由美国宇航局提供的宇宙星系图。（Shutterstock）
我们知道人是有意识的，因为我们能体验和感受到事物。然而，科学家和伟大的思想家们却无法解释意识是什么，他们同样对意识的来源感到困惑。
MSN科技栏作者大卫·克鲁克斯（David Crookes）报导，数学家和理论物理学家约翰内斯‧克莱纳（Johannes Kleiner）表示，意识体验——显然是现实的一部分。人们都拥有它，但不理解它与已知的物理学的关系，人类对宇宙的理解是不完整的。
在德国慕尼黑数学哲学中心工作的克莱纳希望数学能帮他精确定义意识。他正与英国牛津大学的数学家肖恩·塔尔（Sean Tull）进行合作，两人在某种程度上受到一种称为泛心理学（panpsychism）的哲学观点的驱动。
泛心理学主张，即使是最微小的物质也与生俱来拥有意识——依照这种理念，现实的基本组成部分也有意识体验。关键是，它暗指意识在整个宇宙中无处不在。
大脑能帮助我们弄清宇宙吗？
克莱纳和塔尔说，如果研究人员能够回答我们的大脑如何产生主观体验，那么，他们的数学模型也有可能延伸到无生命的物质。
克莱纳通过电子邮件接受美国太空杂志《关于太空的一切》（All Aabout Space)采访时说：“如果你根据从大脑中获得的数据给意识开发一个数学模型，你可以将这个模型应用到其它系统（例如计算机或）中，看看它对它们对意识体验怎么说。”
一些杰出的思想家对泛心论的观点很重视，著名的牛津物理学家罗杰‧彭罗斯（Sir Roger Penrose）爵士就是其中之一，他是最早提出我们在审视意识时要超越神经科学的学者之一。
他强烈建议我们考虑量子力学的作用，在他1989年出版的《皇帝的新思维：关于计算机、思维和物理定律》一书中，他提出人类的意识是量子效应的产物。
这个想法在与麻醉师兼心理学家斯图亚特‧哈默罗夫（Stuart Hameroff）的合作中，演变成为一种叫做“精心策划的客观还原”（Orchestrated Objective Reduction，Orch OR））的假说。
这种假说认为，意识可能产生于大脑神经元深处的微管中的量子振动，而不是传统观点，即意识是由于神经元之间的联系。
然而，重要的是，“Orch OR表明大脑的生物分子过程与宇宙的基本结构之间有联系。”彭罗斯和哈默罗夫在2014年3月《生命物理学评论》（Physics of Life Reviews）杂志的论文《宇宙中的意识：回顾“Orch OR”理论》上阐述。
克莱纳和图尔正是在这个基础上工作的。他们还受到神经学家和精神病学家朱利奥‧托诺尼（Giulio Tononi）的启发，后者是威斯康星大学意识研究的杰出特聘教授。
托诺尼的综合信息理论（Integrated Information Theory，下简称IIT）发表在《BMC神经科学》（BMC Neuroscience）杂志上，是一小类有前途的意识模型之一。“IIT是一个非常数学化的理论。”克莱纳说。
IIT讲，意识是现实的一个基本方面：它存在并且是有结构的，具体、统一和明确的。一个核心理念之一是，当信息在整体系统的子系统之间移动时，就会出现意识：要有意识，实体必须是单一的和综合的，并且必须拥有一种叫做“phi”（符号表示：Φ）的属性，它取决于子系统的相互依赖性。
换句话说，你的桌上可以有一堆硬币，每个硬币上面都有一堆神经元。如果沿着这些路径传播的信息对这些硬币至关重要，那么你就有了很高的“phi”，因此就有了意识。
如果这些硬币可以作为子系统完美地运作，而没有信息流向和流出其它硬币，那么就没有“phi”，也就没有意识了。子系统之间的相互依赖性越大，某些东西就越有意识。
克莱纳表示，“综合信息是一个抽象的数量，如果你对系统有很好的详细描述，你就可以计算出来。”他还补充说，该系统不一定是生物学的。
“结果是一个数字，用“phi”表示，所以如果你有一个苹果机，你可以问里面有多少综合信息，就像你可以问里面有多少能量。你可以谈论一台计算机里有多少综合信息，就像你可以谈论熵（entropy）一样。”
根据IIT，这种理论在很大程度上支持泛心论，因为即使是一个质子也能拥有“phi”。就像苹果一样，空调和电脑可以拥有它，你的椅子和桌子也可以拥有宇宙中的各种其它物质。
“当涉及到实验证据方面时，有几项独立研究指出了综合信息和意识之间存在关联。”克莱纳说。
那幺子系统有意识的体验吗？没有；所有系统都是有意识的吗？不是。
克莱纳谈道：“该理论由一种非常复杂的算法，当它应用于一个物理系统的详细数学描述时，它可提供关于系统是否有意识以及它意识到什么的信息。”
“数学就是这样，如果某种东西根据理论是有意识的，那么构成这个系统的元件本身就不能有自己的意识体验。只有整体有意识的体验，而不是部分。应用于你的大脑，这意味着你的一些大脑皮层可能是有意识的，但构成大脑皮层的粒子本身并没有自觉意识。”
这对宇宙意味着什么？
“假设有一对孤立的粒子漂浮在太空的某个地方，如果它们以正确的方式相互作用，它们就具有某种初级的意识形式。”克莱纳说。
因此，根据IIT的说法，宇宙确实充满了意识。但它对宇宙的物理部分有什么意义吗？该理论的数学说，它没有。一个物理系统将独立运行，无论它是否有意识的体验。
克莱纳举了一台电脑的例子。他说，IIT的数学表明它可能有意识，但这不会改变它的运作方式。
“这与该理论的形而上学基础相悖，其实该理论具有强烈的唯心主义特点。”克莱纳说。“它把意识放在第一位，把物质性放在第二位。我们可能会在某个时候看到数学的一些变化，以便更恰当地考虑到这种基础。”
这就是他和图尔的研究要解决的问题。突现论的意识理论倾向于声称物质性就是一切。
与之相关的现代物理学问题
克莱纳表示：“他们会否认意识独立于物质或比实体更主要，他们会说意识只不过是一种特定的物理现象，是在特定条件下从基本物理量的相互作用中产生的。”
另一方面，他和图尔的数学版本的IIT，旨在成为一种所谓的“意识的基本理论”。克莱纳说：“它试图将意识交织到现实的基本结构中，尽管是以一种非常特别的方式。”如果它表明宇宙是有意识的，那又会怎样？后效应如何？
“可能有道德层面的含义。现对于没有意识体验的系统，我们倾向区别对待有意识体验的系统。”克莱纳说。
然而，如果事实证明意识在宇宙中起着因果作用，它将对世界的科学观产生巨大影响。他说：“这可能会引发一场科学革命，可与伽利略发起的那场革命相提并论。”
而这确实是需要牢记的事情。
