意识是由共振产生的吗？

为何我的意识在此，而你的在彼？为何在我们每个人看来，宇宙都一分为二，有一条界限划分着主体和无限多的客体？我们何以独立地成为个人体验的中心，接受关于其余的外部世界的信息？为何有些东西具有意识，而有些显然没有？老鼠有意识吗？蚊蚋和细菌呢？

这些问题都是古老的“身心问题”的投射，其本质的疑问在于：心灵与物质的关系是什么？几千年来，我们终究没有找到一个满意的解答。

在过去的二十年里，身心问题被重新妆扮了一番。现在，我们常常讨论“意识难题”（the “hard problem” of consciousness)。这个术语是哲学家大卫·查尔默斯（David Chalmers）在一篇经典论文中创造的，他后来在1996年的著作《意识的基本理论》（The Conscious Mind：In Search of An Basic Theory）中又进行了深入探讨。

查尔默斯认为，相比起他戏称为“简单”的神经科学问题，即神经元和大脑如何在物理层面上工作，身心问题应当是 “困难”的。当然，解释前者其实并不容易。但他要强调的是，与解释意识何以与物质相关联这一真正的难题相比，它们只是小菜一碟。

在过去十年里，我和我的同事，加州大学圣芭芭拉分校心理学教授乔纳森·斯库勒（Jonathan Schooler）一起发展了“意识共振理论”（resonance theory of consciousness）。我们提出共振——即同步振动——不仅是人类意识和动物意识的核心，也是更普遍意义上的物理现实的关键所在。这听起来像是嬉皮士的异想天开—— 嘿，万物皆振动！但是，且听我慢慢讲来。

自然万物，比如闪烁的萤火虫，是如何自发同步的？

一切皆振动

宇宙万物都在不断地运动、振动。就算是看起来静止的物体，实际上也在以不同的频率振动、振荡、共振。共振是运动的一种，其特征是两种状态之间的振荡。说到底，所有物质本质上只是各种基础场的振动。如此，整个自然界都在不同尺度上振动着。

当振动着的不同物体聚集在一起时，有趣的事情就发生了：一段时间之后，它们常常会开始以相同的频率一起振动。它们“同步起来”了，以有时看似神秘的方式。这种现象被称为自发自组织（spontaneous self-organization）。

数学家史蒂芬·斯特罗加茨（Steven Strogatz）在他2003年的书《从混沌到有序》（Sync: How Order Emerges from Chaos in the Universe, Nature, and Daily Life）中列举了物理学、生物学、化学和神经科学领域的各种例子来阐释“同步”（他用这个词代表共振），其中几个例子是：

• 当某些种类的萤火虫聚集在一起时，它们会开始同步闪烁；科学家至今没有彻底弄明白其中的原理。
• 当相同功率和频率的光子同步时，激光便产生了。
• 月球的自转与它围绕地球旋转的轨道同步，所以我们总是看到同一月面。

研究共振可能会帮助我们深入理解意识的本质以及宇宙的普遍规律。

颅骨内的同步

神经科学家也在他们的研究中发现了同步。人脑中的神经元以可测量的频率大规模放电，哺乳动物的意识也被认为通常与各种神经元同步有关。

例如，德国神经生理学家帕斯卡·弗里斯（Pascal Fries）就探索了大脑中各种放电模式的同步方式，以及它们如何产生不同种类的人类意识。

弗里斯主要关注三种波：γ、β和θ波。这些字母代表大脑中电振荡的速度，是借助置于颅骨外部的电极测量出来的。当神经元群通过电化学脉冲相互交流时，就产生了这些振荡。将这些信号的速度和电压取平均值，就得到了可测量每秒特征循环的脑电波（EEG）。

γ波与大规模协调活动相关，比如感知、冥想或聚焦的意识；β波与最大的脑活动或唤醒相关；θ波则关乎放松和白日梦。根据弗里斯的观点，这三种波型的协同工作会产生各种类型的人类意识，或者说，至少能够促使它们产生。然而，脑电波与意识之间的确切关系仍悬而未决。

弗里斯把他的概念称为“连贯性交流”（communication through coherence），对他来说，神经元同步是一切的关键所在。同步，即以相同的速率进行电振荡，使得神经元之间或神经元组之间的平稳通信成为可能。如果没有这种同步的连贯性，信号输入就会随机地在神经元兴奋周期的某个阶段到达；随机输入的通信效果要差得多，甚至是 毫无助益的。

意识的共振理论

我们的共振理论建立在弗里斯等人的工作基础之上，但我们的进路更宽广。共振理论不仅有助于解释人类和哺乳动物的意识，还有望揭开更广泛意义上的意识之谜。

基于我们观察到的周围实体的行为，从电子、原子、分子，到细菌、小鼠、蝙蝠、大鼠等等，我们认为万物都可被看作是有意识的，至少有那么一点点意识。一个令人诧异的事实是——关于意识本质的“泛灵论”（panpsychism），即万物有灵的观点，正逐渐被越来越多的人接受。

泛灵论者认为意识并不是在演化过程的某个时刻涌现出来的。他们相信，意识总是与物质联系在一起，反之亦然——它们是同一硬币的两面。然而，与我们宇宙中的各种物质联系在一起的那些“心灵”，绝大部分是极为原始的。例如，一个电子或原子，就只具有极少量的意识。但是，按照这种看法，随着物质变得丰富，其中的联系变得紧密，“心灵”也随之演化，反之亦然。

生物有机体可以通过各种生物物理途径快速交换信息，其中有些是电的，有些是电化的。非生物则只能通过热力途径内部地交换信息——相比之下，这种方式速度更慢，信息也贫乏得多。生物体充分利用信息流速度的优势，发展出了更大规模的意识，这是类似大小的无生命物体（例如巨石、沙堆）做不到的。比起巨石或沙堆，生物结构中有更多的内在联系，也就有更多东西“正在发生”。

按我们的理解，巨石和沙堆只是“纯粹的聚集体”，是原子或分子水平上那些仅具有极为原始的意识的实体聚合而成的。生命体的情况则与之有云泥之别：具有微量意识的实体在生命体中结合，共同生成了更高层次的具有高度意识的实体。对我们来说，这一结合过程正是生命的标志。

我们理论的核心论点是：一些特定联结——它们是大规模意识（如人类和其他哺乳动物的意识）产生的前提——其实源于许多较小组成部分的同步共振。共振波的实时速度，则是决定每个意识实体在每一时刻的大小的限制因素。

当一个特定的同步共振扩展到越来越多的组成部分时，由这个共振及其结合产生的新意识实体会变得越来越大，越来越复杂。例如，人脑中达到γ波同步共振所牵涉到的神经元和联结，要比仅产生β或θ节律的多得多。

更大规模的生物体间共振，比如一簇萤火虫的同步闪烁，又是怎样的呢？研究人员认为这种生物发光共振源于萤火虫身体内的生物振荡器，它们自动导致了每只萤火虫与临近的伙伴们同步发光。

这簇萤火虫是否享有更高级的群体意识？可能并非如此，因为我们不需要引入任何智力或意识，便可解释这一现象。但是在具有恰当信息通路和处理能力的生物结构中，这种自组织的倾向能够，并且确实常常产生更大规模的意识实体。

我们的意识共振理论尝试提供一个统一框架，它将囊括神经科学、心灵哲学，也会涵盖神经生物学和生物物理学这些基础领域。当涉及到意识和物理系统的演化时，它能够揭示重要差异的核心。

一切都与共振有关。此外，共振类型非常重要，而最重要的是，那些共享的共振。