本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
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9 月 26 日星期四 此处。
什么是意识？从某种意义上说，这是宇宙中最伟大的谜团之一。但在另一种意义上，它根本不是一个谜。如果我们将意识定义为对某事物进行主观体验的感觉，那么就没有什么比这更熟悉的了。我们大多数人都知道头痛的痛苦，同情他人，看到蓝色，听到交响乐的 soaring 旋律等等是什么感觉。事实上，正如哲学家加伦·斯特劳森 (Galen Strawson) 在 《纽约时报》评论文章 中富有洞察力地指出，意识是“宇宙中唯一我们可以声称了解其终极内在本质的东西”。
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这是一个关键点。我们无法直接接触到外部世界。相反，我们通过意识的过滤器体验它。我们不知道蓝色“在那里”真正看起来是什么样子，只知道它“在这里”对我们来说是什么样子。此外，正如一些认知科学家（如唐纳德·霍夫曼 (Donald Hoffman)）近年来 所论证 的那样，外部现实可能与我们对其的感知大相径庭。人类的大脑通过进化过程进行了优化，以最有利于其生存的方式对现实进行建模，而不是以最忠实地代表世界的方式。
科学已经对外部世界做出了极其精确的描述，但它对我们内在的意识知之甚少，甚至一无所知。凭借足够的物理学知识，我可以计算出作用在我面前椅子上的所有力，但我不知道是什么“力”或“定律”导致了我对椅子的主观体验。
一位神经科学家可能会争辩说，我大脑特定区域的电化学活动介导了我对椅子的感知，但正如哲学家约瑟夫·莱文 (Joseph Levine) 所声称的那样，我的神经系统中的物理事件与主观体验的感觉之间似乎存在“解释性鸿沟”。似乎我对椅子颜色的意识与我大脑中检测颜色的神经元发射的电脉冲在范畴上是不同的。同样，即使不是不可能，也很难解释疼痛的感觉如何归结为刺激我神经系统中的某些纤维。弥合这种解释性鸿沟被称为“意识的难题”。
千百年来，东西方的思想家都思考了各种解决意识难题的方法，其中许多方法颠覆了我们对现实本质的传统观点。佛教的唯识宗认可唯心主义，即一切皆为意识的信念。勒内·笛卡尔 (René Descartes) 可以说是第一位撰写意识的西方哲学家，他断言二元论的观点，即心灵从根本上与物质物理分离。
但所有这些确实都是哲学。关于心灵和宇宙形而上学的古老辩论不太可能在短期内取得进展。我们有什么方法可以更好地从科学的角度阐明意识吗？或者，意识的核心问题是否本质上仅限于哲学的领域？
今年夏天，我有幸在 Qualia 研究所 (QRI) 实习，这是一家位于旧金山的非营利性研究机构，致力于发现意识的科学（感受质是主观体验）。其方法基于两个核心哲学假设：第一个是“感受质形式主义”，它声称我们的主观体验具有数学结构。第二个是“效价实在论”，即我们可以客观地衡量意识体验的所谓效价——也就是说，一种体验感觉有多愉快。
这些想法构成了 QRI 的“效价对称理论”的基础。该理论声称，如果主观体验可以表示为某种数学对象，那么该对象的对称性就对应于体验的愉快程度。
在物理学中，对称性被广义地定义为变换下的任何类型的不变性——换句话说，系统的一种属性，当对该系统应用更改时，该属性不会改变。我们日常生活中熟悉的对称性——例如，正方形旋转 90 度后看起来完全相同。然后是稍微抽象的对称性，例如和谐音乐和弦的对称性，其频率模式在按固定时间量移动时保持不变。
图片来源：肯尼斯·筱冢 (Kenneth Shinozuka)。
此外，效价对称理论产生了一些具体的、可检验的预测。特别是，通过 经颅磁刺激（一种通过颅骨发送一系列磁脉冲的技术）以和谐频率刺激大脑，应该会诱导出更高情绪效价的状态。同样，迷走神经（在大脑和身体其他部位之间传递信息的神经）的刺激在与和谐音乐同步时应该感觉更愉快。
最近，现任牛津大学神经科学家的塞伦·阿塔索伊 (Selen Atasoy) 开发了一种 范式，这种范式可能被证明对于检验该理论以及量化一般情绪效价非常有用。阿塔索伊的方法基于这样的概念：大脑的连接组（或所有连接的结构）以某些自然频率共振。
QRI 声称 情绪效价对应于给定大脑状态谐波中的协和性、不协和性和噪声的加权和。我们计算 CSHW 之间的不协和性的方式类似于 计算 音乐音符组合的不协和性。与声音一样，频率相似（即频率落在“临界带宽”内）且幅度高的大脑谐波会引起相互不协和，总不协和等同于所有可能谐波对之间的不协和之和。
我们可以通过确定 CSHW 的时空邻近性来计算 CSHW 之间的不协和性。特别是，在短时间内相互重叠的谐波会非常不愉快。通过从大脑状态中减去不协和性和噪声，我们获得协和量。
QRI 仍处于测试效价对称理论的早期阶段，它需要资金 来对人类受试者进行科学试验。如果该理论被证明是正确的，它将对心理健康和我们对意识的理解产生开创性的影响。通过一个客观的框架来确定与高低情绪效价相关的大脑状态，我们可以设计疗法和干预措施，从而显着提高主观体验的质量。因此，我们可以比现状的抗抑郁药更有效地治疗抑郁症等精神疾病，同时还可以提高健康人的基线情绪。
您可能会注意到，效价对称理论并没有直接解决意识的难题。它的目的是解释体验的效价，而不是体验的本质以及体验是否以及如何从大脑中产生。然而，效价可以说是意识的决定性特征。事实上，似乎没有什么比体验是好是坏的感觉更基本的东西了。
如果没有这一点，体验就无关紧要，至少在本质上无关紧要。事实上，似乎没有什么比体验的主观感觉更基本的意识了。QRI 拥有为数不多的几种理论之一，这些理论对与效价相关的数学结构提出了经验性主张。因此，与过去的哲学推测相比，它对意识的处理方法更易于理解。凭借这种观点，QRI 可能会掌握解开一个深刻谜团的钥匙——我们一直都知道的谜团。