Substrate Independence：智能与意识为何不依赖物理基质

波、计算和意识体验有什么共同之处，能为智能的未来提供关键线索？它们都拥有一种引人入胜的能力，即拥有自己的生命，相当独立于其物理基底。

波具有速度、波长和频率等属性，我们物理学家可以研究它们所遵循的方程，甚至无需知道它们是在什么物质中传播的波。当你听到声音时，你探测到的是由分子在我们称为空气的气体混合物中弹跳而产生的声波，我们可以计算出关于这些波的各种有趣的事情——它们的强度如何随距离的平方而衰减，它们如何穿过敞开的门时弯曲，它们如何从墙壁反射并产生回声等等——而无需知道空气是由什么构成的。

我们可以忽略关于氧气、氮气、二氧化碳等的所有细节，因为波的基底唯一重要并进入著名波动方程的属性是一个我们可以测量的单一数字：波速，在这种情况下约为每秒300米。事实上，麻省理工学院学生现在学习的这个波动方程，早在物理学家甚至还没有确定原子和分子存在之前就被发现并得到了极大的应用！

艾伦·图灵著名地证明了计算也是基底无关的：有各种各样的不同计算机架构，它们都是“通用的”，因为它们都能执行完全相同的计算。所以，如果你是一个未来电脑游戏中有意识的超级智能角色，你无法知道你是运行在台式机、平板电脑还是手机上，因为你是基底无关的。

你也无法判断计算机的逻辑门是由晶体管、光路还是其他硬件制成的，甚至无法判断基本的物理定律是什么。由于这种基底无关性，精明的工程师们能够反复用性能大幅提升的技术替换我们计算机内部的技术，而无需更改软件，使得计算成本大约每两年降低一半，一个多世纪以来，自我的祖母们出生以来，计算机成本降低了惊人的百万百万百万倍。正是计算的这种基底无关性意味着人工智能是可能的：智能不需要血肉或碳原子。

这个例子说明了三个重要点。

首先，基底无关并不意味着基底不必要，而是说它的大部分细节无关紧要。显然，如果没有气体，就不可能有声波，但任何气体都足够。同样，显然没有物质就不可能有计算，但任何物质都可以，只要它能被排列成逻辑门、连接的神经元或其他能够实现通用计算的构建块。

其次，基底无关的现象拥有自己的生命，独立于其基底。波可以穿过湖泊，即使它的水分子都没有——它们大多上下浮动。

第三，我们通常只对基底无关的方面感兴趣：冲浪者通常更关心波的位置和高度，而不是其详细的分子组成，如果两个程序员一起在他们的代码中寻找错误，他们可能不会讨论晶体管。

从小我就一直在想，血肉之躯这样有形的物质，如何能产生像智能和意识这样感觉上无形、抽象且空灵的东西。我们现在已经找到了答案：这些现象之所以感觉如此非物理，是因为它们不依赖于物质基础，拥有自己的生命，不依赖于也不反映物理细节。我们仍未完全理解智能，以至于无法建造出能匹配人类所有能力的机器，但AI研究人员正从他们的“做不到”清单上划掉越来越多的能力，从图像分类到围棋、语音识别、翻译和驾驶。

但 意识 呢？我这里指的仅仅是“主观体验”。当你开车时，你会有对颜色、声音、情感等的意识体验。但为什么你会有任何体验呢？作为一辆自动驾驶汽车，会有任何感觉吗？这就是大卫·查尔默斯所说的“难题”，它不同于仅仅询问智能如何运作。

几十年来，我一直主张意识是信息以某些复杂方式被处理时的感觉方式。这引出了一个我非常喜欢的激进想法：如果意识是信息以某些方式被处理时的感觉方式，那么它必定不依赖于物质基础；只有信息处理的结构才重要，而不是进行信息处理的物质的结构。 换句话说，意识在双重意义上不依赖于物质基础！

我们知道，当粒子在时空中以遵循某些原则的模式运动时，它们会产生不依赖于物质基础的现象——例如波和计算。我们现在将这个想法提升到了另一个层次：如果信息处理本身遵循某些原则，它就能产生我们称之为意识的更高层次的不依赖于物质基础的现象。 这使得你的意识体验不是比物质高一个层次，而是高两个层次。难怪你的心智感觉是非物理的！我们尚不知道信息处理需要遵循哪些原则才能有意识，但已经提出了具体的提案，神经科学家正试图通过实验来测试。

然而，从物质基础独立性中得出的一个教训已经很清楚：我们应该拒绝碳沙文主义以及那种常见的观点，即我们的智能机器将永远是我们无意识的奴隶。计算、智能和意识是粒子在时空排列中的模式，它们拥有自己的生命，真正重要的不是粒子，而是模式！物质并不重要。