进化从没让你看见真相

Donald Hoffman 是加州大学欧文分校的认知科学家，研究方向包括演化心理学、视觉感知和意识。他发表了 120 多篇论文，并著有《The Case Against Reality》，副标题直截了当地陈述了他的论点：进化把真相藏在了我们的眼睛之外。在 Lex Fridman 的播客中，他把这一主张重述为一条定理。他的团队提出的技术问题是：自然选择把感官系统塑造成看见客观现实真实属性的概率是多少？他的答案是，除了一类结构之外，概率恰好为零。这类结构就是概率测度，以及任何科学都需要的 σ-代数（sigma-algebra），前提是世界与我们的感知不能完全无关。

大多数人，包括 Hoffman 在内，过去都以为正好相反。毕竟，要让感官更适应环境，似乎就得让它们告诉我们更多真相，至少是生态位中需要的那些真相。不过，自然选择驱动的进化并不是一个含糊其辞的故事。John Maynard Smith 在 20 世纪 70 年代就把它变成了数学上精确的理论，此外还有进化图论和遗传算法。Hoffman 的两位研究生 Justin Mark 和 Brian Marion 做的模拟，最先给了他提示。随后，他把这个问题带给了数学家 Chetan Prakash，其他合作者还有 Manish Singh 和 Chris Fields。Hoffman 说，Prakash 证明的几条定理都给出了相同的结果。

计数论证几乎直接得有点幼稚。假设世界具有某种结构，比如全序、拓扑或度量，然后考虑从这个世界到适应度收益的所有映射。数一数其中有多少个收益函数（payoff function）是保持该结构的同态，除以总数，再让世界状态的数量和收益的取值数量都趋向无穷大，取极限。每一次，比值都趋于零。在标准的进化理论中，适应度函数并不需要保持客观现实的任何特定结构。Hoffman 的结论是：我们所看到的，就是为了活得足够久、足以繁殖所需要的东西。只是适应性行为，到此为止。

Fridman 追问这一主张的激进版本：桌子、原子、一个世纪的粒子物理、DNA、胚胎，这一切难道都不是真的吗？Hoffman 不会说知觉是假的。作为知觉，它们是真实的，而且是一组真实的适应性集合。进化排除的，是我们所假设的那种紧密对应：当你抬头看见月亮，时空中有某种东西与你所感知的一致。感官的作用是引导适应性行为，展示真相不是它的职责。事实上，他认为感官的存在恰恰是为了隐藏真相，因为真相太复杂了。

他反复使用的类比是笔记本电脑的桌面。你写一封邮件时，实际上是在切换电压，但“如果你必须知道所有这些真相，你的朋友就收不到你的消息了”。蓝色文件夹图标在硬件里并不存在，它之所以存在，是因为它有用。Hoffman 说，进化给了我们以同样方式工作的知觉：一个没有说明书的界面，它的设计目标从未包括保真。Fridman 反驳说，Chrome 和 Python 仍然依赖于 0 和 1。Hoffman 承认，在计算机上，来龙去脉确实如此。但进化并没有告诉我们界面背后的来龙去脉，它只说明：无论实在是什么，你都看不到它。

这就是为什么，一旦你认真对待这条定理，去观察神经元就像盯着桌面图标，希望能还原出电压。我们已经拥有的科学理论足够精确，能够宣布自身的极限。但它们还不够精确，无法告诉我们下一步该怎么走。Hoffman 认为，科学的创造力正是从这里开始的，而这并不是物理学所陌生的举动。

“时空注定失效”不是 Hoffman 的原话。他把这一说法归于高等研究院（Institute for Advanced Study）的 Nima Arkani-Hamed、Ed Witten，以及诺贝尔奖得主 David Gross。爱因斯坦的引力理论加上量子场论，意味着时空不可能是基本的。时空中的粒子，是时空对称性的不可约表示。把这两种理论放在一起，时空甚至在 10^-33 厘米和 10^-43 秒的尺度上失去了操作性定义。这些理论告诉你墙在哪里，却不会给你一支手电筒，让你看清墙后面是什么。

Arkani-Hamed 和同事们无论如何都在做猜测，而其中一些猜测已经开始见效。振幅多面体（amplituhedron）和宇宙学多面体（cosmological polytope）是高维几何对象，它们编码了对撞机中的散射振幅。一旦放弃时空，那些原本需要数十亿项的计算，就会坍缩成一项或寥寥几项。Hoffman 说，费曼图在时空内部强行规定了定域性（locality）和幺正性（unitarity），并长出无穷无尽的圈；而在时空之外，这些概念就不再是原始的，数据中实际存在的对偶共形对称性（dual conformal symmetry）就会显现出来。定域性和幺正性随后又会作为多面体各个面的性质重新出现。

通往那个更深层领域的线索，比这些名字还要古老。1986 年，Parke 和 Taylor 处理了一个常规的、两个胶子入射、四个胶子出射的振幅：它长达数百页，有数十亿项，连实验学家所需的超级计算机都难以承受。他们先把它化简到九项，然后又化简成一个表达式，即 Parke-Taylor 公式。没人知道它从哪里来。Hoffman 把这看作一个信号：时空已经有过一段风光的日子，还原论作为一种方法也曾很有用，但两者作为基本叙事都已经结束了。接下来的任何理论，仍然必须投影回时空，并能恢复自然选择意义上的进化，否则它就是错误的下一个理论。

Hoffman 说神经元在未被感知时并不存在，他想要的是一幅具体的图景，而不只是一句口号。在纸上画一个内克尔立方（Necker cube），观看者会看到一个三维立方体，它的哪一面在前，会来回翻转。无人观看时，哪一面在前？都不在前：这里只有纸，没有立方体。你即时地创造出这个立方体，移开视线时又将它回收。Hoffman 说，时空就是那个立方体，是感觉系统构造出来的数据结构。超越时空的新物理，比如从振幅多面体映射到四维时空，才是真正的连接会是什么样子。物理学家尚未找到、而 Hoffman 想要的，是动力学，而不只是静态几何。

正因为如此，时空假设比其他任何界面都更让他不安。我们所认为知道的其他一切，都是时空中的事物。抛弃本体论，也就等于抛弃了还原论的方法论：即较小尺度会产生更基本定律的赌注。科学解释的范围远比这个赌注宽广。爱因斯坦关于光速的公设，并不是一场向更小物体的进军；它们是深刻的原理。把热还原为分子运动，是还原论风格的一次真正成功。Hoffman 认为，这一成功很可能只是我们使用界面的方式所造成的假象，而这一计划在普朗克尺度（Planck scale）上有一个已知的停止标志。他并不认为，停止标志“只是”位于 10^-33 厘米处，就无关紧要。

元素史是他偏爱的例子。深刻的思想家曾经把土、气、火、水视为基本元素。元素周期表表明，“土”其实是硅、铁和许多其他东西，投影到了同一个图标之中。随后出现了夸克、轻子和胶子。结局是：这些粒子也不是基本实体，只是庞加莱群（Poincaré group）的不可约表示（irreducible representations），也就是时空数据结构本身的对称性。从神经网络层层深入到神经元、化学、夸克，你会感到自己越来越接近实在。Hoffman 说，你只是更精确地描述了桌面。你从来没有离开过界面。

Fridman 提到神经科学家 Eric Jonas 和 Konrad Kording 的一个思想实验：把神经科学的工具（损毁、记录、统计）应用到一块微处理器上，看看你究竟能了解这块芯片在做什么。Hoffman 对此很兴奋，因为同样的追问也把他引入了这个领域。他在加州大学洛杉矶分校（UCLA）读本科时读过 David Marr，心想：这人是谁？Marr 在小脑研究上做过严谨的工作，然后却转去了麻省理工学院的人工智能实验室，因为他仍然不知道小脑究竟是做什么用的。

Marr 的三个层次后来成了 Hoffman 的标准框架。计算理论：计算的是什么，为什么要这样算？算法：具体如何实现？硬件：由什么来实现它？Marr 认为，如果你造不出来，就说明你并不理解它。Hoffman 去麻省理工学院与他共事，在 Marr 去世前，两人只相处了一年半。Hoffman 认为，如今大部分脑科学仍停留在实现层面，加上一点算法。计算理论，也就是大脑在计算什么、为什么计算，几乎还是一片空白。进化不会填补这个“为什么”。它只是告诉你，无论实在是什么，你所看到的都是一种适应性的虚构。

如果龟背之下还是龟，科学是否就陷入瘫痪？Hoffman 借助哥德尔的结论来回答：任何足以容纳算术的有限公理系统，都存在它无法证明的真命题；把这些命题加进去，又会出现新的不可证明的真命题。物理理论和进化理论都是数学的，因此它们每一个都会有“奇迹”，也就是它们不去解释的假设，此外还受到哥德尔定理的限制。这意味着饭碗有保障，而不是“怎么都行”的许可证。实验仍然会限制公理系统能够说些什么。绕开时空而不是穿过时空，还有一个猜测性的收获：如果时空只是一种数据结构，那么以超光速退行的星系也许并非不可触及。Hoffman 猜测，最优秀的科学家会在概念性工作与非概念的所在之间来回摇摆，而爱因斯坦曾说，真正的洞见正是在那里到来的。

Marr 认为，原始的感官不那么贴近现实，而人类视觉凭借约 860 亿个神经元，实际上能估计出真实的形状和距离。Hoffman 的模拟却指向相反的方向。Justin Mark 在觅食的智能体上运行遗传算法，这些智能体拥有随机的传感器和随机的动作。能看见真相的生物几乎没有出现；即便出现，一代之内也就消失了。追踪适应度收益的智能体，则远比它们更有适应性。Hoffman 并不教条地看待这个模型。他不相信任何当前理论是金科玉律。他研究进化博弈论（evolutionary game theory），是因为它是这一领域中最好的工具；他认为，1890 年那些告诉优秀学生这一领域已经完结的物理学家，犯了一个我们绝不应重蹈的错误。

耶鲁的一个团队提出了最有力的反驳。Hoffman 最初的模拟只用了一两个收益函数；而耶鲁团队用了 20000 个，发现了一些条件，使得追求真相的生物得以进化。Hoffman 承认这一点，也承认概率为零并不等于不可能。在单位正方形中画一条曲线，它的面积测度恰好为零，但它包含无穷多个点。概率为零的事件可以无限次地发生，只是在参数空间中，它们仍然是零测度的。然后，他在放松了耶鲁的一个隐含假设之后重新跑了一遍：这个假设是，生物无法把世界切分成物体。

如果允许把相似的收益函数分层聚类成数据结构，一个瓶子、一个苹果、一块石头，每一个都打包了动作和收益，那么耶鲁的结果就消失了。按照这种观点，物体并不是一个不被感知而独立存在的真实事物，它只是对适应度的一种便利编码。Fridman 担心博弈论过于简化，Hoffman 认为这是一个合理的反驳：如果有人能对达尔文给出更好的数学刻画，那就用它。图论和量子博弈论已经在拓展这套工具包。他不会假装当前的工具是神圣不可侵犯的，但也不会忽略它目前所蕴含的结论。

适应度函数从哪里来？为什么生物与死物之间存在界线？Hoffman 怀疑这条界线并非基本的。它是一个不均匀界面的产物，这个界面隐藏了大部分实在，包括暗物质和暗能量，并让某些东西看起来毫无生命。他希望有一种更深层、或许是无时间的动力学，可能全是合作而没有稀缺资源，它投影进时空之后，才表现为弱肉强食的样子。这样的推导目前还不存在。他把它当作一种希望，而不是一篇论文。

当他看着 Fridman 时，他看到的是皮肤、头发和眼睛，这是他创造出来的一个符号，移开视线时又会删除它。但他并不会删除 Fridman。另一个人的经验、思想、希望和梦想依然存在。“我只是删掉了一个界面符号，但这个界面符号是一扇门”。这说法并不完美，却是真实的，这正是对话得以发生的原因。两个意识通过即时生成的图标，真正地相互影响。

这扇门的通透程度是逐级递减的。猫仍然算作有生命的，在 Hoffman 看来很可能也是有意识的。蚂蚁是有生命的，但也许没有意识。病毒则是存疑的。质子看上去彻头彻尾是死的。他并不是在说质子有意识，也不是在说 Fridman 的脸有意识。脸是观察者内部的数据结构，是一种经验，它本身并不是经验的主体。他对基本粒子为何是如此糟糕的门更有把握：它们是时空的对称性，是庞加莱群的不可约表示，几乎完全关乎桌面本身。只有到了更高的层次，我们才开始在桌面背后造门。门关着，并不能证明门后没有人。

Hoffman 估计，他的同行中有 99% 仍然把时空、粒子和物质视为基本的，然后再追问，什么样的复杂物质能让意识涌现出来。整合信息理论（integrated information theory）认为，恰当的 Φ 值会产生经验。Hameroff 和 Penrose 则指向微管中量子态的编排式坍缩。全局工作空间理论（global workspace theory）、注意图式理论，以及 Philip Goff 的泛心论（panpsychism），即给粒子加上一种意识属性，全都停留在时空之内。Hoffman 认为，这些人才华横溢，却仍停留在土、气、火、水的水平上：它们是有用的词汇，却带不到地基。

他曾两次请 Giulio Tononi 选定一种经验：一次在 20 世纪 90 年代，另一次在这次对谈的几年前。巧克力的味道究竟是怎样精确的整合信息结构，它为什么不能是香草味？得到的回答是沉默。他这话是字面意义上的：这些理论中没有一个能解释任何一种具体的意识经验。这并不能证伪它们。它只是说明，经过几十年，包括 Francis Crick 生命的最后二十年，没有人能说它们一年之内就能完成。这之间存在一道鸿沟。

Steven Pinker 写道，他喜欢全局工作空间理论，但最后一块，也就是感受某种东西是什么样的，可能只能当作一个不可还原的事实来规定。Pinker 称之为“最后一坨”（the last dollop）。Hoffman 的回应是整场访谈的关键。物理主义的全部承诺，就是你不必规定意识，而可以从物质中推导出它。如果无论如何都要规定，那就少规定一点：承认经验的存在，然后试着从经验出发启动物理世界。他把这一立场称为意识实在论（conscious realism），而不是唯心主义，因为唯心主义带着反科学、反实在论的包袱，而他不想要这些。

一个理论的假设，就是它的奇迹：那些它不会解释的东西。Hoffman 希望尽可能少地设定这些假设。第一，存在意识经验，比如头痛、大蒜的味道、红色，它们是原始的，不是从物理学推导出来的。第二，经验是有后果的：一种经验可以触发另一种，并以概率来描述。在数学上，这就是可能经验构成的概率空间（probability space），外加一个马尔可夫核（Markovian kernel）。他把这对组合称为有意识的主体，措辞很谨慎。Annaka Harris 同一天早上曾提醒他，“主体（agent）”一词暗含了自我和能动性。他接受了这个提醒。这个术语是技术性的。定义中没有自我，没有学习，没有记忆，没有智能，也没有规划。这些都必须后续再构建。

这个框架有一个他喜欢的性质：当两个有意识的主体相互作用时，这一对本身也满足定义。它是一个主体，可以解析地分解为任意多个主体，从只体验“红色 35”的单位，到一个无限复杂的主体，都是无标度的。有意识主体构成的网络在计算上是通用的，这是一个平凡的定理，因此它们能做神经网络和自动机能做的任何事。概率空间中的事件不必是可计算的，这为不可计算的相互作用留下了一扇门。Chris Fields 牵头写了一篇论文《Conscious Agent Networks》，展示了如何用这套语言构建记忆和初级学习。

标准的意识难题问的是，无意识的神经元是如何产生巧克力的味道的。Hoffman 改变了这个问题。他不打算从神经元启动经验。他想要反过来：从经验出发，怎样构造时空、物理世界，乃至大脑？“意识不是大脑所做的事。大脑是意识虚构出来的东西。”他说，此刻他手里没有神经元。如果你去看，你就会创造出那个数据结构，使用它，然后将它回收，又回到了内克尔立方。他并不是说神经元没有用处。他是说，它们已经失去了作为独立于观察者的客体的地位，只是界面上的符号。为什么巧克力尝起来就是巧克力，依然是这个理论中的一个奇迹。他希望后续版本能在这一点上有所突破。目前他的想象还到不了那么深，他希望一位二十岁的年轻人来证明他是错的。

Fridman 想知道的是，为什么时间也注定失效，而不只是空间，动力学又如何能够存续。Hoffman 给出了一个三行的证明。设想时空之外有一种平稳的意识马尔可夫动力学：熵保持恒定，因此没有熵的时间。任何通过条件概率进行的投影，都会诱导出一条熵递增的链。平稳性加上马尔可夫性质就已足够。时间之箭可能是观察视角的产物。有限的时间是一种稀缺资源；稀缺资源会引发竞争；进化与自私的自我，也许正是投影的样子，即使基底中并没有弱肉强食。他还没有证明，不受约束的有意识主体网络能够产生自然选择。他把这一点标记为一个推测，希望更聪明的同行能将它完成。

这种推测，也是他对一个灵性主张的科学版本。为争夺金钱和声望而竞争的有限自我，在某种意义上必须死去；而在任何特定经验之前就存在的、更深的、无形的觉知，才是根基。在这一图景中，Don 和 Lex 都只是投影，一个主体通过它们来认识自己。数学在这里对意识而言，就像骨骼对生物体一样：必不可少，但并不是完整的动物。Max Tegmark 的第四层级多元宇宙把数学结构视为基本的；Hoffman 则把意识视为基本的，把数学视为它的骨架。他预计会有无限多种数据结构，时空只是其中极小的一部分，而经验的形式对我们来说，就像四色视觉者（tetrachromat）多出来的那一维颜色对普通三色视者一样，难以想象。

我们能把这些想象出来吗，还是只能写下马尔可夫核？Hoffman 认为，科学以前做过这样的事：法拉第的实验、麦克斯韦方程、普朗克那套不得已而为之的能量包，然后是量子论。在他看来，迷幻药像是另一个出乎意料的指引，它对界面进行干预，似乎能打开新的经验之门。我们已经知道如何制造新门的唯一技术，是生育孩子：出生之前，门并不存在；出生之后，你遇到的是一种此前从未遇到过的意识，它有自己的人格。这项技术速度很慢。逆向工程它，甚至只是用化学物质去调整一个已有的复杂门，正是他认为迷幻药值得研究的原因。调整不等于创造，他也不会把两者混为一谈。

Fridman 问 Hoffman 与康德的关系。两人有很多共识：康德的先验唯心主义（transcendental idealism）认为，我们看到的自然并非自然的本来面目，而是我们强加了结构。Hoffman 说的与此类似，但他不愿意戴上唯心主义这顶帽子。他想要的是以实在论为名的意识实在论，而没有反科学的含义。康德进一步主张欧几里得空间是先验的，Hoffman 说，这纯粹是错的。贝克莱也有同一脉络的精妙论证。莱布尼茨在《单子论》中提出了意识难题，判定它无法解决，并试图从时空之外的单子出发进行构建。Hoffman 打趣道，如果莱布尼茨今天走进来，他五分钟就能理解有意识主体理论，然后把他甩在身后。

实际的启示在于界面有多么短暂。灵性传统早已说过，拥有的东西会消失；Hoffman 说，它们消失的时间尺度是几百毫秒。他看向水瓶时创造出它，移开视线时将其回收。一座豪宅，或一辆戴在头显里的保时捷，每个观察者都渲染出一份私人副本。在这一框架下，关于财产的争夺，看起来就像一场关于游戏图标的争斗。你并不是一个存在于既定时空之中、靠一辆豪车来抬高地位的小物体。你是那个即时编写出那辆车的实体。Hoffman 紧接着补充说，这些传统良莠不齐：既有智慧，也有大量胡说八道。关键在于，把这种短暂性的洞见落实为数学，而不是口号。

Nick Bostrom 的模拟论证，通常的讲法仍然置身于物理主义之内：时空中的一个程序员运行一台计算机，这台计算机以某种方式承载了有意识的实体，然后是层层嵌套的模拟。这幅图景把意识难题整个吞了下去，却对电路如何产生经验只字未提。Fridman 觉得更有意思的，是最小渲染的工程问题。VR 研究者早已在研究，沉浸感到底需要多少：紧密的感知—行动回路，以及接近用户预期的知觉，之后你就可以移动用户的现实了。Hoffman 设计了一个自制的测试。闭上眼睛，把注意力放在前方，你会得到一片动态的深灰色。把注意力转到身后：既不是黑暗，也不是某种缺失的形状，完全没有任何感受质（quale），却仍然有一种存在感。Fridman 也曾在房间的那一侧待过，他开始回放记忆。Hoffman 接受了这一点：我们可以活完整整一生，却从未注意到身后一直像什么都没有。沉浸感就是如此完整。

与这一理论共处并不轻松。Hoffman 第一次想到我们可能看不到真相，是在 1986 年；那个数学像一记重拳击中了他。房子、汽车、声誉，都是头显里的奖品。他每天冥想三到四个小时，但仍然说他的默认模式是物理主义的。摆脱这场游戏，需要的是放下思维。那之后，名字、历史和资历几乎都变得无关紧要，因为据他所知，只有当下的经验是真实的。下一秒他又会沉回去。他仍然依附于身体和界面。仍有一个声音说他疯了。作为科学家，他认为已经确立的是：局域实在论已被证伪，非语境实在论也已被证伪。量子理论已经表明，观察可以是事实的创造，用 Chris Fuchs 的说法，即便你能以概率一预测结果。

访谈前一年，新冠攻击了他的心脏。他的心率在急诊室里连续 36 小时保持在每分钟 190 次。他给妻子发了一条告别短信：“我爱你，再见。”他既恐惧，又病得厉害，身体的某一部分只想让一切停下来。这次濒死经历并没有把他变成圣人。它把他的注意力牢牢钉住了。现在他读更多的灵性传统，并以科学作为检验标准；他也承认，演化心理学依然能描述他：小团体、声誉，以及说谎和愤怒的冲动。要在情感层面去领会它，而不只是在白板上推演。对他来说，爱分成两层。性爱有一个清晰的进化解释。更深的一层，就是那条短信中所涉及的东西。在他听来，“爱你的邻人如同爱你自己”是对事实结构的描述。如果你我是分开的，争斗就是可能的；如果不是，爱就是算术。他有时能在思维停下的那一刻，瞥见这一点。

Hoffman 出身于新教牧师家庭，在他看来，神不是一个可以站队的存在。他找到的最接近的说法是“存在本身”（being itself），即有意识存在的根基。两个都叫“神”的存在可以开战；共享的存在却不能。他说，这一图景恰好与一个主体在众多投影下的数学相吻合，尽管吻合神学从来都不是目标。他给年轻人的建议是：宇宙比宣传的更有趣，你们也是如此。在数十亿光年之中，你不是一个微不足道的小东西。根据这一理论，每一次你看向宇宙，你就是那个编写这片空间的存在。教科书五十年后会显得很可笑；总得有人去写下一代教科书，但前提是先真正学会当前的这一代。生命的意义，他不假装知道。“我不知道”也许正是答案的一部分。他的猜测是，意识是通过学习自己不是什么而醒来的：它沉浸于头显之中，迷失，然后慢慢爬出来，需要的正是负面的例子。无形的存在为什么要关心桌子和月亮？他不知道。没有“不是这个”，它或许就不知道自己是什么。Fridman 最后说，他很高兴 Hoffman 还在这里。爱因斯坦为这场对话作结：时间和空间是我们思考的模式，并不是我们生活其中的条件。