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[7]根据美国耶鲁大学进化生物学家理查德·普伦的看法，羽毛基本上是管状物。从胚胎学的角度来看，管状这个概念十分重要，因为管状物有许多“轴”：管状物直立起来可以区分成上端下端，或从横切面来看，可以分成里面外面。化学信号分子沿着这些轴会产生浓度梯度，沿着轴线扩散下去。这样不同浓度的分子，就会沿着轴线启动不同的基因，如此可以控制胚胎发育。对于胚胎学家来说，身体，基本上也是一种管状物。
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[8]身为一个戒烟者和登山者，我以前不管在哪个高度都会气喘吁吁。我只能大约想象一下鸟如果吸烟的话会怎么样。以它们那种效率极高持续渗入的气体交换系统，一定会马上头晕目眩。
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[9]根据兽脚类恐龙的头骨显示，它们的大脑大，或许高代谢效率才可能支持这样的大脑。不过大脑的体积很难说，因为很多爬行类颅腔里面塞的不全是大脑。兽脚类恐龙头骨化石上的痕迹指出，供应脑部血液的脑血管是贴在头骨上，这显示它们的大脑很可能充满颅腔，但也不完全肯定。另外，还有很多比使用热血更方便的方法去供应大体积的脑袋，所以这两者之间并没有必然的关系。
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[10]所有这些证据，都以“同位素标记”的形式留在岩层中。想知道更多的人，我会推荐我在《自然》期刊上所写的文章，标题是《阅读死亡之书》(2007年7月刊)。
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生命进化的跃升：40亿年生命史上10个决定性突变 第九章 意识——人类心智的根源
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我们总觉得自己的意识有些“非物质”，但当有了基本的情绪、动机、痛觉等知觉，其他的高级认知，如语言，都只不过是一堆复杂的脑回路，被设定在复杂的社会中工作而已。那我们的大脑是如何产生意识的呢？
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1996年教宗约翰·保罗二世曾经给梵蒂冈宗座科学院写了一封非常有名的信，在文中他承认进化论不只是个假说。“经过不同知识领域里的一系列发现，该理论渐渐被所有研究人员接受，确实值得注目。所有独立研究的结果到后来都渐渐趋同，而非刻意或捏造，这就是对进化论最强烈的支持。”
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并不令人惊讶的是，教宗也没打算就此因小失大。他认为，人类的心智，将永远超乎科学的范畴。“众多进化理论以及启发它们的哲学思想，都认为心智来自生物物质的某种力量，甚至只将其视为这些物质引起的附加现象，这些均与生而为人的事实不符。同时它们也无法树立生而为人的尊严。”他接着说道，人类的内在经验、自我体认，所有这些我们用来与上帝交流沟通的形而上机制，都远非科学客观的量测所能窥见，因此这一领域将由哲学与神学继续统治。简而言之，尽管他承认进化论的真实性，却谨慎地将教会的教导权区分出来，置于进化论之上。[1]
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这不是一本讨论宗教的书，我也无意冒犯任何人虔诚的信仰。然而，教宗因为关注进化论而写下这段话(教会的教导权与进化论有直接关系，因为它们都关乎“人”的概念)，基于同样的理由，科学家也关注心智问题，因为它关乎进化论的概念。如果心智不是进化的产物，那它是什么？它又如何与大脑互动？大脑显然由物质组成，因此和其他动物的大脑一样应是进化的产物，并且有许多(就算不是全部)相似的结构。心智是否随着大脑一起进化？比如说在过去数百万年内，是否随着人科动物头骨的扩大而进化(这已不是科学争论的重点)？物质与精神要如何在分子层面交流？它们必定会交流，否则脑伤或药物就不会影响人的意识了。
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美国著名进化学家史蒂文·杰伊·古尔德曾经乐观地认为科学与宗教这两大权威可以互不相干。然而事实上，在某些地方这两个领域不可避免地会相遇，意识就是首要的阵地。这些议题的历史相当久远，当年笛卡儿主张精神与物质一分为二的二元论，其实就是将自古以来教会所赞同的想法形式化了而已，身为一位虔诚的天主教徒，他可不希望和伽利略一样被教会定罪。定义精神之后，笛卡儿解放了身体甚至大脑，将其交给科学去研究。然而现在很少有科学家是彻头彻尾的笛卡儿二元论支持者，深信精神与物质可以互相区分。不过这个概念并不可笑，而且我上面所提出的问题都可以由科学探索。比如量子力学就是通往神秘心智宇宙的一扇大门，等下我们会看到。
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我在这里引述宗教的内容，是因为我认为他所说的内容其实超越了宗教的范畴，进入了自我概念的核心。事实上，就算没有宗教信仰的人，都可能会觉得自己的精神层面多少有点“非物质”，是人类独有的而且超越科学的。很少有读者阅读到这里还认为科学对于意识问题无权置喙，不过恐怕也很少有读者会认为进化学家比其他不同领域的专家，比如机器人科学、人工智能学、语言学、神经学、药学、量子力学、哲学、神学、冥想、禅宗、文学、社会学、心理学、精神分析、人类学、行为学等等，更有资格宣称自己别有洞见。
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我要在此声明，这一章与本书其他章节不同。不同之处在于科学不仅不知道问题的答案，甚至根据已知的物理、化学或信息科学的定律，也不能预测答案应有的样子。关于神经活动如何引发强烈的个人感受，其工作原理如何，在学界都没有一致的看法。
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然而这正是我们最应该去问的“科学能给我们怎样的答案？”以及“科学在哪里遇到了瓶颈？”。教宗的观点对我来说还是有一定道理的，毕竟到目前为止我们都不知道“物质”如何产生可感知但却非物质的心智，我们甚至不知道这些物质是什么，它们为何存在，为何不是空无一物？(在某方面来说有点像在问：为什么会有意识？而不只是无意识的信息处理？)然而我认为，或者应该说我相信，进化论可以解释心智这个最捉摸不定的伟大杰作。[2]已知的人类心智的运作过程如此了不起，是不了解的人无论如何也想象不到的，我们完全有理由将生而为人的尊严建立在生物大脑之上。
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此外还有另一个更迫切的理由，需要科学接受心智的挑战。人类的心智并不总是我们所珍视的强大器官，大脑疾病会剥夺它的功能。阿尔茨海默病会残酷地剥下人的外表，最终显露出他们不成人的内在。重度抑郁症也常常发生，这种恶性抑郁会从内在消耗我们的心智。精神分裂症会引发真实磨人的幻觉，癫痫发作的时候则一下子将意识抽离，暴露出如同僵尸般的内在。这种种症状都显露出心智的脆弱，不但吓人而且让人印象深刻。克里克曾说过一句名言：“你不过是一大堆神经而已。”他大可再加上一句，还搭成了一座脆弱的纸牌屋。不论是社会还是医学，如果不急于去了解并且治疗这些疾病，就等于否定了慈善的价值，而教会是如此重视这个价值。
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科学上要解释意识，遇到的第一个问题就是定义，对每个人来说，意识代表的意义都不同。如果我们把意识定义为知觉存在于世界中的自我——根植于个人过往经验，在社会、文化与历史情境中定义个人，同时带有对未来的希望与不安，并且可用深思熟虑的语言符号把这一切表达出来——如果这是对意识的定义，那么人类当然是独一无二的。人类和动物之间有个巨大的鸿沟，没有动物使用语言，就连我们的祖先和小孩也没有。
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或许这个观点发展到极致促成了一本奇怪的书：《二分心智的崩塌：人类意识的起源》，作者是美国心理学家朱利安·杰恩斯。杰恩斯很巧妙地总结了他的理论：“在过去某个时期以前，人类的本性本来是一分为二的。有一个管理者我们称为神，以及另一个追随者我们称为人。这两部分都没有意识。”让人惊讶的是，杰恩斯把这个时间定得很近，大约在两本古希腊史诗《伊利亚特》与《奥德赛》创作完成之间(当然，杰恩斯认为这两本很不一样的史诗，应该是由两位不同的“荷马”所写，其间相隔了好几百年)。对于杰恩斯而言，所谓的意识从根本上讲是社会与语言的产物，因此意识是最近的产物。只有当我们的心灵察觉到它是有意识的时候，它才有意识，也就是在它突然觉醒的那一刻，意识才产生。作为一个理论，这没什么问题，不过任何一个理论如果把条件设得过高，高到把所有《伊利亚特》以前的作者都排除在外，那未免也太高了。如果较老的那位荷马没有意识，难道他会是某种无意识的僵尸吗？如果不是的话，那应该有个什么意识连续谱之类的东西，在连续谱上最高级的一群人应该有自主意识，同时具有读写能力，而剩下低级的就只有纯粹的反应。(基本上杰恩斯认为早期人的心智分为两部分，就像政治上的两院一样，众议院接受来自参议院的指令，很自然地认为这是神的指示，而不知道这是自己大脑的意识，直到后来受到文化语言影响，两院崩解，才忽然觉醒产生自主意识。)
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大部分的神经科学家会把意识分成两种形式，这是有大脑结构支持的。这两种形式的名称和定义或有不同，不过基本上“扩展意识”包含了人类心智活动的所有殊荣，构筑了语言、社会。而“主要意识”或“核心意识”则比较一般，更像动物，比如情绪、动机、痛觉、基本的自我感觉(但缺乏过往经验或死亡之类的思考)、对周遭物体的知觉。以狐狸为例，当它被捕兽器夹住后，会咬断自己的脚逃跑。杰出的澳大利亚生物学家登顿曾观察到这种现象，记载在他写的一本关于动物知觉的书《原始的情绪》中。他说，动物当然知道自己被陷阱咬住，并且企图重获自由。它能意识到基本的自我，而且有一定的计划。
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有趣的是，扩展意识相对来讲反而比较容易解释，当然“容易”这个词可能需要斟酌一下。这里我的意思是，考虑到有了初级的“知觉”之后，扩展意识就没有什么超越我们理解的部分。它们只是一堆让人望而却步的脑电回路，被设定在复杂的社会中工作而已。举例来说，社会本身并没有什么特别神奇的地方。一个小孩如果在一个与世隔绝的山洞里面长大，那他只会具备最基本的意识，但同理我们也可以假设一个克罗马农人小孩(一种晚期智人)，若是活在当代巴黎，那他的举止应该会与法国人无异。语言也一样，虽然大部分人都会同意，如果没有语言，任何人或任何生物都无法发展出扩展意识，这么讲当然没错。但是语言本身也没有任何神奇之处。我们可以把语言用程序写入一台聪明的机器体内，让它可以通过某些智力测验(比如图灵测试)，但机器本身并不需要变成“有意识的”，甚至连基本知觉的能力都不必有。记忆也是一样，可以被程序化，感谢老天，我的电脑可以记住我打出来的所有字。就算是“思考”都可以程序化——只需要想一想下棋的计算机程序“深思”(根据小说《银河系搭车客指南》命名)以及它的后继者“深蓝”，曾在1997年击败当年的世界象棋冠军加里·卡斯帕罗夫。[3]如果人类可以将这些东西程序化，毫无疑问，自然进化也能做到。
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我并不想轻视社会、记忆、语言及人类的思考能力，意识当然需要这一切东西，但重点在于，要产生意识，还要依赖另一个更深刻的前提，那就是情感。我们可以假设有一台机器人，具有“深蓝”一样的脑力、语言能力，有可以察觉外在世界的传感器，甚至还有近乎无限的记忆力，但是没有情感。它没有欢乐，没有忧伤，没有爱也没有离别的悲伤；它没有理解之后的狂喜，没有希望，没有信念也没有慈悲；不会因诱人的香气或透亮的肌肤而身心荡漾；不会因阳光照射在颈背上感到温暖；不会为了第一次离家过圣诞节而感到失落。或许有朝一日，机器人可以感受到上述一切，但是至少到目前为止我们还不知道怎么把失落的感受程序化。
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而这正是被教宗圈起来，划分为教会教导权所管辖的内在世界。差不多在同一时间，澳大利亚哲学家大卫·查莫斯提出了意识的“难题”。从那时候开始，很多人试图解决意识问题，有些人看似成功，但没有一个人真正解决查莫斯的“难题”。当代重要的美国哲学家丹尼尔·丹内特，甚至否认这是个问题，在他1997年的著作《意识的解释》中干脆绕过了这个问题。他在该书最后一章感质(主观意识)的结尾处问道，为什么神经信号不会让我们感受到些什么呢？是呀，为什么不呢？但这岂不是在玩循环论证？(循环论证为逻辑学名词，意指在问题中先预设结论。在这个例子里，直接问：为什么神经信号不会让我们感受到些什么？就把“神经信号会让我们感受到些什么”当成前提。)
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我是一个生物化学家，而我知道生物化学的局限。如果你想知道语言在塑造意识中所扮演的角色，请参阅心理学家史蒂文·平克的著作。我并没有把生物化学列为专攻意识研究的学科。事实上，几乎没有生物化学家曾经严肃探讨过意识问题。克里斯蒂安·德·杜维或许算是一个例外。然而查莫斯的“难题”绝对是一个生物化学问题。因为神经信号为何会引起我们“感受到些什么”？为何当钙离子流过细胞膜时会让我们看见红色，或者感到害怕，或者愤怒，或者爱？先记住这些问题，等下我们要先探讨核心意识。为什么扩展意识一定要建立在核心意识之上？又为什么核心意识会产生感觉？即便我无法回答这些问题，但至少希望先厘清这些问题，以便让我们知道从哪里着手寻找答案。答案不在天边，应该就在眼前，和花鸟虫鱼一样在地球上。
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首先要做的事，就是放弃过往对意识的概念，不要以为意识就是你以为的那样，它不是。举个例子来说，意识看起来似乎是一个整体，并没有分散成许多小意识。我们感受到的，并不是许多分开的信息在脑中乱窜，而是完整的信息，一个完整但不断变化的信息，每分每秒都在改变，从来没有尽头。意识像一部电影，在我们脑中播放，而且不只有配音，还加入了气味、触觉、味觉、情绪、感受、想法等，所有东西都结合在一起成为自己的知觉，把自我和经验紧密结合起来。
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不过你不需深思很快就可以想到，大脑一定需要用某种方法，把所有感觉信息整合起来，我们才可能感觉到这样一部无缝衔接的电影。来自眼、耳、鼻、触觉、记忆或肠子的各种信息，会先进入大脑的不同区域，经过处理之后才被整合成为统一的颜色、触觉或饥饿感。所有的信息都不是“真实”的，它们都只是神经信号而已，但是我们几乎不会把“看”的感觉和香味或声音搞混。就算在视网膜上真的投射着外界的倒影，但这些影像也绝对不会在大脑里面像在电影屏幕上一样播放，它们会被视神经转换成为一系列神经信号，像传真机一样。听觉和嗅觉也类似，外界的东西从来没有真正进入我们脑内，进来的只有神经信号。胃痛也是，除了神经信号以外什么也没有。
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