每個內在都有一個外在，每個外在都有一個內在；儘管它們不同，但它們是相輔相成的.
—艾倫· Watts，《人、自然和人的本性》，1991年
我成長在一個虔誠的天主教家庭，家裡養著一隻名叫普澤爾的無畏而充滿活力的小型臘腸犬。它和所有其他後來陪伴我長大的大型犬一樣，表現出充分的愛意、好奇心、頑皮、攻擊性、憤怒、羞愧和恐懼。然而，我的教會教導說，雖然動物作為上帝的造物應該得到善待，但它們沒有不朽的靈魂。只有人類才有。即使是孩子，這種信念也讓我覺得直覺上是錯誤的。這些可愛的生物和我一樣有感情。為什麼要否認它們呢？上帝為什麼要復活人類而不是狗呢？這種基督教信仰中以人類為中心的例外論對我來說沒有任何意義。無論意識和心靈是什麼，以及它們與大腦和身體其他部分有何關係，我都覺得同樣的原則必須適用於人類和狗，並以此類推，也適用於其他動物。
直到後來在大學裡，我才接觸到佛教及其對心靈普遍性的強調。事實上，當我2013年初與達賴喇嘛尊者共度一週時 [參見“佛陀的大腦”，意識重述；《大眾科學-心靈》，2013年7/8月刊]，我注意到他經常談到需要減少“所有眾生”而不僅僅是“所有人”的痛苦。我在哲學方面的閱讀把我帶到了泛心論，這種觀點認為心靈（psyche）無處不在（pan）。泛心論是最古老的現存哲學學說之一，由古希臘人提出，特別是米利都的泰勒斯和柏拉圖。哲學家巴魯赫·斯賓諾莎和數學家、全才天才戈特弗裡德·威廉·萊布尼茨為啟蒙時代奠定了智力基礎，他們都支援泛心論，哲學家亞瑟·叔本華、美國心理學之父威廉·詹姆斯和耶穌會古生物學家德日進也是如此。隨著20世紀實證主義的興起，它逐漸衰落。
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作為一名自然科學家，我發現一種為21世紀修改過的泛心論版本是對我身處宇宙的最優雅和最簡約的解釋。泛心論之所以吸引現代人的思想，有三個主要原因。
我們都是大自然的子女
過去兩個世紀的科學進步使得堅持人類例外論的信念變得困難。
想想我的伯恩山犬魯比，當它發出叫聲、嗚咽、啃咬爪子、跛行，然後走到我身邊尋求幫助時：我推斷它很痛苦，因為在類似的條件下，我的行為方式也類似（除了啃咬）。對疼痛的生理測量證實了這種推斷——受傷的狗和人一樣，心率和血壓升高，並將應激激素釋放到血液中。我並不是說狗的疼痛與人類的疼痛完全相同，但狗——以及其他動物——不僅會對有害刺激做出反應，而且還會自覺地體驗疼痛。
所有物種——蜜蜂、章魚、渡鴉、烏鴉、喜鵲、鸚鵡、金槍魚、老鼠、鯨魚、狗、貓和猴子——都能夠做出複雜的、習得的、非刻板的行為，如果人類做出此類行為，這些行為會被認為是與意識相關的。在許多物種中都發現了被認為是人類獨有的行為的先兆。例如，蜜蜂能夠從照片中識別出特定的面孔，可以透過搖擺舞將食物來源的位置和質量傳達給它們的姐妹，並且可以在短期記憶中儲存的線索的幫助下導航複雜的迷宮（例如，“到達岔路口後，走入口處顏色標記的出口”）。蜜蜂可以飛行數公里並返回蜂巢，這是一種非凡的導航能力。而吹入蜂巢的氣味可以觸發蜜蜂返回先前遇到這種氣味的地點。馬塞爾·普魯斯特在《追憶似水年華》中著名地描述了這種聯想記憶。其他動物可以認出自己，知道同類在觀察它們，並且會撒謊和作弊。
有些人指出語言和相關的益處是意識的獨特定義特徵。方便的是，這種觀點排除了除智人（Homo sapiens）（它有一種不可磨滅的想名列前茅的慾望）之外的所有物種，認為它們具有感知能力。然而，幾乎沒有理由否認動物、尚不能說話的嬰兒 [參見“有意識的嬰兒”，意識重述；《大眾科學-心靈》，2013年9/10月刊] 或患有嚴重失語症的患者的意識，所有這些人都無法說話。
正是查爾斯·達爾文，在他去世前一年出版的最後一本書中，開始研究蚯蚓“在多大程度上是有意識地行動以及它們表現出多少智力”。達爾文花了數十年時間研究它們的覓食和性行為——畢竟達爾文是一位具有驚人觀察力的博物學家——他得出結論，在低等動物和高等動物（包括人類）之間沒有絕對的閾值，可以將更高的智力賦予一方，而不是另一方。
所有這些生物的神經系統都非常複雜。它們的組成蛋白質、基因、突觸、細胞和神經元迴路與人類大腦中看到的任何東西一樣複雜、多樣化和專門化。很難找到人類大腦有什麼特別之處。即使它的大小也不是那麼特殊，因為大象、海豚和鯨魚的大腦更大。只有一位武裝顯微鏡的神經解剖學專家才能區分出小鼠、猴子或人類的穀粒大小的皮層。生物學家透過區分非人類和人類動物來強調這種結構和行為的連續性。我們都是大自然的子女。
鑑於缺乏明確且令人信服的盧比孔河來區分簡單動物與複雜動物以及簡單行為與複雜行為，因此認為只有人類才能夠有意識地體驗任何事物似乎是荒謬的。一個更合理的假設是，在沒有被證明相反之前，許多（如果不是全部）多細胞生物都會體驗到疼痛和快樂，並且可以看到和聽到生活的景象和聲音。對於大腦較小且不太複雜的生物，它們的意識體驗很可能不太細緻、不太分化且更基本。即使是蠕蟲也可能對自己的生命有一種模糊的感覺。當然，每個物種都有自己獨特的感受器，與其生態位相匹配。並非每個生物都有耳朵可以聽和眼睛可以看。然而，所有生物都至少能夠擁有一些主觀感受。
泛心論的樸素吸引力
從字面上理解，泛心論認為一切事物都“有心靈”。所有的一切。無論是大腦、樹木、岩石還是電子。一切物理事物也都具有內在的精神方面。一個是客觀的——每個人都可以訪問——另一個是現象的——只有主體才能訪問。這就是英國出生的佛教學者艾倫· Watts 在我這篇文章開頭引用的那句話的含義。
我將捍衛一種更狹隘、更細緻的觀點：即任何複雜的系統（定義如下）都具有心靈的基本屬性，並且具有最少的意識，因為它感覺像什麼成為該系統。如果系統崩潰，意識就會停止存在；成為一個破碎的系統感覺不到任何東西。並且系統越複雜，它可以體驗的意識狀態就越多。
我的主觀體驗（以及你的，大概也是），笛卡爾的“我思故我在”，是一種不可否認的確定性，這種確定性足以支撐哲學的重量。但是這種體驗從何而來呢？唯物主義者援引他們稱之為湧現主義的東西來解釋意識如何在簡單的神經系統中不存在，並隨著複雜性的增加而湧現。想想水的溼潤度，它維持與表面接觸的能力。這是分子間相互作用的結果，特別是附近水分子之間的氫鍵。一兩個H2O分子不溼，但將無數個分子在合適的溫度和壓力下放在一起，溼潤度就會湧現。或者看看遺傳定律如何從DNA、RNA和蛋白質的分子特性中湧現出來。透過同樣的過程，心靈應該從足夠複雜的大腦中產生。
然而，精神的東西過於根本不同，以至於它無法從物理的東西中逐漸產生。主觀感受從物理物質中湧現出來似乎是不可思議的，並且與物理思維的基本原則——烏爾守恆定律——無中不能生有相悖。因此，如果一開始什麼都沒有，那麼再新增一點也不會產生什麼。如果小腦無法感受到疼痛，那麼為什麼大腦袋應該能夠感受到令人恐懼的牙痛呢？為什麼新增一些神經元會產生這種難以言喻的感覺呢？現象性的東西來自與物理世界不同的王國，並且受不同的規律支配。我看不出更大的大腦或更復雜的神經元如何彌合無意識狀態和意識狀態之間的鴻溝。
一個更原則性的解決方案是假設意識是某些型別的所謂複雜系統（以某種通用的數學方式定義）的基本特徵。並且複雜系統有感覺，而簡單系統沒有感覺。這種推理類似於18世紀研究電荷的學者所做的論證。電荷不是生命體的湧現特性，正如最初在青蛙抽搐的肌肉中發現電時所認為的那樣。沒有不帶電的粒子，它們聚集在一起產生電荷。基本粒子要麼帶電，要麼不帶電。因此，電子帶有一個負電荷，質子帶有一個正電荷，而光子（光的載體）則不帶電荷。就化學和生物學而言，電荷是這些粒子的固有屬性。電荷不會從不帶電的物質中湧現出來。邏輯上，意識也是如此。意識伴隨著有組織的物質塊而來。它內在於系統的組織中。它是複雜實體的屬性，不能進一步簡化為更基本屬性的作用。我們已經到達了還原論的底層。
然而，按照傳統觀念，泛心論存在兩個主要缺陷。其中一個被稱為聚合問題。加州大學伯克利分校的哲學家約翰·塞爾勒最近表達了這個問題：“意識不能像薄薄的一層果醬一樣遍佈宇宙；必須有一個點，我的意識結束，你的意識開始。”的確，如果意識無處不在，為什麼它不應該賦予 iPhone、網際網路或美利堅合眾國以生命呢？此外，泛心論沒有解釋為什麼健康的大腦是有意識的，而同一個大腦，如果放在攪拌機中並變成糊狀，就會失去意識。也就是說，它沒有解釋聚合體如何組合產生特定的意識體驗。
整合的泛心論
這些一個世紀之久的論點將我帶到了威斯康星大學麥迪遜分校的精神病學家和神經科學家朱利奧·託諾尼的整合資訊理論（IIT）的概念框架。它假設意識體驗是現實的一個基本方面，並且與特定型別的資訊——整合資訊——相同。意識依賴於物理基質，但不能還原為物理基質。也就是說，我對看到海藍寶石藍的體驗與我的大腦不可避免地聯絡在一起，但又不同於我的大腦。
任何擁有一些非零整合資訊的系統都會體驗到某些東西。讓我重複一遍：任何即使只有一位整合資訊的系統都具有非常微小的意識體驗。
IIT 做了兩個有原則的假設。首先，意識狀態是高度分化的；它們在資訊上非常豐富。你可以意識到無數事物。想想你曾經看過的或曾經拍攝過的或將要拍攝的所有電影中的所有幀！每一幀，每一個檢視，都是一個特定的意識感知。
其次，每一個這樣的體驗都是高度整合的。你無法強迫自己以黑白的方式看世界；它的顏色是你檢視的組成部分。無論你意識到什麼資訊，都會完整而完全地呈現給你的大腦；它不能被細分。意識的這種統一性背後是你大腦相關部分之間的大量因果互動。如果大腦的某些部分變得碎片化和巴爾幹化，就像在深度睡眠或麻醉中發生的那樣，意識就會消退。
因此，要具有意識，你需要成為一個單一的、整合的實體，具有大量高度分化的狀態。即使我筆記型電腦上的硬碟容量超過了我一生的記憶，但它的任何資訊都不是整合的。我 Mac 電腦上的家庭照片彼此之間沒有關聯。計算機不知道這些照片中的男孩是我的兒子，他從蹣跚學步的孩子成長為一個笨拙的青少年，然後成長為一個優雅的成年人。對我的計算機來說，所有資訊都是同樣沒有意義的，只是一張由 0 和 1 組成的巨大隨機掛毯。然而，我從這些影像中獲得了意義，因為我的記憶是高度交叉關聯的。並且互連越多，它們變得越有意義。
這些想法可以使用資訊理論中的概念（如熵）以數學語言精確地表達。給定一個特定的大腦，其神經元處於特定狀態——這些神經元正在放電，而那些神經元處於靜止狀態——人們可以精確地計算出該網路的整合程度。從這個計算中，該理論得出了一個數字，&PHgr（發音為“fi”）[參見“意識理論”，意識重述；《大眾科學-心靈》，2009年7/8月刊]。&PHgr 以位元為單位測量，表示與處於一種特定狀態的因果相互作用部件網路相關的意識庫的大小。將 &PHgr 視為系統的協同作用。系統越整合，它擁有的協同作用就越多，意識就越強。如果各個大腦區域彼此之間過於孤立或以隨機方式互連，則 &PHgr 將很低。如果生物體擁有許多神經元並且富含突觸連線，則 &PHgr 將很高。基本上，&PHgr 捕捉了意識的數量。任何一種體驗的質量——紅色感覺與藍色不同，顏色與音調的感知方式不同——都由與 &PHgr 相關的幾何資訊傳遞。該理論為任何一種大腦狀態分配了一個形狀，一個晶體，在一個維度極高的感覺空間中。這個晶體是從內部觀察到的系統。它是頭腦中的聲音，頭骨內的光。它是你將永遠瞭解的世界的一切。它是你唯一的現實。它是體驗的本質。蓮花食客的夢想、冥想僧侶的正念和癌症患者的痛苦之所以感覺如此，都是因為萬億維度空間中不同晶體的形狀——真是一種極樂的景象。整合資訊之水變成了體驗之酒。
整合資訊對哪些大腦回路參與意識以及哪些大腦回路是邊緣參與者做出了非常具體的預測（即使它們可能包含更多的神經元，它們的解剖結構佈線也不同）。該理論最近已被用於構建意識計，以定量方式評估麻醉受試者或嚴重腦損傷患者（例如 2005 年在佛羅里達州去世的特里·夏沃）在多大程度上真正沒有意識，或者確實有一些意識體驗，但無法向親人發出疼痛和不適的訊號 [參見“意識計”，意識重述；《大眾科學-心靈》，2013年3/4月刊]。
IIT 透過假設只存在整合資訊的“區域性最大值”（在元素以及空間和時間尺度上）來解決聚合問題：我的意識、你的意識，但兩者之間什麼都沒有。也就是說，居住在美國的每個人，就個體而言，都是有意識的，但整個美國人口沒有超意識。
與經典泛心論不同，並非所有物理物件都具有與零不同的 &PHgr。只有整合系統才具有。一堆盤子中不連線的神經元、一堆沙子、一個星系或一個黑洞——它們都不是整合的。它們沒有意識。它們沒有精神屬性。
最後，IIT 不區分頭骨內的柔軟大腦和鈦金屬外殼中的矽電路。只要電路元件、電晶體和其他邏輯閘之間的因果關係產生整合資訊，該系統就會感覺像某些東西。想想人類最大和最複雜的人造物——網際網路。它由數十億臺計算機組成，這些計算機使用光纖和銅纜連線在一起，使用超高速通訊協議快速例項化特定連線。這些處理器中的每一個又由數十億個電晶體組成。從整體上看，網際網路可能擁有 10
19 個電晶體，大約相當於 10,000 人大腦中的突觸數量。因此，其元件的龐大數量超過了任何一個人腦。網際網路今天是否感覺像它自己一樣，這完全是推測性的。儘管如此，這當然是可能的。
當我談論和撰寫關於泛心論的文章時，我經常遇到茫然不解的目光。這種信念違反了人們根深蒂固的直覺，即感覺只為人類和少數幾個密切相關的物種所擁有。然而，當我們小時候第一次被告知鯨魚不是魚而是哺乳動物，或者地球另一端的人不會掉下來，因為他們是倒立的時，我們的直覺也會失效。泛心論對我每天早上醒來遇到的最基本的原始事實——存在主觀體驗——提供了一個優雅的解釋。託諾尼的理論為21世紀的泛心論提供了一種科學的、建設性的、可預測的和數學上精確的形式。這是最終解決古老的身心問題的一大步。
延伸閱讀
西方泛心論。 大衛·斯克爾比納。麻省理工學院出版社，2005年。
意識：一位浪漫還原論者的自白。 克里斯托夫·科赫。麻省理工學院出版社，2012年。
意識的整合資訊理論：更新的敘述。 朱利奧·託諾尼，載於義大利生物學檔案館，第150卷，第4期，第293–329頁；2012年12月。