那些最开始遇到量子力学时没感到震惊的人根本不可能理解它。
尼尔斯·玻尔
著名物理学家
1868年，物理学家、登山家、教育家、皇家学会教授约翰·廷德尔（John Tyndall）在英国科学促进协会的数学与物理部门发表演讲。其间，他描述了如下的困境：
脑的物理结构和对应的意识活动之间的关联超出了人类的想象。因为在脑中，明确的思想和明确的分子活动是同时发生的；我们不具备这种智力器官，甚至也没有任何此类器官的雏形，能让我们通过推理找到二者的联系……“这些物理过程如何与意识现象联系？”这两种现象之间的鸿沟就人类目前的智力水平来说还是无法逾越的1。
150年后的今天，我们依旧离理想的目标相去甚远。我们在某种程度上理解了放电、分子的聚集和运动，甚至还包括某些脑活动，尤其是在视觉领域。但是，和廷德尔不同，我相信我们具备能够胜任这个任务的器官。我们需要的是正确的思路，以解决心智如何由脑产生的难题。那么，我们该如何来思考我们的生物构造与心智之间的鸿沟？
按照通常的观点，分歧或者说鸿沟是一个需要解决的问题。直至30年前，哲学家约瑟夫·莱文（Joseph Levine）正式将之命名为“解释空缺”，其后在著作《紫色薄雾》（Purple Haze）中进行了描述：
我认为，我们完全不知道物理实体如何产生有体验的个体，而且这个个体不仅拥有多种特征的体验状态，还能享受这些状态。当我看着我的红色磁盘盒，我就在经历一个具有红色特征的视觉体验。有特定组成的光线在磁盘盒表面反射，又以特定方式刺激我的视网膜，视网膜刺激引发电脉冲随视神经传播，最终在视觉皮层中引起不同的神经活动。这整个过程中，有哪一个能解释我的红色体验？我们似乎无法看出物理解释与心理解释之间的关联，因此也无法用前者的术语来解释后者2。
莱文向我们指出，物理层面的神经元交互与模糊的意识体验层面间存在一道没有桥梁的鸿沟。比如，当我们感到疼痛，我们可以说这是因为神经系统中的C类纤维正在发放，也能解释为什么缩手和痛感之间存在延迟，但关于因果关系的解释无法帮助我们理解疼痛这种主观体验本身。
目前，心身难题建立在两个看似无法调和的提议上：（1）存在某种形式的唯物主义或物理主义；（2）物理主义无法解释表象意识、原始感觉或感受质。选择（1）你就是一个唯物主义者；选择（2）你就是一个二元论者。但莱文把所谓小心谨慎抛在一边，并决定两个都要。他既是一个唯物主义者，也认为我们永远无法从物理事实中推断出表象事实。鱼和熊掌真的可以兼得吗？大多数哲学家和神经科学家会说不能，那么莱文是如何做到的？
莱文抛弃了那些看似与物理事件不同的心理事件（通常预示着实质性的体验）。例如，疼痛感延迟是一个可以被物理原理解释的现象，但这并不是莱文感兴趣的问题。他同意这是神经元发放引起的现象体验，意识也一定是一个物理现象，但是，他还提出：“意识体验有两个相互关联的特性，使其无法被物理原理简单解释：主观性和实质性。”如果我们无法用“神经元发放=疼痛体验”这条解释来逾越鸿沟，那么根据莱文的观点：“一定是因为等号两边的名词本身指代的是完全不同的东西。”3这听起来很意外，像是莱文选择了某种形式的二元论。
但是，几年后莱文明确表示他不相信神经元和主观体验之间存在某种虚无的鸿沟。他认为这只不过是我们对如何逾越鸿沟毫无概念。没错，仔细一想，科学的历史遍布鸿沟，但在本质上通常是知识空缺。莱文认为，心智与脑之间的鸿沟也是如此。用时髦的哲学术语来说，他认为这是一个认知论与形而上学的问题。他将二者之间的鸿沟看作当前知识体系的一种空缺，后者导致一些问题无法被解释。经过这么一解释，他的观点就可以说是完全正确了。
澳大利亚哲学家戴维·查默斯（David Chalmers）提出了一个更有力的观点，他也同意存在某种“解释空缺”。他坚定不移地相信提议（2）：物理主义无法解释表象意识、原始感觉或感受质。这使他成为一个二元论者，不过查默斯或许会强调自己应当是自然主义二元论者。他同意心理状态由脑的物理系统产生（自然主义观点），但他也相信心理状态与物理系统存在本质差异，前者无法被简化为后者4。这对一名现代哲学家来说是一个伟大的提议，但对其他人来说并非如此。如今地球上的绝大多数人都是二元论者！
但是，在1879年，廷德尔对自己于1874年就任英国科学促进协会主席时发表的演讲略做修改后，如是写道：“如果像我这样坚信自然的连续性，就无法在显微镜功能失效时刹住脚。此刻，心灵强力地补足了目力的缺陷。在脑的迫使下，我跨出了实验证据的边界，并从那个‘东西’中……寻找所有陆地生命的潜力与效力。”5威廉·詹姆斯也持有相同的观点，他提出：
在诸多科学领域，对连续性的渴求有力地印证了我们的行为。正因如此，我们才会全力以赴地尝试所有可能来理解意识的出现，使之不至于被引入一个具有全新属性、在此之前不曾存在的世界6。
他还认为：
作为进化论者，我们必定会坚信一个观点，认为新生命形式的出现都不过是原有固定材料的重组结果。原子混沌散布形成星云，还是同样的原子聚集成团、以一种不寻常的方式临时固定在一起，就形成了我们的脑；即便我们能将脑的“进化”研究清楚，它也不过描述了这些原子何以固定聚集的过程。在这个故事中，没有任何新的属性或因子是在初始时不存在而是于后期被引入的7。
似乎在过去的几十年间，我们中大多数人都忘记了人类意识其实是由前体缓慢进化而来的；它不是突然以完全形态出现在第一个某某人脑中。詹姆斯继续评述道：“如果进化过程是平滑的，那么最原始的生命中必然已经存在某种形态的意识。”8没错，就是那么原始。
The Consciousness Instinct
如果我们想理解心智与脑之间的鸿沟，就必须深入挖掘另外一些大问题，例如生命如何由无生命的物质诞生。
本章的内容将告诉我们，为了搞明白有生命的物质与无生命的物质到底有何差别，我们就必须理解所有可进化实体所固有的二元性：即所有生命都可被分为两种状态。你将看到，物理学和生物符号学会告诉我们如何在不假借他手的情况下填补生命系统与无生命系统之间的固有鸿沟。这些学科的理念能告诉我们思考此类鸿沟问题的大体方法，以及具体到心脑问题上的研究思路，并为神经科学家指出一条破解层级结构中心脑鸿沟问题的途径，顺带提供描述层级界面的工作协议。首先，我们来看物理学。
