的自拍照，這個叫輸出。
解釋「磨皮」背後的算法會太複雜，我們簡化一下問題，將圖片從彩色變成黑白，它背後的算法就是當年研究彩電的人鼓搗出來的，計算過程是這樣，大家都知道任何彩色圖片都是由紅綠藍三原色組成的，也就是照片上的每一個像素都是一個彩色的點，而這個點都是紅綠藍三種顏色的混和，現在我們只需要利用一個經驗公式，把紅色的顏色值乘以 0.2989，綠色值乘以 0.587，藍色值乘以 0.114 ，再把結果求和，得到的數值就是圖片的灰度數值，把照片上的每一個像素點計算一遍，轉換成黑白模式，就得到了一張從彩色變成黑白的照片了，它的背後就是數學。
電腦程式就是用來描述這種運算過程的機器語言，所有程序還原到最後都是加法運算和邏輯運算的組合，文科生可能不理解什麼是邏輯運算，其實邏輯運算就是與、或、非三種運算符，英文就是 and or not，舉個例子，用與，也就是 and 來對兩個命題進行運算的話，那麼真 and 真就輸出真，假 and 假就輸出假，真 and 假就輸出假。
好了，不再深入下去了，文科生聽到這裡已經頭大了，總之，我只是想讓大家相信，計算機的任何行為究其根本就是數學和邏輯計算，實際上邏輯也是數學的一部分，只不過大多數人都沒有學過，所以我才額外說明一下，沒有數學就根本不可能有計算機，計算機的表現就是一系列算法的集合。
彭羅斯提出了兩個重要的論據，第一個論據是哥德爾定理，這是一個被嚴格證明的數學定理，它的意思如果用通俗的語言來講就是我們不可能用數學這套系統本身推導出數學中的所有真命題。換句話說呢，就是存在無數個數學結論，是根本不可能用數學本身給算出來的，但是人卻是可以憑空猜想出這些結論的，例如集合論中的連續統假設。在彭羅斯看來，這就說明了，我們人類的意識是高於數學系統的，只要我們的計算機還是完全基於數學這套形式邏輯系統的框架，那就不可能達到人類意識所表現出來的種種令人驚嘆的行為。
第二個論據，彭羅斯說假設我們的大腦只是在執行一系列非常複雜的算法，那麼我就應該詢問這種非常複雜有效的算法從何而來？生物學家告訴我們的答案是「自然選擇」。也就是說，生物在演化過程中，那些更有效、更有利於生存的算法會保留下來，遺傳給下一代，如此逐步升級。彭羅斯說我完全相信自然選擇是生物演化的原理，但是我卻看不出自然選擇本身如何能演化算法。對比我們所有的電腦程式，你會發現，程序的有效性和概念本身最終要歸功於至少一個人類的意識。
最後，彭羅斯的結論就是，人類目前的計算機工作原理是無法創造意識的，電腦和人腦不在一個層次上。
有些聽眾可能想知道我對彭羅斯的觀點怎麼看？我必須誠懇地說，我不是個科學家，並沒有資格對彭羅斯的學術觀點進行評價。但我作為科普作家，我看過大量的正反雙方的意見，在科學界對彭羅斯觀點的反對聲是非常大的，總體來說，彭羅斯這派是少數派。
下面，我選擇一位支持未來高度複雜的計算機系統可能產生自主意識的科學家，講講他的觀點。他就是美國艾倫腦科學研究所的所長、首席科學家克里斯托夫·科赫，他可以說是腦科學領域全世界最知名的幾位科學家之一，2017 年 10 月，他的團隊在《自然》上發表了包含 300 個神經元的大腦三維圖譜，清晰地顯示了每個神經元的路徑，這是腦科學研究領域非常重要的貢獻。
科赫認為，至少在我們這個宇宙中，意識是達到一定複雜程度的物理系統所具備的一種屬性。並且，一個物理系統越複雜，它所擁有的意識水平也就是越高。也就是說，較簡單的物理系統只能產生較少的意識體驗，但極為複雜的系統，比如大腦，就能產生豐富得多的意識體驗。如果未來，人類能打造出比人腦還要複雜的計算機系統，人工智慧的意識水平就可能超越人腦。
科赫曾經與 DNA 雙螺旋結構的發現者之一，諾貝爾獎得主克里克一起合作過，他和克里克都認為應該拋棄關於意識的本質到底是什麼的爭論，這種爭論是一種哲學問題，不可能爭出結果。科學研究應該更務實一點，尋找一個判定是否具備意識的客觀標準，也就是一個可以被測量的物理量，用這個物理量來判定一個系統是否具備意識。他主張，用典型的科學的方法，來研究意識的神經機制，比如，哪些特定的分子、神經元和神經迴路與意識有關。可以說，克里克專注於研究意識在大腦中留下的「足跡」，使這個問題回到了科學的正軌上。包括科赫在內的測量派已經取得了階段性的里程碑式的進展，可以說他們找到了第一代用來判定意識是否存在的可測量值。
最後，談一點我自己的想法。如果我們現在用科幻的思維去考慮一個問題，將來如果有一天，有一家公司宣稱可以將你死去的親人在網絡雲端復活，他們說這不是模擬你的親人，而是你的親人的意識真的已經上傳到電腦上了。這時候，在真實世界中的我們如何才能識別這家公司是不是騙局呢？我們只能通過與雲端的親人交流來確認親人是不是真的復活了。如果你通過交流找不出任何破綻，他（她）有相同的回憶，相同的脾氣，一切都相同，那麼你是否願意相信親人是真的復活了？還是把他（她）看成一個高級版的 Siri 呢？
如果你問我，我願意相信親人是真的復活了。畢竟，如果一隻動物長得像鴨子，叫聲像鴨子，走路也像鴨子，那麼它就是鴨子。