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从图10-6中可以看出，即使变化和时间流逝的概念并不存在，我们也可以将其修改为一个合理的问题。图中的8个观察者时刻分别属于两个不同的人，其中一人在潜水，另一人在滑雪，每个人都对应着时空中一个长长的辫状模式。对这8个观察者时刻进行比较，可以揭示出它们之间的一些有趣的关系：在某些观察者时刻中，当下的视觉印象（每条胶片的最右帧）与另一些观察者时刻的最新记忆（中帧）相匹配；而某些观察者时刻的最新记忆（中帧）与另一些观察者时刻的较早记忆（左帧）相匹配。这唯一地确定了两个单独的观察者时刻的时间序列，分别对应着左右两列胶片，并且越往上，时间越靠后。
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考虑所有时空中的所有观察者时刻。你在未来的感知也能以相同的方式与你当下的观察者时刻相匹配，像拼图一样吻合在一起。尤其是，它们会以正确的次序共享你当下的记忆（允许某些合理的遗忘和记错的情况），并在序列的末尾加上额外的最新记忆。
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比如，假设你就是图中那位潜水者，刚刚看见一只巨大的海龟向右上方游过去（见图10-6，左列，从上往下数第二个观察者时刻），此时，你想要预测你的未来。由于这只是一个思想实验，我们还可以假设你智力超群，已经搞清楚了我们宇宙的数学结构，也已经计算出了它的所有观察者时刻是什么样，以及它们主观感觉起来怎么样。你意识到，唯一与你当下的观察者时刻相匹配的观察者时刻位于图片的左上方，并在末尾处添加了1秒钟的新感知。于是，你预测道，这就是你1秒钟后将会感知到的东西：1秒钟后，你将看到一只巨大的海龟向你游过来。用这种方式，你就发现了传统科学中的“因果关系”概念，因为你能从过去预测未来。
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你在哪里
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我们已经看到，我们的物理实在可能是一个数学结构，包括时间、空间、物体，甚至你自己。我们还看到，你能够怎样分析观察者时刻，并像拼图一样将其匹配起来，从而预测自己的未来（至少本质上可以）。在实践中，如果要预测未来，这个观察者时刻的方法常被降为“一如往常”的物理学方法。比如，假设你做图9-2中的实验，扔出一个篮球并研究它的轨迹。如果你作出如下两个假设：
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●它的运动由爱因斯坦的万有引力方程描述；
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●世界上没有第二个人与你的主观感觉完全相同，并拥有相同的人生记忆。
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那么你就会知道，只有那些看见篮球以抛物线轨迹（见图9-2）运动的未来，才能与你当下的观察者时刻光滑匹配。所以你预测，这就是你即将感知到的未来。那么，你怎会知道它的轨迹是抛物线，而不是别的，比如螺旋形呢？这是因为，通过求解爱因斯坦的方程，你能得到一个抛物线的解。
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再次预测你的未来
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然而，第二个假设有可能是错误的，如果第一层或第三层多重宇宙存在的话，那么，确实存在其他同你主观感知完全一样的人，这样一来，对你未来的预测就变得更加有趣了！当我问“你在哪里？你感知到了什么”时，我感到自己有些鬼鬼祟祟的。因为我在说“你”时，其实我是想用复数形式的“你们”。我们接下来将看到，当“你们”的数量增加或减少时，事情将变得十分棘手。
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让我们继续刚才的思想实验。在这个实验中，假设你已事无巨细地知晓了我们宇宙的数学模型。那么，预测你的未来就可以归结为三个步骤：
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●找到宇宙中所有拥有自我意识的实体。
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●计算出他们的主观感知，以便了解哪些人可能是你，以及他们未来将感知到什么。
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●预测你在未来的主观感知（可能有多个选项）。
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奇妙的是，正如我们接下来要讨论的那样，每一步都涉及令人望而却步的不解之谜！
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找到所有自我意识
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让我们从第一步开始。在外部物理实在的数学结构中（或许包括了一个多重宇宙），我们怎样才能找到其中拥有自我意识的实体呢？我们之前讨论过，人类相当于时空中一种复杂的辫状模式。不过，我们并不想把自我意识局限在人类这种生命形式中，所以，让我们换一个更广义的术语——“自知的子结构”（self-aware substructure, SAS），来指代一个数学结构中任何拥有主观感知的部分。有时我们也会用“观察者”来作为它的同义词，但每当我需要提醒大家避免“人类中心论”时，我仍会使用“自知的子结构”。
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那么，怎样才能在一个数学结构中找到自知的子结构呢？最简短的回答就是：我们尚不知道，科学还没有进步到那个程度。我们甚至不能在自己最熟悉的时空范畴内回答这个问题。首先，我们不知道自己栖身于什么数学结构中，因为自洽的量子引力论依然犹抱琵琶半遮面。其次，即便我们了解了我们的数学结构，也不知道怎样才能在其中找到自知的子结构。
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想象一下，一个友好的外星人送给你一个“自知的子结构探测器”，这是一台方便的手持设备，有点儿像金属探测器，当它遇到自知的子结构时，就会发出响亮的哔哔声。你把它玩来玩去，发现如果把它对准金鱼，它的声音很小；对准一只猫，哔哔声稍微变大了一点点；而对准你自己时，它就会发出刺耳的哔哔声。但把它对准一根黄瓜、一辆车或一具尸体时，它就一声不吭。那么，这个自知的子结构探测器的工作原理会是怎样的呢？
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自知的子结构探测器配有一张简单的说明书，只提到它使用了一种“专有算法”。我猜它可能是测量了指向对象的复杂性和信息含量。某物的复杂性指的是，要完全描述它，最少需要多少比特的数据量（1比特是指1个0或1）。比如，一颗钻石可以描述为1024个碳原子排列成完美的晶格模式，所以它的复杂性远低于一块拥有1TB随机数字的硬盘，因为要描述这块硬盘所需要的信息远不止1TB（约为8×1012比特）。但硬盘的复杂性与你的大脑比起来，还是黯然失色。因为在大脑中，仅仅是要描述神经元突触的状态，就需要1017比特的信息。
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然而，不管硬盘的容量有多大，它都不可能产生自我意识。所以，仅有复杂性还不足以称之为自知的子结构。我猜测，除此之外，自知的子结构探测器还需要测量物体的信息含量（information content）。在数学和物理学上，信息含量的定义十分严格，可以追溯到半个多世纪前克劳德·香农（Claude Shannon）和约翰·冯·诺依曼的研究。复杂性是在描述一个物体有多复杂，而信息含量[60]表示的是它对外部世界的描述程度。也就是说，信息含量是对复杂性拥有多少含义的度量。如果你在硬盘里塞满随机数字，那么它并不包含任何关于外部世界的信息，但是如果你装满历史书或家庭视频，那它就包含了信息。你的大脑包含着关于外部世界的巨量信息，不管是对遥远过去的记忆，还是不断更新着的关于周遭事物的模型。当一个人死去，大脑中整个神经元电流系统都关闭了，所以关于它们放电模式的信息也消逝了。不久之后，以化学和生物形态储存在突触中的信息量也开始消逝。
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然而，仅有复杂性和信息含量还不足以保证出现自我意识。比如，一台摄像机同时拥有这两者，但不管怎么看，它都不像有自我意识的样子。这意味着，自知的子结构探测器还需要为自我意识寻找额外的特征，这可能会更难以理解。比如，图10-7告诉我们，一个自知的子结构不仅需要能够存储信息，还需要以某种计算的形式来处理信息；在信息处理过程中，或许还需要一种高度的互联性。神经科学家朱利奥·托诺尼（Giulio Tononi）提出了一种迷人的观点，他的核心观点是，一个信息处理系统要产生意识，必须集合入一个不会分崩离析的统一整体[61]。这意味着，每个部分都必须与关于其他部分的大量信息进行联合计算——否则，就会出现多个独立的意识，就像一间塞满了人的屋子，或者左右脑的胼胝体连接被切断的病人。如果独立的各部分过于简单，就好比摄像机上的单个像素点，根本不会产生意识。
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一代又一代的物理学家和化学家都曾研究过，巨量的原子组合起来会发生什么事。他们发现，原子的集体行为取决于排列组合的模式——固体、液体和气体之间的最大区别并不在于原子的种类，而在于原子组合的模式。我想，也许有一天我们会明白，意识只是另一种物质形态。如果真有那么一天，我期待会有多种类型的意识，就像液体有多种形态一样，但是在两种情况下，它们都拥有某些我们可以试着理解的共同特征。
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作为理解意识的第一步，我们首先来看看记忆内存。它有什么特征呢？作为一种存储信息的有用物质，很显然，它必须具备一个必杀技，即某种能够保持很长时间的状态。固体拥有这个技能，但液体和气体却不然——如果你把某人的名字刻在一个金戒指上，这个信息能保持很多年，但如果你把名字“刻”在一个池塘的水面，它会转瞬即逝，因为水面的形状不断在变化。记忆内存还有一个合意的性质是，它不仅很容易读取（就像金戒指一样），也很容易写入——改变你的硬盘或突触的状态所需要的能量，远远小于在金子上刻字。
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哪些性质可以归于“计算质”（computronium）呢？计算质是能像计算机一样处理信息的最基本的物质。与稳定不变的金戒指不同，计算质应该会展现出复杂的动态，因此它未来的状态将取决于现在的状态，只不过是以某种复杂的方式（我们希望它是一种可控或可编程的方式）。它的原子排列必须比一块无趣且不变的固体更加混乱一些，但又比液体或气体更有秩序。在微观层面上，计算质并不需要非常复杂，因为计算机科学家告诉我们，只要某种装置能进行某些基础的逻辑运算，它就是普适的。只要有足够的时间和内存，它就能被编程，完成与其他任何计算机相同的运算。
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