重构世界：从物质到秩序再到意识

第三章：从物质到秩序再到意识

——灵遁者

从上一章内容《意识的本源》一文中，你应该明白一个简单的事实，那就是意识是逆熵的表现。如果说的文艺一些，可以这样说：人类炙热的眼神和性感的身体，都代表了逆熵生存的决心！

如果你不懂什么叫熵，返回上一章或者百度去看看，然后就会清楚为什么说意识是逆熵的表现。熵增会使得系统更无序，更混乱，而意识显然是高度有序的产物，所以它是逆熵的存在。

而我在上一章也说了，物质与意识的关系，就像引力与惯性的关系。引力是惯性的源泉，物质是意识的源泉。从这个点来讲，意识从物质诞生那一刻起，就诞生了。这样来说的话，会诞生一些现在看来相当荒谬的认识。比如我们认为大脑是产生意识的东西，单个细胞不具有意识，这是目前科学界的共识。可是谁能证明单个细胞不具有意识呢？意识从物质诞生那一刻起，就诞生了！意味着单个细胞具有意识，一块石头具有意识，一切具有意识。记住，在这里意识的定义是从无感觉开始，意识也不是大脑的独家产物。因为一切物质是具有惯性的！在这里意识可以看作是抵抗宇宙熵增状态的一个因素,与物质一道共存与世界。

这时候你再抬头看看本章的标题，你就会明白为什么标题这样写了。物质与秩序，肯定是先有物质，再有秩序。严格一点说是先有有质量的物质，再有秩序。没有物质，就不会有秩序的存在！你也不可能想象得来没有物质的秩序是什么样子。而一切物质都有质量，包括光子。理论上确实有一些没有质量的粒子，一般会说它们的静止质量为零。可是现实宇宙中，找不到绝对静止的粒子，所以现实宇宙中一切物质都具有质量。

这个时候，就会有个很大的问题，拦在我们面前。物质是如何诞生的？物质的质量又是怎么产生的？对于第一个问题，物质是如何诞生的，只能笼统的说有生于无，或者本来就有，永恒存在着。关于第二个问题，值得细说，因为有科学理论支撑。就是说质量的产生是有科学理论的，而且是有科学实验佐证的。而它对于意识的产生又很重要，所以我们先来捋一下这个问题。

首先是这样的，宇宙中的一切都可以归类为能量。看见的和看不见的都能归类为能量。物质和能量是不同的概念，虽然物质是能量，能量也是物质，但它们是不同的概念。这种不同，很重要。为什么呢？根据热力学第二定律能量不会自发汇聚，不会无缘无故聚成一团，形成一个星云或者恒星。相反能量总是从高能量向低能量传递。而物质【比如说一块石头，一块雕像】本身就是能量的汇聚而成，而且是一个逆熵的过程，是需要很复杂的程序才可以的。看到了这个，大家明白了能量和物质的概念不同了吧。原子弹在爆炸后，你还能想办法将它变回“小男孩”吗？不能！

物质的质量是怎么来的？这个问题一直困扰着科学家200多年，直到上个世纪才逐渐揭晓谜底。科学家发现，我们这个世界其实是由物质构成的，物质之间会发生各种相互作用。最早，牛顿把这个作用叫做：力。

在上个世纪之前，科学家发现宇宙中存在着两种基本力，分别是万有引力和电磁力。后来分别发现了强相互作用，弱相互作用。所以宇宙中有四种基本力。但在这里提醒大家一点，我们对于宇宙的认识并不深刻，所以宇宙中是否存在第五种基本力，一定要抱着开放的态度。

科学家发现物质的质量基本上都集中在原子的原子核中，而原子核又是由质子和中子构成，也就是说，质子和中子集中了物质绝大部分的质量。后来科学家又发现，质子和中子还能够继续再分下成三个夸克，如果计算一下就会发现，夸克占据的质量也仅仅是质子和中子总质量的1%，那剩余的99%哪儿去了？

剩余的99%来自于强互相作用，根据质能方程E=mc^2，这里的E代表能量，m代表质量，c代表光速。这个公式告诉我们，能量和质量是相互等价的。强相互作用是以非常大的能量把3个夸克束缚在一起，这个能量等价于一定的质量，占据了质子和中子99%的质量。

那么夸克中占百分之一的质量如何而来？科学家就在思考，是不是可以利用“场”来把各种相互作用统一起来，就好比一套通用的规则，然后设计不同的初始阐述，就可以解释不同的相互作用，这套通用的规则被称为规范场。德国数学家外尔最早提出这个观念，并且用此来解释麦克斯韦的电磁场理论。

到了1954年，杨振宁和他的学生米尔斯又在外尔的基础上做出了巨大的贡献，他们发现，如果把规范场的初始设定稍微改一改，就可以用规范场来描述弱相互作用，这个贡献后来也被称为杨米尔斯理论。盖尔曼又在杨米尔斯理论的基础之上进一步拓展，这使得规范场理论还可以用来描述强相互作用。也就是说，科学家用了一套理论就描述了3种相互作用。

虽然规范场看起来很不错，也被很多科学家所接受，可是在规范场无法解释为什么基本粒子会有“质量”？

具体来说就是在规范的理论框架当中，我们可以把这种相互作用看成是把某种粒子来回扔的结果：

强相互作用就是把“胶子”来回扔；

弱相互作用就是把“W玻色子”和“Z玻色子”来回扔；

电磁力就是把“光子”来回扔。

可是虽然都是在扔“粒子”，但是“光子”和“胶子”却没有质量，而“W玻色子”和“Z玻色子”却是有质量的，那这到底是咋回事呢？还有，电子和夸克的质量又是从哪来的呢？

为了解决这个问题，他们不得不提出一个新的假设，认为宇宙中应该还存在着我们所不知道的“场”，这个“场”可以和粒子发生作用，并且赋予粒子不同的质量，这个理论也被称为希格斯机制，赋予粒子质量的“场”叫做希格斯场。这个希格斯场布满了整个宇宙空间。

2012年欧洲核子研究中心就发现了一种新的玻色子，并且在2013年确定了这个新的玻色子就是希格斯玻色子，从而证明了希格斯机制是可信的，补充上了规范场中最后的一块拼图。所以希格斯波色子的发现，可以说是开启了一个新的物理纪元。因为直到现在对于希格斯波色子，希格斯场，我们还是很模糊。

总结：在标准模型里，W玻色子与Z玻色子借着应用希格斯机制于希格斯场而获得质量，费米子借着应用希格斯机制于希格斯场与费米子场的汤川耦合而获得质量。只有希格斯玻色子不依赖希格斯机制获得质量。不过尽管希格斯机制已被证实，它仍旧不能给出所有质量，而只能将质量赋予某些基本粒子。例如，像质子、中子一类复合粒子的质量，只有约1%是归因于将质量赋予夸克的希格斯机制，剩余约99%是夸克的动能与强相互作用的零质量胶子的能量。

为什么要给大家讲这个呢？你再看下一句话：希格斯场的存在会促使自发对称性破缺，从而造成不同粒子、不同作用力彼此之间的差异。例如，在电弱理论里，从希格斯场的理论物理秉性，可以解释为什么当温度降低到某程度，电磁相互作用与弱相互作用的性质迥然不同，答案是对称性已被打破。

而且有了希格斯场的理论，就可以从物理上证明质量不是无中生有的。质量是希格斯场赋予的。而希格斯场是能量场，虽然目前没有直接观测到希格斯场，但希格斯粒子被发现了，我们有理由相信希格斯场是存在的。这时候你就会明白了，物质和能量两个概念的区别了吧。希格斯场的存在证明了质量不是无中生有的，但依然不能证明物质是怎么来的，懂吗？希格斯场本身是物质场。但物质的质量多少可以作为衡量能量的多少的标准。质能方程：E=mc²，这个方程是最好的说明，因为m代表的是质量！

如果说热力学第一定律【能量守恒】和热力学第二定律会将宇宙拉向更无序，更寒冷的方向，那么希格斯机制的出现，就会打破这种熵增趋势，让万物开始有序起来。也就是逆熵的开始，所以说质量的存在就代表了逆熵的开始！

秩序一定是从差异化中才能看出来，没有有质量的物质，就没有秩序；没有差异，也没有秩序。有秩序的对立面【熵增的无序性】你才能看到秩序本身！人一定是有“秩序” 的东西，人也是通过“无序性”来看到自己，来证明自己，证明自己的存在！从这个角度讲，马克思将人的本质定义为：人是社会关系的总和是正确的。因为社会关系，和社会关系的总和是一种秩序！是以社会存在为基础的社会秩序的体现。

现在你再回头去看看标题《从物质到秩序再到意识》。很多人看到这个标题，会被”逻辑“所诱导，就好像这句话在表达意识是如何诞生的？其实这个逻辑并不存在，可是为什么这么写呢？很简单，和我们创造惯性系概念是一样的。惯性系不存在，可是我们天天在说。是因为创造这个概念，有利于我们理解和说清楚这个世界！在这个概念的保护下，物理的方程式有最简单的形式。同样，标题这样写，是为了我们更好的理解这个世界，是想着让大家更好的想象意识。

还是那句话，意识从物质诞生那一刻起就诞生了，意识是从无感觉开始的。记住定义不同了！但无感觉的意识对于人而言基本是无意义的，因为我们无法想象无感觉是一种什么体验。我们无法想象自己成为石头是什么样子。所以我们可以把这种无感觉意识称之为”机械意识“或者“无用意识”。这种词汇的发明，是不严谨的，看写书人的个人经验，这也是造成一些哲学书籍难啃的原因之一。因为这个词就作者“熟悉”。“机械”和“无用”在这里其实要表达“不是活的意识，是死的。”而“活和死”又都是人 的词汇。就是哲学语言的交互性，你是无法避开的。这是人自身的局限，这个局限基本是死局。但对于外星人而言，可能不是死局，因为他们的语言系统可能我们想象不来。

物质质量的产生以及差异化的存在才能显示出秩序，而熵增是无秩序的表现。再强调一遍，物质在不具有质量的情况下，就不具有抵抗运动状态改变的能力，那么也就不会具有意识。但我们找不到绝对静止物质，所以一切物质都是具有质量的。

上面说了，意识是随着物质诞生就诞生的，但很明显，意识的表现形式不同。从无感觉到感觉是一个飞跃。以我们人类的经验来说，感觉就是高级意识的开始。而高级意识的产生，一定离不开有秩序的运动！也就是逆熵存在度越高，秩序运动越明显，意识能力就越强。

逆熵存在度越高，说的是物质的组合和构成结构更加精细和复杂。按这个逻辑，一块石头的意识能力，不会比埃及金字塔强；而埃及金字塔的意识能力，不会比我们人类的大脑意识能力强。在这里我有必要对一块石头的存在度是高的，做出解释。我们现在这个宇宙在加速膨胀。在遥远的未来，宇宙中所有的物质都会衰变为纯能量，包括宇宙中的黑洞也会通过霍金辐射衰变。宇宙会变得除了存在能量以外空无一物，而且各处的温度相同，这就是我们所说的热寂！这个时候的宇宙没有“秩序”而言，也没有“活力”，能量的意识能力也几乎为零。

所以这样解释，大家应该就明白了，一块石头就是一个“系统”，因为要诞生一块石头是一个相当复杂的自然过程。各种石头的诞生都是不易的，什么石英石，玉石，黄金等等都是不易的，都是逆熵的存在！一块石头所包含的千千万万的粒子不是静止的，是在运动，是在振动。这是个“庞大的工程”，所以说一块石头也是有意识的，只是它的意识显然不是高级意识，显然不是自我意识。

关于物质的构造与意识的关系，其实可以通过电脑的发展，人工智能的发展一窥究竟。很明显从笨拙的电脑，到轻便智能的电脑，电脑越来越智能。这种突破从根本上说是得益于量子力学的发展，得益于现代制造工艺的进步。现在的机器人下象棋可以干过最顶级的国际象棋选手，比如AlphaGo。阿尔法围棋(AlphaGo)是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人，由谷歌(Google)旗下DeepMind公司戴密斯·哈萨比斯领衔的团队开发。其主要工作原理是"深度学习"。

"深度学习"是指多层的人工神经网络和训练它的方法。一层神经网络会把大量矩阵数字作为输入，通过非线性激活方法取权重，再产生另一个数据集合作为输出。这就像生物神经大脑的工作机理一样，通过合适的矩阵数量，多层组织链接一起，形成神经网络"大脑"进行精准复杂的处理，就像人们识别物体标注图片一样。

阿尔法围棋用到了很多新技术，如神经网络、深度学习、蒙特卡洛树搜索法等，使其实力有了实质性飞跃。美国脸书公司"黑暗森林"围棋软件的开发者田渊栋在网上发表分析文章说，阿尔法围棋系统主要由几个部分组成:一、策略网络(Policy Network)，给定当前局面，预测并采样下一步的走棋;二、快速走子(Fast rollout)，目标和策略网络一样，但在适当牺牲走棋质量的条件下，速度要比策略网络快1000倍;三、价值网络(Value Network)，给定当前局面，估计是白胜概率大还是黑胜概率大;四、蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search)，把以上这四个部分连起来，形成一个完整的系统。

阿尔法围棋(AlphaGo)是通过两个不同神经网络"大脑"合作来改进下棋。这些"大脑"是多层神经网络，跟那些Google图片搜索引擎识别图片在结构上是相似的。它们从多层启发式二维过滤器开始，去处理围棋棋盘的定位，就像图片分类器网络处理图片一样。经过过滤，13个完全连接的神经网络层产生对它们看到的局面判断。这些层能够做分类和逻辑推理。

大家读完之后，会有什么启发？很明显多层系统的构建是其“智能”的主要原因。那么很多人会问AlphaGo算是有意识的东西吗？肯定算啊，不用怀疑。在本书的定义中一块石头都有了意识，何况是如此精细多层构成的物质系统，肯定具有意识，不具有意识它也不可能打败世界冠军！

我们面临真正问题是AlphaGo的意识层次是哪一级别？还是把我这个划分再写到下面，方便大家思考意识的层级。这个划分肯定不严谨，也算不上是科学的划分，属于经验划分。我希望你能有更好的衡量意识水平的方法，来对意识进行定量层级划分。

1、无感觉。一块石头是没有感觉的。

2、感觉

【高级生命体，意识最低的层次就是感觉。感觉包括触觉，听觉，视觉，嗅觉等。】

3、知觉【我觉察到了危险。就是知觉。】

4、想象【把太阳看成一个点，就属于想象。】

5、思维

6、超思维【这个是我零时加的，因为这个划分是我在《探索生命》一书中给出的划分。在这本书中应该要做拓展才行，才能符合“重构世界”，也就是说尽量去突破人的局限。而外星文明有可能是超思维的。比如我们人类的思维再厉害，基本无法达到用意识直接去操控物质。在亿万人中有个别案例的报道，但这不能算是普遍。而可能有外星文明，他们的思维能力，意识能力是普遍可以做到直接控物，或者其他的我们不具备的意识能力。】

按照我的划分，AlphaGo的意识层次达到了感觉，也就是过渡到了高级阶段。为什么这样说呢，因为AlphaGo是可以看见东西的，也能进行分析，所以划分为感觉是没有问题的。但为什么达不到知觉层次呢？因为如果它能达到知觉层次，那么意味着它开始有了”自我意识“的概念。比如它能知觉到自己处于危险，这和它能感觉到什么是不同的。

既然说到了这个话题，就继续讨论另一个问题，人工智能会不会发展出自我意识，也就是达到知觉意识层次，会不会超越人类意识？我的观点是会达知觉到意识层次，会产生自我意识，乐观一点的话，100年就可以，也就是2120年前。那么会不会超越人类？很难，但有机会。我在原来的书《探索生命》一书中是持怀疑态度的，我认为机器人超越人类是不可能。主要是从哲学角度是去讲的。比如我提到过机器人再怎么智能也不能像人类这样有感情，会流泪。可是事实上会不会流泪和意识没有关系。机器人的构成和构造不具备流泪的基因，但不流泪不影响它产生炙热的感情，产生炙热感情这种意识。

现在来简单说说，为什么难，但有机会超越人类。如果看得大胆一点，可以把机器人看作是人类教育和创造的学生，学生强于老师是合理的。因为什么，因为物质与物质本身没有本质区别。一个人的物质构成和一个机器人的物质构成，没有本质区别！区别在于什么？在于我们上面一直说的秩序和振动，也就是物质的构成和组合关系，以及这些关系的运动配合。

人脑有多复杂，人体结构有多复杂这点我不再例举数据了，大家肯定会赞同人就是大自然的奇迹！视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，运动觉、平衡觉、和机体觉等等，哪一项对于人工智能不是挑战，肯定是！你再读读下面的关于大脑的简单知识：大脑（brain）包括端脑和间脑，端脑包括左右大脑半球。端脑是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分，由左右两半球组成，在人类为脑的最大部分，是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分，以后发展成大脑两半球，主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮质的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核，纹状体是其中的主要部分。

端脑由约140亿个细胞构成，重约1400克，大脑皮层厚度约为2-3毫米，总面积约为2200平方厘米，据估计脑细胞每天要死亡约10万个（越不用脑，脑细胞死亡越多）。人脑中的主要成分是血液，血液占到80%，大脑虽只占人体体重的2%，但耗氧量达全身耗氧量的25%，血流量占心脏输出血量的15%，一天内流经脑的血液为2000升。脑消耗的能量若用电功率表示大约相当于25瓦。

读完你是什么感觉？血流量占心脏输出血量的15%，一天内流经脑的血液为2000升！而我们好像根本没有感觉血液这么快的在流动，可事实就是，血液在体内如万马奔腾般向前，一刻不停！每个人是由140亿级大脑构成的，又高负荷运转的“机器”，人工再现这样一个“机器”，不可想象，所以很难很难。而且还别忘了，如果进化论是正确的话，我们还进化了多少万年呢。这个过程是无法模拟的！如果人类起源像米勒实验所展现的那样，起源于海洋的话，整个进化过程更是像神话一样精彩。

关于更多人工智能的发展，我们应该乐观，智能家居时代，智能驾驶，智能工作都会成为现实，会很快成为现实。所以国内的一些公司布局这些，肯定是对的。比如我看到有人说百度押宝AI是错误的，这样说是目光短浅。押宝人工智能肯定没有错。谷歌，阿里，腾讯等都在大资金投入，必然会促进人工智能的快速发展，甚至是指数级跳跃，所以我们应该乐观看待人工智能的发展。

虽然人的进化过程是奇迹，但人工智能是人的奇迹，超越人类是有机会的。人成为奇迹需要时间，那么人工智能超越人类，也是时间问题。按照人类科技发展的速度，如果要给你一个时间的话，我会给出500年的时间。500年内，人工智能将全面超越人类，这不是一个玩笑。因为它们站在了一个更高的时代，更高的起点。当它们发展到知觉意识层次的时候，它们的自我学习力是我们无法比拟的，所以它们超越人类是可能的。

就拿今年话题说的最多的芯片制造工艺来说，就让我们很多普通人不敢想象。有人把芯片工艺制造有这样一个难度比喻，说制造芯片就好比在一颗米粒上绘制清明上河图。我们熟悉的，华为手机现用的麒麟980芯片，是全球首款采用7nm制程工艺的手机芯片，形象点描述，就是在指甲盖大小的尺寸上，集成了69亿个晶体管。69亿个是什么概念呢，你自己想象。这也是我为什么说人工智能有超越人类智能的条件。

机器人的构成可以有多复杂，取决于技术的进步，而这也是意识产生的关键点。假如有多个类似有麒麟980芯片组成的系统，进行多层次设计于机器人，会产生什么效果？假如可以做出5nm集成了690亿个晶体管电路的芯片，又会是什么效果，这些我们现在都没有实现，但可以想象，那种效果一定是惊人的。更复杂，更精细的构成；更趋于同步，同趋于配合的交互振动，一定能产生让我们叹为观止的意识能力。

而且还有一种发展可能——脑机结合！就是人脑与人工智能的结合，必然是一个超越人的存在。问题来了？这时候人是人还是机器人？再这样问大家一个问题，假如机器人意识能力超越了人类，也具备了人的感情，你会拿它当人对待吗？会与之通婚吗？你好好思考一下这些问题，这些问题我这一章里面不回答了。你自己去思考，来告诉我答案。如果你实在想不到答案，那么下一章，我来告诉你答案。

再简单说一下，关于意识与振动，也就是物质构成之间的交互运动。

有一个人叫查尔默斯，他和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）。

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。如此，整个自然界都在不同尺度上振动着。有这种振动才有交互，才有交互作用发生。

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。

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》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。

鱼群在海底同步运动形成大圆球，以抵抗入侵。

数以百万计的鲑鱼跨越几千里游回出生地产卵。

物理中的超导现象，超流体现象，顺磁现象，玻色-爱因斯坦凝聚态，费米子凝聚态等。以玻色-爱因斯坦凝聚态为例子说一下，形象地说，这就像让无数原子"齐声歌唱"，其行为就好像一个玻色子的放大，可以想象着给我们理解微观世界带来了什么。这一物质形态具有的奇特性质，在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域都有美好的应用前景。

所以研究共振或者粒子同步运动会帮助我们深入理解意识的本质以及宇宙的普遍规律。

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（EGG）。

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。

读到这里，你没有提问吗？脑电波与意识之间的关系究竟如何，目前仍未达成定论。各位这就是这个问题，脑电波是脑活动行为测量的衡量指标，本身脑电波与意识没有必然关系。它是一种脑活动的表象，懂了吗？所以妄图通过脑电波来研究意识的本质是不行的。可以通过脑电波来研究意识的状态，意识的表现，仅此而已。

再次强调，意识是逆熵的存在，这毋庸置疑。所以有质量的物质存在是前提，物质的构成越复杂，越精细；彼此之间的互动和振动更融洽，意识的层级就必然越高。也就是意识的存在度越高，抵抗熵增的能力也越强。

生命在于运动，更在于探索。当你们看到这些文字的时候，我希望你们不要去想我推翻了谁，我从来也不这样想。你们去想我拓展了谁的理论，我在试图解决什么问题，就去想这些问题就行了。然后再去想，我哪个观点靠谱，哪个不靠谱？这样你才能进步，这样我也能进步。人有局限，所以没有完美的理论。

独立学者，科普作家，艺术家灵遁者哲学作品《重构世界》第三章完整版。