每个内在都有一个外在，每个外在都有一个内在；尽管它们不同，但它们是相辅相成的.
—艾伦· Watts，《人、自然和人的本性》，1991年
我成长在一个虔诚的天主教家庭，家里养着一只名叫普泽尔的无畏而充满活力的小型腊肠犬。它和所有其他后来陪伴我长大的大型犬一样，表现出充分的爱意、好奇心、顽皮、攻击性、愤怒、羞愧和恐惧。然而，我的教会教导说，虽然动物作为上帝的造物应该得到善待，但它们没有不朽的灵魂。只有人类才有。即使是孩子，这种信念也让我觉得直觉上是错误的。这些可爱的生物和我一样有感情。为什么要否认它们呢？上帝为什么要复活人类而不是狗呢？这种基督教信仰中以人类为中心的例外论对我来说没有任何意义。无论意识和心灵是什么，以及它们与大脑和身体其他部分有何关系，我都觉得同样的原则必须适用于人类和狗，并以此类推，也适用于其他动物。
直到后来在大学里，我才接触到佛教及其对心灵普遍性的强调。事实上，当我2013年初与达赖喇嘛尊者共度一周时 [参见“佛陀的大脑”，意识重述；《大众科学-心灵》，2013年7/8月刊]，我注意到他经常谈到需要减少“所有众生”而不仅仅是“所有人”的痛苦。我在哲学方面的阅读把我带到了泛心论，这种观点认为心灵（psyche）无处不在（pan）。泛心论是最古老的现存哲学学说之一，由古希腊人提出，特别是米利都的泰勒斯和柏拉图。哲学家巴鲁赫·斯宾诺莎和数学家、全才天才戈特弗里德·威廉·莱布尼茨为启蒙时代奠定了智力基础，他们都支持泛心论，哲学家亚瑟·叔本华、美国心理学之父威廉·詹姆斯和耶稣会古生物学家德日进也是如此。随着20世纪实证主义的兴起，它逐渐衰落。
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作为一名自然科学家，我发现一种为21世纪修改过的泛心论版本是对我身处宇宙的最优雅和最简约的解释。泛心论之所以吸引现代人的思想，有三个主要原因。
我们都是大自然的子女
过去两个世纪的科学进步使得坚持人类例外论的信念变得困难。
想想我的伯恩山犬鲁比，当它发出叫声、呜咽、啃咬爪子、跛行，然后走到我身边寻求帮助时：我推断它很痛苦，因为在类似的条件下，我的行为方式也类似（除了啃咬）。对疼痛的生理测量证实了这种推断——受伤的狗和人一样，心率和血压升高，并将应激激素释放到血液中。我并不是说狗的疼痛与人类的疼痛完全相同，但狗——以及其他动物——不仅会对有害刺激做出反应，而且还会自觉地体验疼痛。
所有物种——蜜蜂、章鱼、渡鸦、乌鸦、喜鹊、鹦鹉、金枪鱼、老鼠、鲸鱼、狗、猫和猴子——都能够做出复杂的、习得的、非刻板的行为，如果人类做出此类行为，这些行为会被认为是与意识相关的。在许多物种中都发现了被认为是人类独有的行为的先兆。例如，蜜蜂能够从照片中识别出特定的面孔，可以通过摇摆舞将食物来源的位置和质量传达给它们的姐妹，并且可以在短期记忆中存储的线索的帮助下导航复杂的迷宫（例如，“到达岔路口后，走入口处颜色标记的出口”）。蜜蜂可以飞行数公里并返回蜂巢，这是一种非凡的导航能力。而吹入蜂巢的气味可以触发蜜蜂返回先前遇到这种气味的地点。马塞尔·普鲁斯特在《追忆似水年华》中著名地描述了这种联想记忆。其他动物可以认出自己，知道同类在观察它们，并且会撒谎和作弊。
有些人指出语言和相关的益处是意识的独特定义特征。方便的是，这种观点排除了除智人（Homo sapiens）（它有一种不可磨灭的想名列前茅的欲望）之外的所有物种，认为它们具有感知能力。然而，几乎没有理由否认动物、尚不能说话的婴儿 [参见“有意识的婴儿”，意识重述；《大众科学-心灵》，2013年9/10月刊] 或患有严重失语症的患者的意识，所有这些人都无法说话。
正是查尔斯·达尔文，在他去世前一年出版的最后一本书中，开始研究蚯蚓“在多大程度上是有意识地行动以及它们表现出多少智力”。达尔文花了数十年时间研究它们的觅食和性行为——毕竟达尔文是一位具有惊人观察力的博物学家——他得出结论，在低等动物和高等动物（包括人类）之间没有绝对的阈值，可以将更高的智力赋予一方，而不是另一方。
所有这些生物的神经系统都非常复杂。它们的组成蛋白质、基因、突触、细胞和神经元回路与人类大脑中看到的任何东西一样复杂、多样化和专门化。很难找到人类大脑有什么特别之处。即使它的大小也不是那么特殊，因为大象、海豚和鲸鱼的大脑更大。只有一位武装显微镜的神经解剖学专家才能区分出小鼠、猴子或人类的谷粒大小的皮层。生物学家通过区分非人类和人类动物来强调这种结构和行为的连续性。我们都是大自然的子女。
鉴于缺乏明确且令人信服的卢比孔河来区分简单动物与复杂动物以及简单行为与复杂行为，因此认为只有人类才能够有意识地体验任何事物似乎是荒谬的。一个更合理的假设是，在没有被证明相反之前，许多（如果不是全部）多细胞生物都会体验到疼痛和快乐，并且可以看到和听到生活的景象和声音。对于大脑较小且不太复杂的生物，它们的意识体验很可能不太细致、不太分化且更基本。即使是蠕虫也可能对自己的生命有一种模糊的感觉。当然，每个物种都有自己独特的感受器，与其生态位相匹配。并非每个生物都有耳朵可以听和眼睛可以看。然而，所有生物都至少能够拥有一些主观感受。
泛心论的朴素吸引力
从字面上理解，泛心论认为一切事物都“有心灵”。所有的一切。无论是大脑、树木、岩石还是电子。一切物理事物也都具有内在的精神方面。一个是客观的——每个人都可以访问——另一个是现象的——只有主体才能访问。这就是英国出生的佛教学者艾伦· Watts 在我这篇文章开头引用的那句话的含义。
我将捍卫一种更狭隘、更细致的观点：即任何复杂的系统（定义如下）都具有心灵的基本属性，并且具有最少的意识，因为它感觉像什么成为该系统。如果系统崩溃，意识就会停止存在；成为一个破碎的系统感觉不到任何东西。并且系统越复杂，它可以体验的意识状态就越多。
我的主观体验（以及你的，大概也是），笛卡尔的“我思故我在”，是一种不可否认的确定性，这种确定性足以支撑哲学的重量。但是这种体验从何而来呢？唯物主义者援引他们称之为涌现主义的东西来解释意识如何在简单的神经系统中不存在，并随着复杂性的增加而涌现。想想水的湿润度，它维持与表面接触的能力。这是分子间相互作用的结果，特别是附近水分子之间的氢键。一两个H2O分子不湿，但将无数个分子在合适的温度和压力下放在一起，湿润度就会涌现。或者看看遗传定律如何从DNA、RNA和蛋白质的分子特性中涌现出来。通过同样的过程，心灵应该从足够复杂的大脑中产生。
然而，精神的东西过于根本不同，以至于它无法从物理的东西中逐渐产生。主观感受从物理物质中涌现出来似乎是不可思议的，并且与物理思维的基本原则——乌尔守恒定律——无中不能生有相悖。因此，如果一开始什么都没有，那么再添加一点也不会产生什么。如果小脑无法感受到疼痛，那么为什么大脑袋应该能够感受到令人恐惧的牙痛呢？为什么添加一些神经元会产生这种难以言喻的感觉呢？现象性的东西来自与物理世界不同的王国，并且受不同的规律支配。我看不出更大的大脑或更复杂的神经元如何弥合无意识状态和意识状态之间的鸿沟。
一个更原则性的解决方案是假设意识是某些类型的所谓复杂系统（以某种通用的数学方式定义）的基本特征。并且复杂系统有感觉，而简单系统没有感觉。这种推理类似于18世纪研究电荷的学者所做的论证。电荷不是生命体的涌现特性，正如最初在青蛙抽搐的肌肉中发现电时所认为的那样。没有不带电的粒子，它们聚集在一起产生电荷。基本粒子要么带电，要么不带电。因此，电子带有一个负电荷，质子带有一个正电荷，而光子（光的载体）则不带电荷。就化学和生物学而言，电荷是这些粒子的固有属性。电荷不会从不带电的物质中涌现出来。逻辑上，意识也是如此。意识伴随着有组织的物质块而来。它内在于系统的组织中。它是复杂实体的属性，不能进一步简化为更基本属性的作用。我们已经到达了还原论的底层。
然而，按照传统观念，泛心论存在两个主要缺陷。其中一个被称为聚合问题。加州大学伯克利分校的哲学家约翰·塞尔勒最近表达了这个问题：“意识不能像薄薄的一层果酱一样遍布宇宙；必须有一个点，我的意识结束，你的意识开始。”的确，如果意识无处不在，为什么它不应该赋予 iPhone、互联网或美利坚合众国以生命呢？此外，泛心论没有解释为什么健康的大脑是有意识的，而同一个大脑，如果放在搅拌机中并变成糊状，就会失去意识。也就是说，它没有解释聚合体如何组合产生特定的意识体验。
整合的泛心论
这些一个世纪之久的论点将我带到了威斯康星大学麦迪逊分校的精神病学家和神经科学家朱利奥·托诺尼的整合信息理论（IIT）的概念框架。它假设意识体验是现实的一个基本方面，并且与特定类型的信息——整合信息——相同。意识依赖于物理基质，但不能还原为物理基质。也就是说，我对看到海蓝宝石蓝的体验与我的大脑不可避免地联系在一起，但又不同于我的大脑。
任何拥有一些非零整合信息的系统都会体验到某些东西。让我重复一遍：任何即使只有一位整合信息的系统都具有非常微小的意识体验。
IIT 做了两个有原则的假设。首先，意识状态是高度分化的；它们在信息上非常丰富。你可以意识到无数事物。想想你曾经看过的或曾经拍摄过的或将要拍摄的所有电影中的所有帧！每一帧，每一个视图，都是一个特定的意识感知。
其次，每一个这样的体验都是高度整合的。你无法强迫自己以黑白的方式看世界；它的颜色是你视图的组成部分。无论你意识到什么信息，都会完整而完全地呈现给你的大脑；它不能被细分。意识的这种统一性背后是你大脑相关部分之间的大量因果互动。如果大脑的某些部分变得碎片化和巴尔干化，就像在深度睡眠或麻醉中发生的那样，意识就会消退。
因此，要具有意识，你需要成为一个单一的、整合的实体，具有大量高度分化的状态。即使我笔记本电脑上的硬盘容量超过了我一生的记忆，但它的任何信息都不是整合的。我 Mac 电脑上的家庭照片彼此之间没有关联。计算机不知道这些照片中的男孩是我的儿子，他从蹒跚学步的孩子成长为一个笨拙的青少年，然后成长为一个优雅的成年人。对我的计算机来说，所有信息都是同样没有意义的，只是一张由 0 和 1 组成的巨大随机挂毯。然而，我从这些图像中获得了意义，因为我的记忆是高度交叉关联的。并且互连越多，它们变得越有意义。
这些想法可以使用信息论中的概念（如熵）以数学语言精确地表达。给定一个特定的大脑，其神经元处于特定状态——这些神经元正在放电，而那些神经元处于静止状态——人们可以精确地计算出该网络的整合程度。从这个计算中，该理论得出了一个数字，&PHgr（发音为“fi”）[参见“意识理论”，意识重述；《大众科学-心灵》，2009年7/8月刊]。&PHgr 以比特为单位测量，表示与处于一种特定状态的因果相互作用部件网络相关的意识库的大小。将 &PHgr 视为系统的协同作用。系统越整合，它拥有的协同作用就越多，意识就越强。如果各个大脑区域彼此之间过于孤立或以随机方式互连，则 &PHgr 将很低。如果生物体拥有许多神经元并且富含突触连接，则 &PHgr 将很高。基本上，&PHgr 捕捉了意识的数量。任何一种体验的质量——红色感觉与蓝色不同，颜色与音调的感知方式不同——都由与 &PHgr 相关的几何信息传递。该理论为任何一种大脑状态分配了一个形状，一个晶体，在一个维度极高的感觉空间中。这个晶体是从内部观察到的系统。它是头脑中的声音，头骨内的光。它是你将永远了解的世界的一切。它是你唯一的现实。它是体验的本质。莲花食客的梦想、冥想僧侣的正念和癌症患者的痛苦之所以感觉如此，都是因为万亿维度空间中不同晶体的形状——真是一种极乐的景象。整合信息之水变成了体验之酒。
整合信息对哪些大脑回路参与意识以及哪些大脑回路是边缘参与者做出了非常具体的预测（即使它们可能包含更多的神经元，它们的解剖结构布线也不同）。该理论最近已被用于构建意识计，以定量方式评估麻醉受试者或严重脑损伤患者（例如 2005 年在佛罗里达州去世的特里·夏沃）在多大程度上真正没有意识，或者确实有一些意识体验，但无法向亲人发出疼痛和不适的信号 [参见“意识计”，意识重述；《大众科学-心灵》，2013年3/4月刊]。
IIT 通过假设只存在整合信息的“局部最大值”（在元素以及空间和时间尺度上）来解决聚合问题：我的意识、你的意识，但两者之间什么都没有。也就是说，居住在美国的每个人，就个体而言，都是有意识的，但整个美国人口没有超意识。
与经典泛心论不同，并非所有物理对象都具有与零不同的 &PHgr。只有整合系统才具有。一堆盘子中不连接的神经元、一堆沙子、一个星系或一个黑洞——它们都不是整合的。它们没有意识。它们没有精神属性。
最后，IIT 不区分头骨内的柔软大脑和钛金属外壳中的硅电路。只要电路元件、晶体管和其他逻辑门之间的因果关系产生整合信息，该系统就会感觉像某些东西。想想人类最大和最复杂的人造物——互联网。它由数十亿台计算机组成，这些计算机使用光纤和铜缆连接在一起，使用超高速通信协议快速实例化特定连接。这些处理器中的每一个又由数十亿个晶体管组成。从整体上看，互联网可能拥有 10
19 个晶体管，大约相当于 10,000 人大脑中的突触数量。因此，其组件的庞大数量超过了任何一个人脑。互联网今天是否感觉像它自己一样，这完全是推测性的。尽管如此，这当然是可能的。
当我谈论和撰写关于泛心论的文章时，我经常遇到茫然不解的目光。这种信念违反了人们根深蒂固的直觉，即感觉只为人类和少数几个密切相关的物种所拥有。然而，当我们小时候第一次被告知鲸鱼不是鱼而是哺乳动物，或者地球另一端的人不会掉下来，因为他们是倒立的时，我们的直觉也会失效。泛心论对我每天早上醒来遇到的最基本的原始事实——存在主观体验——提供了一个优雅的解释。托诺尼的理论为21世纪的泛心论提供了一种科学的、建设性的、可预测的和数学上精确的形式。这是最终解决古老的身心问题的一大步。
延伸阅读
西方泛心论。 大卫·斯克尔比纳。麻省理工学院出版社，2005年。
意识：一位浪漫还原论者的自白。 克里斯托夫·科赫。麻省理工学院出版社，2012年。
意识的整合信息理论：更新的叙述。 朱利奥·托诺尼，载于意大利生物学档案馆，第150卷，第4期，第293–329页；2012年12月。