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1700918777 图8-1就展示了视错觉的两个例子,说明我们的视觉系统创造出的内部实在与外部实在之间存在差别。(如果你手中的本书是彩色版的而不是黑白版,那你可以看看图8-1左图中那两个圆点,你或许会觉得下方的圆点是橘黄色的,而上方的圆点是棕色的。)在外部实在中,两个圆点具有相同的性质,光的波长都约为600纳米。如果一个射灯发出同样的光束,那就是橘黄色的光。那么,有没有棕色的光线?想一想,你有见过射灯或激光笔发出棕色的光吗?你不可能见过,因为世界上并没有棕色光!棕色在外部实在中根本不存在,只存在于你的内部实在中,它只会出现在当你看到橘黄色的光呈现在较暗的背景中时。
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1700918787 图8-1 视错觉。左图中,A和B所在的方格灰度相同,两个圆点的颜色也完全相同。而在右图中,如果你一直盯着中间的黑点,并前后移动你的头,你会发现圆圈在转动。
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1700918789 为了好玩,我常会比较不同的媒体会如何报道同一个新闻,包括MSNBC(微软全国广播公司节目)、FOX新闻、BBC、半岛电视台等。我发现,在“说出真相、所有真相、只要真相”这件事上,他们描绘事实的区别通常在于他们省略和遗漏的真相不同。我觉得,我们的感官也同样如此。尽管它们会产生幻觉和错觉,但是,导致内部和外部实在不一致的原因,通常是“遗漏”。我的视觉系统遗漏了黑色和青绿色的区别,但即使你不是色盲,光所携带的绝大多数信息也会被你遗漏。当我在小学课堂上学到所有光线的颜色都是由红、绿、蓝三种基本颜色混合而成的时候,我以为,“3”这个数字能告诉我们外部实在中某些基本的东西。但是我错了,它只能告诉我们人类视觉系统遗漏的部分。具体而言,它只能告诉我们,人类的视网膜上有3种视锥细胞,它们在光谱(见图1-5)上千万种颜色中挑选了3种,分别对应着3个波长区域。
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1700918791 此外,波长在400~700纳米以外的光线对我们的视觉系统来说,是完全隐形的。当人们发明了可以探测不可见光的机器时,才发现外部实在原来比我们看到的要丰富得多,充满了射电波、微波、X射线和伽马射线,这着实令人类大为吃惊。并且,视觉并不是唯一一种惯于遗漏的感官,听觉和嗅觉也同样如此。我们听不到老鼠、蝙蝠和海豚发出的超声波;我们闻不到许多微弱的气味,但狗却能闻到,这些气味甚至占了它们嗅觉内部实在的绝大部分。这样的事实不胜枚举。尽管许多动物能捕捉到人类遗漏的视觉、听觉、嗅觉、味觉等感官,但是它们却对亚原子世界、星系闪烁的宇宙以及构成95%外部实在的暗物质和暗能量一无所知。
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1700918793 共享的共识实在
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1700918795 在本书的前两个部分,我们已经看到,数学方程可以很好地描述物理世界,点亮了找到“万物理论”方程的希望之火。这个“万物理论”能在任意尺度完美地描述我们的外部实在。物理学要取得这个终极胜利,最开始必须由一位数学家以“飞鸟视角”研究这些方程(方程必须足够简单,简单到可以印在T恤上),并从中推出他的内部实在,也就是他在外部实在中以“青蛙视角”形成的主观感知。要做到这一点,就必须细致地理解意识运作的原理,这就包括错觉、遗漏、幻觉以及其他复杂情况。
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1700918797 然而,在外部实在和内部实在之间,还有一个中间区域,称为“共识实在”(consensus reality,见图8-2)。这种共识实在,是地球上所有生命形态都一致认同的实在,也就是宏观物体的三维位置和运动状态,以及我们可用经典物理学的常见概念来描述的其他日常属性。表8-1总结了几种不同的实在和视角,以及它们的相互关系。
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1700918802 图8-2 我们可以用三种相互联系的方法来看待实在:第一是从一个数学家的角度,他用“飞鸟视角”来研究描述实在的数学方程;第二是从一个有自我意识的观察者的角度,他用主观的“青蛙视角”来观察实在;第三是从中间的共识视角,也就是我们常向彼此描绘的视角(比如一个日常物体在三维方向上的运动)。为了方便,对理解的终极追寻可以分为两个部分,并可分别解决:一是物理学,二是认知科学。物理学是为了揭示外部实在与共识实在是如何联系起来的(包括一些复杂的情况,比如克隆的观察者看起来是随机的,以及高速运动时时间看起来变慢了);认知科学是为了揭示共识实在是如何与内部实在联系起来的(包括感质以及一些复杂的情况,比如错觉、遗漏和幻觉)。
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1700918804 表8-1 本章接下来将用到的一些关键术语
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1700918809 我们每个人都有自己的内部实在,那是从我们各自的位置、方向、心理状态的主观视角所感知到的实在,但同时也受到个人认知偏差的扭曲——在你的内部实在中,梦与真实无异,当头朝下时你不会觉得翻转的是整个世界,而不是你自己。
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1700918811 与内部实在不同的是,共识实在是共享的。当你向朋友描述到你家的行车路线时,你会试着改变自己的描述,从内部实在中的主观概念(比如“这里”和“我面向的方向”)转变成共识实在中的共享概念(比如“瓦萨尔街70号”和“朝北”)。由于我们物理学家在谈及共识实在时需要非常精确并定量,所以我们总是努力保持客观,我们会说一束光“波长为600纳米”而不是“橘黄色”,某物质含有“CH3COOC5H11分子”而不是“香蕉味”。
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1700918813 共识实在并不能避免一些对外部实在的共有错觉。比如,猫、蝙蝠和机器人也经历着同样的量子随机性和相对论时间膨胀。毕竟,错觉的定义就决定了它只是生物大脑独有的现象,所以量子随机性和相对论时间膨胀与错觉无关,也与人类意识的运作原理无关。内部实在让我感受不到青绿色,让海豹只能看见黑白色,让四色觉的鸟类看到彩虹色。我们还可以想象,对能看见偏振光的蜜蜂来说,它的内部实在一定更加不同,还有采用回声定位的蝙蝠、触觉和听觉极度敏锐的盲人、扫地机器人……我们的内部实在迥然相异,但我们都会在某些问题上达成共识,比如门是否开着。
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1700918815 这就是我改变心意的原因。尽管理解人类意识的细节和本质是一个令人着迷的挑战,但它对理解物理学的基本理论来说并不是必要的,后者“只”需要从它的数学方程中推出共识实在就可以了。换句话说,道格拉斯·亚当斯所谓的“生命、宇宙和万物的终极问题的答案”可以被分为两部分,并可以分别解决:物理学的挑战是从外部实在中得出共识实在,而认知科学的挑战是从共识实在中得出内部实在。这是三千纪[42]亟待解决的两个重大问题。两个问题都令人望而生畏。欣慰的是,我们并不需要同时解决它们。
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1700918817 外部实在与共识实在的桥梁
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1700918819 我们已经看到,共识实在与内部实在之间有着巨大的差别,要把二者连接起来,需要克服一个艰难的问题——理解意识。然而,正如本书前面几部分所谈到的那样,共识实在与外部实在也迥然相异,所以,不能把二者混为一谈。实际上,我认为,现代物理学的历史告诉我们,在最伟大的物理学突破中,最困难的部分都不是数学,而是理解这两种实在是如何连接在一起的。
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1700918821 1905年,当爱因斯坦发现狭义相对论之时,许多重要的方程早已被亨德里克·洛伦兹(Hendrik Lorentz)等人发现了。然而,爱因斯坦的天才之处在于弄清了数学与测量之间的关系。他意识到,外部实在的数学描述中的长度和时间与共识实在中的测量存在差别,而这种差别取决于运动状态——如果一架飞机从人群上空飞过,在人群的共识实在中,这段时间将比起飞前短暂,而机载时钟将走得更慢[43]。
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1700918823 10年后,当爱因斯坦发现广义相对论之时,波恩哈德·黎曼(Bernhard Riemann)等人早已得出了其数学形式的关键部分。然而,最耀眼的成就再一次被爱因斯坦获得。它需要天才的洞察力和理解力——外部实在的数学描述中的弯曲空间与共识实在中的万有引力是等价的。
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1700918825 为了理解这究竟有多困难,你可以想象一个场景:一个精灵来到了牛顿临终的病榻前,声称可以满足他最后一个愿望。在经过短暂的思索后,牛顿作出了决定:
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