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36氪|神经学教授：人的意识究竟是如何产生的？( 二 )


我希望能够向你说明 ， 尽管本身并没有 ， 但大自然其实可以争取到理由 。 在本文的余下内容中 ， 我将提出理由 ， 说明尽管事物没有存在的理由 ， 但是某些过程仍然会被认为参与了推理 。 我在这里是用“推理”来表示由推断或溯因引起的解释 ， 也就是说 ， 试图根据潜在原因、规则或原则来解释观察结果 。
对于过程的这种看法 ， 让我们想到了一个关于思想为何存在的故事 ， 一个的优雅的 ， 尽管是缩水版的故事 。 推理其实上非常接近于一种万物理论 ， 可以解释包括进化 ， 意识和生命本身 。 它一直在诱导 。 作为一个已经在运动中的过程 ， 我们被丢进了世界 。 而且那些进程只能基于这个世界稀少的（如果是精心挑选的话）样本朝着“本来已经存在的东西”的方向进行推理 。 这种看法模糊了我们所熟悉的辩证逻辑 ， 再也没有那么清晰的心灵与物质之分 ， 自我与世界之分 ， 以及表象主义（我们描绘现实）和涌现主义（现实来自于溯因与世界的邂逅）之分了 。 但在没有推理者进行推理之前推理是怎么发生的呢？惰性物质是怎么启动导致意识产生的过程的？
复杂系统
关于这个过程的性质我们不妨先建立一些基本规则 ， 然后再看看我们能走多远 。 我们只对构成复杂系统的过程感兴趣 ， 也就是那些整体大于部分之和的研究对象 。 理解这一概念有一个好方法 ， 那就是看它的相反 。 如果你朝着目标射击 ， 那么物理学家很容易就能根据子弹离开枪管的角度和动量来预测它将击中靶心的哪一部分 。 这是因为靶场几乎就是个线性系统 ， 其整体行为是由自身组成部分的相互作用以单向的方式确定的 。 但是你没法确定电子在绕原子旋转时候的确切位置 ， 也没法确定明年飓风是不是会袭击纽约 。 这是因为就像所有的自然过程一样 ， 天气和原子并不能由自身的初始条件可靠地加以确定 ， 而是由系统反馈给自身组成部分的交互时产生的行为所确定的 。 换句话说 ， 它们是复杂系统 。
根据物理学家的说法 ， 复杂系统可以通过其状态来表征 ， 而这些状态 ， 是由具有一定范围可能值的变量来捕捉的 。 比方说 ， 在量子系统里面 ， 粒子的状态可以用波动函数来描述 ， 而这个波动函数需要知道粒子的位置 ， 动量 ， 能量和自旋 。 对于更大一点的系统（比方说我们自己） ， 我们的状态涵盖了我们身体各个部位的一切位置和运动 ， 大脑的电化学状态 ， 器官的生理变化等 。 从形式上来讲 ， 系统的状态对应于其在可能状态空间中的坐标 ， 不同的变量有不同的轴 。
随着时间的推移 ， 实际上一切都应该会变得更加随机 ， 分散和无序 。 那么到底发生了什么呢？
物体在这个空间里面的移动方式要取决于它的李亚普诺夫函数 。 这是一个描述系统在特定条件下可能会有什么样的行为的数学量 。 作为特定状态的函数其返回的是处在该状态下的概率（或者换句话说 ， 作为该系统中状态空间所处位置的函数 ，， 类似于气压是在被测量点的空气分子密度的函数 。 ） 。 如果我们知道系统每一状态的李雅普诺夫函数 ， 我们可以写下它从一种状态流转到下一状态的情况——从而用这种流动归纳出整个系统的存在 。 这就好比如果知道山脉的每一位置的高度的话 ， 就能够知道水流经其表面时会如何流动 。 山的地势就代表了李雅普诺夫函数 ， 水的流动则描述了系统如何随着时间演变 。
复杂系统的一个重要特征 ， 是似乎它们在利用自己的李亚普诺夫函数越来越朝着可能的状态逼近 。 也就是说 ， 函数返回的数字越来越小 。 反过来 ， 这意味着此类系统倾向于仅占据少数几种状态 ， 而且 ， 这些状态倾向于反复频繁出现 。 再用高山流水的类比 ， 流水总要往低处走最后流入大海 ， 然后蒸发再被雨云回收给高山 。 或者 ， 你也可以拿自己的身体为例：你的温度总会保持在一定范围之内 ， 心脏总会有节奏地跳动 ， 你要不断地呼气和呼气——而你可能每天或者每周都有自己的例行公事 。


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