粒子是无意识的。它们如何堆积形成有意识的生命？
虽然量子力学告诉你，构成你身体的物质，瞬间出现在月球上的概率极低。但经典力学告诉你，这是不可能的，因为你体内的粒子与集体自由纠缠在一起，波函数坍缩了。从量子力学的角度来解释意识，其实是一个比较流行的方案。
因发现黑洞的形成是广义相对论的有力预言而获得去年(2020年)诺贝尔物理学奖的著名物理学家彭罗斯，热衷于用量子力学解释意识。在他眼里，意识是由量子纠缠和量子叠加产生的。
他的逻辑推理如下:
哥德尔不完全定理:在一组公理中，一定有无法证明的真理。
人类数学家能够理解无法证明的真理。
人类的意识是超越正义的。
所以这是由于大脑中波函数的坍缩，人的意识是由量子力学决定的。
也有一些物理学家试图通过弦理论来解释意识。然而，彭罗斯的概念也在科学界引起了巨大的争议，甚至出现了许多反对的声音。
这里就不多讨论了。毕竟这只是彭罗斯一个不成熟的猜想，而且在他的研究领域之外。而中国却热衷于这种形而上的研究，甚至成了哲学系某个领域的硕士论文。但是，无论是用量子力学解释意识，还是用弦理论解释意识，都无异于提高了对人类意识的解释。这属于人类的自负。
我不敢说彭罗斯错了，但是对于宇宙的起源来说，人类还是太小了。从神经科学的角度来看，我们的神经信号传递是有确定需求的。
比如你看到一幅漂亮的画，你看到的信息通过视锥细胞和视觉感受器转化成电信号，然后传递到你的视觉中枢。这些信息的表达是准确的，所以你可以明确它的构图，线条，色彩。
相反，当你大脑中的信号传递变得不准确时，你可能会头晕、目眩，甚至产生幻觉，看到从未出现过的画面。或者，当多巴胺的神经通路出现异常时，你可能会出现精神分裂症、幻觉、妄想等认知缺陷。
再说了，莫名其妙的偏头痛有2/3是因为动脉搏动，1/3是非常复杂的神经机制，比如脑膜血管的离子变化，脑干神经核团的功能异常等。，本质上是异常的离子通道和神经信号通路。此外，约30%的人会在强光下打喷嚏。
从神经科学的角度来看，最有可能的原因是控制头面部感觉和运动的三叉神经和视觉神经联系紧密，两者之间可能存在交叉反应。当外界的强光突然进入视网膜时，瞳孔会迅速收缩，触发视神经反射。这些神经信号可能会错误地传递到三叉神经，大脑会发出错误的打喷嚏指令，从而引起“轻打喷嚏反射”的发生。
这种反射是可以遗传的。如果父母中有一方有轻微的打喷嚏反射，有50%的可能发生在孩子身上。
综上所述，无论是我们大脑的信息感知、信号处理和外部行为，都需要神经通路和信号的准确性。那么，精确的神经通路是如何变成复杂的意识的呢？在回答这个问题之前，我们先来看看什么是意识。
人类判断意识最经典的方式就是镜像测试:在之前的研究中发现，宽吻海豚、喜鹊、猿和大象都可以通过镜像测试。这些是非常聪明的动物，它们似乎有自我意识，所以人们想当然地认为它们是有意识的。后来发现看起来很聪明的猫、狗、章鱼都不能通过镜像测试。
似乎这说明他们是无意识的。
但在后来的研究中，很明显有人被打脸了。在印度太平洋地区，有一种鱼叫精神分裂症鱼，因为能帮助其他大型鱼类清理寄生虫，所以也被称为“医疗鱼”。2019年初的一项研究表明，唇裂鱼可以通过镜像测试。
甚至在2015，一项研究声称蚂蚁可以通过镜像测试:虽然蚂蚁的镜像测试存在争议。但从人到唇裂鱼，不难发现，凡是能通过镜像测试的，无一例外都是群居动物。而群居动物则具有很强的社会性，它们有必要在族群互动的过程中区分每个个体的身份。
在区分其他成员的过程中，自知有了形成的基础。但是，人类单纯通过镜像测试来判断，其实是有问题的。让我们假设有两种智力相同的动物。动物A的自我认知有利于通过镜像测试，动物B的自我认知不利于通过镜像测试。
所以当人类用镜像测试来判断动物是否有自我意识，哪些动物更聪明。直接就会先入为主:A自我意识强，比较聪明。B没有自知之明，也没有a聪明，但显然，B的判断很可能是错误的。
现实中也有例子。虽然狗不能通过镜像测试，但一些研究表明，狗可以通过气味识别自己。通过镜像测试，我得出了一个关于意识的武断结论，这反映了人类的自负。就算不讨论，乌鸦这种没有新皮层的动物还是很聪明的。从哺乳动物新皮层发育的角度来说，我们简单的说意识不会突然出现，从老鼠到人类，新皮层会不断发展和复杂化。
很有可能意识已经存在很久了。
我们假设老鼠的分数是1，人的分数是100，那么不能通过镜像测试的猕猴的意识可能是59，而不是零。如果说很多时候，我们在判断低等动物是否有意识的时候，往往在于我们对意识本身的定义。但我们真正关心的不是意识的定义，而是从1到100的过程。
那么，意识是如何从1到100的呢？在脑电领域，有一个脑熵(BEN)的概念，它代表了大脑系统和信息处理能力的不规则性。人的大脑经常处于活跃的波动状态。熵脑代表了大脑传递信息的能力，也指大脑能够访问的神经状态的数量。
人脑的熵有这些特征:1，脑熵和意识高度相关。2.人脑的熵大于其他动物(这里不是指混乱的程度，而是指信息总量)。3.一般智力越高的人熵越高(同上)。4.当人们处于迷幻状态、快速动眼期、精神病发作和睡眠癫痫时，他们的熵增加。智力越高的人熵越高，因为大脑处理的信息越多。
精神病人的熵更高，因为他们处理的信息更混乱。可以说，一个同样高熵的人可能是爱因斯坦，但一个人可能是精神病。在迷幻状态下，人会表现出一定的“初级意识”。比如你晚上下意识上厕所的时候，有人叫你，你有反应，但是第二天起来，什么都不记得了。这是一种“初级意识”。
人从初级意识的熵中逐渐清醒后，人脑的熵会呈现亚临界状态。在这种亚临界状态下，我们会表现出足够清醒的意识。1岁左右的婴儿会有初级意识的表现，而1岁的婴儿很可能会不如同龄的猩猩。(主要原因是人类婴儿早产，性成熟周期较长。)人的头脑有维持次级意识的能力，可以提高对客观的反应，表现出更多的秩序，大脑由此表现出熵减。也可以考虑有序程度更高，所以在表达同样的信息量时，需要的附加信息更少。
一般来说，人的二次意识取决于脑组织的连贯性和层次结构以及系统的处理能力。人脑总是在秩序和混沌之间保持着严格的平衡。人在二级意识状态下，对外界信息的处理没有那么细致，容易受情绪、偏见、焦虑、欲望的影响。
人脑在进化过程中，具有在亚临界点控制熵的能力，有助于促进现实主义、远见卓识、缜密思考，以及识别和克服一厢情愿和幻想的能力。当然，抑制次级意识的过程也限制了意识扩展的空间。比如，和孩子的大脑相比，成年人的大脑总是缺乏想象力。当然，成人大脑处理信息的总能力更高，脑熵自然更高。
当次级意识被抑制时，初级意识会更加活跃。一般来说，25岁是人类熵和信息处理能力的巅峰。通过抛硬币、选卡、掷骰子、九个圆圈选一、填格子等方式模拟不同年龄段的脑熵。实验表明，人类处理信息的能力在25岁左右最高，主要集中在中青年阶段。虽然意识的诞生过程还处于假说阶段，但研究人员很可能已经找到了意识的开关——中央外侧丘脑。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发现，当中央外侧丘脑受到50赫兹的电刺激时，被麻醉的猕猴可以醒来，并具有正常的清醒行为。猴子睁开了眼睛，他的生命体征发生了变化，他的脸和身体开始移动，他伸手去拿附近的物体。
然而，在关闭电刺激后，短短几秒钟内，猴子就会再次闭上眼睛，回到无意识状态。以上实验必须非常精确才能实现。一个50赫兹的电脉冲只能点击一个只有20纳米的特定位置。这说明中央外侧丘脑对意识有一定的启动作用。但是这个实验能证明意识像中央皮层一样有明显的区域功能如运动、感觉、视觉吗？那不一定。
脑积水无脑儿是一种先天性疾病，通常表现为两侧大脑半球缺失(大脑皮质缺失)，代之以充满脑脊液的薄囊。除了大脑皮层，孩子的脑干、小脑、脑膜都是健全的，有的可能还有一些颞叶、枕叶或额叶。虽然这些孩子往往英年早逝，但大多数都能表现出有意识的活动。这足以说明，大脑皮层虽然对意识起着重要的决定作用，但绝对不是意识的必要条件。
从这个角度来看，判断没有大脑皮层的“低等”动物，不会得出意识的推论，也是不成立的。虽然鸟类也有大脑皮层，但鸟类的实际“意识”可以不经过大脑皮层就出现。种种迹象表明，意识的诞生可能与大脑的整体活动有关。
虽然早期的大脑研究倾向于分区域。然而，学术界早就发现了多种神经元耦合系统，并诞生了一门特殊的学科——神经元耦合系统同步动力学。随着脑电图(EEG)、磁共振成像(MRI)和正电子发射断层成像(PET)的迅速发展。近年来，发现了大脑不同区域之间的跨频率耦合网络和全脑神经元与神经递质系统之间的动态耦合。
这些研究表明，大脑在一起工作时具有很强的完整性。人的额叶、顶叶、枕叶、颞叶皮层大部分称为连合区，可以接收多通道的感觉信号，整合各功能区的神经活动。人的左右脑90%都属于组合系统。左右脑之间的胼胝体断裂时，最初左右脑的意识会混乱。
左右脑会各自活动，合作消失，同时在做两件事。左手画圆，右手画方，对于脑分裂的人来说很容易。但由于左右脑思维的不统一，裂脑人的很多行为往往会出现不可控，甚至可能出现右脑控制左手攻击人的现象:
这个动画应该来自电影场景，真实情况不会这么夸张，手也不是意识不可控的。
人经常会有疯狂的闪现。这种思想的闪现往往是由右脑控制的(人的情感冲动)。
正常情况下，与左脑相连、负责思维逻辑的左脑会在神经信号出现之前及时停止右脑的策略。当左右脑还在连接的时候，往往只有一个充满矛盾的策略。但是对于裂脑畸形，两种策略可以同时保留。比如正常人，当大脑有自残的闪光时，另一半大脑直接阻止，就不会再发生什么了。但是对于大脑分裂的人来说，停止会发生在行动之后。
“我”的意识本身就是左右半球的二合一。当然，因为大脑还可以通过其他部分连接起来，所以对于大脑分裂的人来说，意识还是完整的，并不是真的分裂。当人在理智和情感之间犹豫不决的时候，就不是左右脑的较量了。所以，你是经常用左脑赢还是用右脑赢？
当然，大脑也有超常的适应能力，并不是所有大脑分裂的人都会对生活造成严重影响。没有胼胝体的孩子，大脑通过其他脑区重新分配信号，比如中脑和前脑之间的通讯，保证左右脑之间的通讯。虽然没有胼胝体，大脑功能也只是受到轻微影响，但却充分显示了大脑的可塑性。
从一些切除脑组织，头部中枪存活的案例来看，很多脑组织缺失，甚至半个脑袋都没了，但意识并没有受到太大影响。
可见大脑的可塑性远非常人想象。这种可塑性绝不是大脑的功能划分所能解释的。虽然新大脑皮层只有3毫米厚，但它有6层:
为了处理各种复杂的信息，人类的新大脑皮层形成了不同的区域，主要分为三个区域:初级感觉区、初级运动区和接触区:
感觉区包括:听觉、视觉、体感等；同时，人类还有一个特殊的语言区，有时语言区被归为接触区的一部分。初级感觉区和初级运动区的神经细胞具有高度特异性，直接接收来自感受器的神经信号，并与枕叶、颞叶和中央前、后回相连，形成相应的接触区。
大脑皮层的初级反射活动是大多数哺乳动物都具备的，但低等哺乳动物的接触区并不发达，它们的意识主要是初级意识。灵长类分支进化为类人猿后，皮质接触区开始迅速发展，形成了更高级意识的基础。
除了语言区，接触区还包括:与自我身体观、信念、情感态度相关的枕头接触区；多重感觉整合与概念构思的颞叶接触区:负责判断、预见和人格属性的前额叶接触区。
除了前额叶区域，该区域的所有部分都包括视觉、听觉和体感接触区域。
为什么人类大脑皮层进化得更复杂了？人的新大脑皮层不仅占据了大脑皮层的94%，甚至占据了整个大脑的70%以上。
新皮层与记忆、学习甚至意识形成高度相关。从早期的哺乳动物到灵长类动物，最大的变化在于生活技能、运动能力和感觉能力的进化。这些综合原因，促进了大脑接触区的发展，使新皮层折叠出更多更深的沟回。
只有新增加的新皮层的表面积更大，才能支持复杂的大脑活动。意识永远不能归因于单一因素。虽然新皮层可以很好地解释人类的高级意识，但对于新皮层很少的乌鸦(与人类相比)，显然在研究它们的意识时需要更多地考虑其他因素。
总的来说，从老鼠到人类，意识从1到100的过程其实是比较清晰的。只是从0到1，什么时候，怎么发生的，可能我们还需要很长的时间去了解。但无论如何，随着脑科学的不断发展，我们越来越接近关于意识的真相。
PS:虽然现在很多人批评人工智能不是真正的人工智能，但事实上，随着人工智能系统越来越复杂，虽然每个信息单元都像神经通路一样精确，但随着神经网络的活动越来越不规则，意识的产生几乎是必然的。目前的人工智能还太简单，未来第一个产生真正高级意识的一定是超级计算机(甚至是超级计算机矩阵)。