意识是你所体验到的一切——它是你脑中的曲调、品尝到糖果时的甜蜜、牙疼时的痛苦、对自己孩子强烈的爱，以及认识到所有的这些感觉终将结束后的苦涩。从古至今，这些经验——有时候被称为感质（qualia）——的起源和本质一直困扰着我们。
当你走进厨房，闻到新鲜的食物，感觉它们辐射出的温暖……这些内在、主观的经历被称为感质（qualia）。我们认为冰箱、茶杯、和烤箱是缺乏感质的。也就是说，如果一个魔术师把你变成一个烤箱，那你的世界将一片黑暗，所有的经历都会消失。| 图片来源：Jooyeun Lee/Knowing Neurons
研究意识是一项极具挑战的任务，因为它是一种固有的主观想象。为什么大脑会具有意识？像人类大脑这般复杂的东西，有没有可能在无意识的情况下进化呢？
一些人认为，理解意识背后的生物学是科学的终极边界。在过去十年间，一个刚成型不久的“意识科学家”群体搜集了一些关于有意识大脑活动与无意识大脑活动之间差异的信息。
但是，关于是否存在一个可以真正解释这种能产生丰富内心世界的大脑活动有何特别之处的理论，仍存在大量分歧。
在过去十多年中，Giulio Tononi发展的“整合信息理论”（Integrated Information Theory，IIT）一直备受关注，它得到了一些著名神经科学家的支持[1]。这一理论试图定义什么是意识、一个物理系统需要具备什么条件才能拥有意识、以及至少从理论上如何从物质基础开始对意识进行定量和定性的测量。
整合信息理论假定意识是集成在某一系统（如大脑）之内的信息，它能解释为什么在睡眠、麻醉以及癫痫发作时会失去意识。此外，它还解释了为什么含有大部分大脑神经元的小脑，可能会因意识上的一个小的影响，而受到损伤甚至失去意识。
整合信息理论认为，每个物体绝对都有一定程度（哪怕极低的）的意识水平。该理论的一些拥护者宣称，他们有一个可以测量任何物体的意识的公式[2]。这一类言论非常具有争议，甚至渐渐破坏了该理论中一些理念所能带来的巨大进步潜力。
整合信息理论始于两个对我们人类意识经验的本质的基本观察。第一，我们所拥有的每种经验，都是我们能够拥有的大量可能经验的其中之一。第二，多种不同部分（颜色、纹理、前景、背景）都是同时体验到的。
鉴于这两个观察结果，该理论认为，与意识有关的大脑活动必须是不断变化的，它包括许多不同的模式，并且涉及到不同大脑区域间的大量交流。
对于一个理论来说这是一个非常牢固的起点，在某种程度上，我们已经能够对它进行测试。例如在一个实验中，研究人员观察了大脑对“经颅磁刺激”短脉冲的反应。一个电磁线圈会置于参与者的头皮顶部，并发送出一个非常短的脉冲磁场。
布于整个头皮的电极会记录下产生的反应。在完全清醒的状态下，这一微小磁场闪现所产生的反应能以复杂的波纹图样到处蔓延。
但如果参与者当时正处于深度睡眠或全身麻醉的状态，那么反应只会在磁体周围传播，而不会到更远的部位，并且产生的波纹形状也更加简单。这些结果都支持这一理论，这表明，当我们有意识时，虽然大脑的每个区域都在做不同的事，但也都在试图努力交流。
到目前为止一切都还不错。但如果能再进一步就更好了。因此便有人产生了想要找到一个公式，能从详细的数据中计算出精确“意识水平”的想法。严重的争议就是从这里开始的。
该理论称，这一最终公式将能以某种方式对事物所含信息进行量化。在这种情况下，“信息”意味着通过仔细查看目前的情况，能多好的掌握这一事物的过去和未来。
例如，你记录了大脑中一堆神经元的电压，然后查看你可以多好的利用一个结果来预测更早和更晚的结果。如果你因使用了所有神经元的读数而做出很好的预测，但当使用部分神经元数据时，做出了不好的预测，那么你得分就很高。
因所有这些而感到困惑是可以理解的——对公式的尝试会遇到很多理论上和实践上的问题。科学家已经提出了一个候选公式[3]，但它并不管用。有些情况下它不能给出明确的答案，而当计算复杂的人类大脑数据时所需的时间又太长太长。
有人认为，现在应搁置在这一理论上所作出的数学努力。与意识有关的实验研究正进展顺利，所以或许我们就应该专注于此。但是我们不能只做事实收集实验——我们需要一个理论来理解我们所看到的，而整合信息理论的基础看上去的确有希望做到这一点。
假如已经出现很多关于意识的合理可行的数学描述，而并没有一个能够被测试，那么再创造一个新的理论也并没有什么价值。但到目前为止，一切都是零，只有少数研究人员正在研究这个问题。
当爱因斯坦的引力理论能够被测试之前，就受到了众人的瞩目。可对整合信息理论知情的数学家似乎对此并没有兴趣。尽管如此，整合信息理论仍是目前为止，解决意识根源问题里最有前景的基础理论。而在这个终极前沿上取得突破值得我们更有意识的为之努力。
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