我们是如何产生感知、思想和情感？诺贝尔奖获得者埃德尔曼试图从神经元的活动来解释意识的产生。
　　《比天空更宽广》这一书名取自狄更生墓碑上的诗：大脑/比天空更宽广，因为/放在一起，大脑能将天空涵盖。意识这个让全人类为之着迷的议题，作者用简洁而优雅的语言，避开了专业术语，力图让普通人都能读懂。哲学家李泽厚先生强烈推荐。
　　《比天空更宽广》是生命系列其中之一，如果对神经科学和意识之谜感兴趣，生命系列当中的《惊人的假说》《比天空更宽广》《脑中魅影》也不容错过。
　　2018年新版的全新设计了版式、封面，提升了阅读体验，让读科普不再艰难。

　　特别说明：购买此电子书，无赠品，敬请谅解。

　　雨果说：世界上*广阔的是大海。比大海更广阔的是天空。比天空更广阔的是人的心灵。《比天空更宽广》探索的即是人的心灵与身体的关联，以及意识的本质的书。诺贝尔奖获得者、神经科学家埃德尔曼博士讨论了科学和医学的*新进展，探索了意识与因果、进化、自我发展的关系，以及感觉、学习和记忆的起源问题。

　　杰拉尔德·埃德尔曼，1929年生，美国著名生物学家，1972年诺贝尔生理学或医学奖获得者。美国神经科学研究所（Neurosciences Institute）主任，神经科学研究基金会（Neurosciences Research Foundation）主席，斯克里普斯研究所（Scripps research Institute）神经生物学部主任。

版权信息
总序
再版序 一个坠落苹果的两面：极端智慧与极致想象
前言
致谢
第1章 人类心智——完成达尔文的计划
第2章 意识——记忆的当下
第3章 大脑组成
第4章 神经达尔文主义——全脑理论
第5章 意识的机制
第6章 比天空更宽广——感知、统一性和复杂度
第7章 意识与因果——现象转换
第8章 意识和非意识——自动和注意力
第9章 高级意识和表征
第10章 意识的理论和性质
第11章 同一性——自我、死亡和价值
第12章 心与脑——一些结论
名词解释
文献注解

　　到了21世纪,应该是生物科技大发展的时期了。我非常注意脑科学，人对外在世界的了解远远多于人对自己内部世界的了解,我的这一哲学视角的思辨能不能得到某些科学的印证,要寄托于脑科学了。我推荐过两本书——《比天空更宽广》和《第二自然》，讲的就是人的大脑比天空更广阔，更复杂，是第二个大自然。现在我们对此的了解只是在刚起步的婴儿阶段。
　　——李泽厚

　　意识是个热门课题，同时却仍然是个谜。埃德尔曼是意识科学研究的领导者之一，他的书能让普通读者也能掌握问题的精髓。
　　——弗兰西斯·克里克（Francis Crick），诺贝尔奖得主，《惊人的假说》的作者

　　书中充满了让人着迷的思想……这本书能让你知道你是如何感觉到自己的种种感觉，如果你读书是为了洞察，为了发现，那为何不从让你得以学习的意识本质开始呢？
　　——安东尼·杜尔（Anthony Doerr），《波士顿环球》（Boston Globe）

　　本书文字优雅，可读性强，探索了神经科学、生物化学等领域的*新进展，并深刻探讨了人类意识的本质。
　　——《圣地亚哥联合论坛报》（San Diego Union-Tribune）

　　埃德尔曼在《比天空更宽广》中优雅地总结了他复杂的研究体系。
　　——让·皮埃尔·尚热（Jean-Pierre Changeux），《自然》（Nature）

　　前言
　　宝贵的意识是我们能够得以成为人的保证。如果永久性地失去了意识，即使仍然存在生命体征，也会被认为等同于死亡。毫不奇怪，意识一直以来都广受关注。二十五年来，我就这个主题写了很多书和文章。我相信意识能被科学地加以研究，现在关注这个主题的出版物和科学会议与日俱增，这支撑了我的信念。
　　新的进展促使我希望向普通读者介绍意识问题。我的目标很明确：对意识进行定义，并对这个主题给出简单而又不失清晰的观点。这个主题具有挑战性，它也需要读者能付出耐心。我唯一能承诺的是，努力得到的回报将是对于这个人类关注的中心问题更深刻的理解。因此，除非必要，我将尽量避免涉及学术内容，这些在我以前的著作中有很多。想要进行深入了解的读者可以在书后列出的参考文献中找到许多优秀的著作。另外，要理解科学研究，不可避免地会涉及一些专业术语。大脑和意识问题尤其如此。为此我在书后增加了一个术语解释表，希望能有所帮助。
　　威廉·詹姆士（William James）关于意识的阐述直至今日仍然是经典，他说：
　　迟早会有一天，特定的意识将与特定的脑状态相对应。对其的探索将会使之前所取得的一切科学成就黯然失色。但是在目前，心理学还只相当于伽利略和运动定律出现之前的物理学，或是拉瓦锡和质量守恒定律出现之前的化学。心理学的伽利略和拉瓦锡终有一天会出现。而且，他们的成就将会是“形而上学”式的。与此同时，我们所能做的就是认识到探索的困难重重，并且牢记我们所秉持的自然科学理念都是暂时的并且可以改变。
　　我很想知道，詹姆士说对意识基础的成功科学研究必将是形而上学式的时，心里想的是什么。不管怎样，在这本书中我会尽量避免深入讨论形而上学问题。我希望能仅仅基于科学的基础来进行解释。我想做的是，说服那些认为这个主题完全是形而上学或绝对神秘的人改变他们的想法。
　　对意识的科学分析必须回答以下问题：神经元的活动是如何产生出主观感知、思想和情感的？对于一些人来说，这两个方面完全不同，不可调和。科学解释必须合理地阐释它们之间的联系，让一个方面的特征能从另一方面得到理解。这就是这本小册子的目标。
　　书名取自埃米莉·狄更生（Emily Dickinson）墓碑上的一首诗。这首诗写于1862年前后，当时现代大脑科学尚未出现。我对它印象深刻，因为在赞美心智的宽广和深邃时，狄更生说的全是大脑。至于书的副标题，则是指意识在为我们呈现来自世界的信息时让人惊叹的特性。

　　1869年，达尔文发现自己对他的朋友——进化论的共同创立者华莱士（Alfred Wallace）——感到苦恼。他们对进化论的一些问题看法不同。达尔文感到苦恼的主要原因是，华莱士发表了一篇文章，是关于大脑与人类心智的起源问题。华莱士当时有唯心主义倾向，他认为自然选择不能解释大脑和人类心智。
　　达尔文在文章发表之前给他写了封信：“我希望你还没有彻底扼杀你自己和我的孩子。”他指的当然就是自然选择。华莱士认为自然选择无法解释高级智能和道德。因为史前人类的大脑与现代人的大脑几乎一样大，但是为了适应一个不需抽象思维的生存环境显然不需要这样的结构，因此他们的大脑不可能是自然选择的产物。达尔文不同意华莱士的观点，他认为这种完全依赖于自然选择的适应论观点无法令人信服。他认识到，一些特性虽然没有必要，也仍然有可能随着对其他进化特性的选择而产生。不仅如此，他还认为，各种心智能力相互之间都是有关联的。就像他在《人类的起源》（The Descent of Man）一书中举的例子，语言的发展可能促进了大脑的发展。
　　此后沿着达尔文的其他思路产生了大量的成果，但达尔文提出的计划仍然没有完成。要完成这个计划，一个关键任务就是用进化解释意识是如何产生的，而不是将意识视为某种笛卡儿本体，或是思维之物（res cogitans），视为科学无法研究的事物。这本书的一个主要目的就是发展这种观点。
　　这个计划需要一些什么条件呢？回答这个问题之前，我们来看看达尔文1838年写于笔记中的一句话：“现代人类的起源证明——形而上学必须繁荣——一个人如果理解了狒狒，他对形而上学的贡献就比洛克（John Locke）还大。”这句话指出了我们应当前进的方向。我们必须给出意识的生物学理论，并为这个理论提供证据支持。这个理论必须能说明意识的神经基础是如何通过进化产生的，以及意识在特定的动物中又是如何发展出来的。
　　两个敏感而重要的问题对我们对这些要求的理解有很大影响。第一个问题是意识的因果效力地位。一种观点认为意识只是副现象（epiphenomenon），不具有决定作用。相反的观点则认为意识是有因果效力的——它能导致事情发生。我们采取的立场是，可以证明是意识的神经基础，而不是意识本身，会导致事情发生，这一点我们在后面再详细阐述。对意识的科学解释，另一个大的挑战是解释神经机制如何产生主观意识状态，也就是感质（quale）。在应对这两个挑战之前，有必要介绍一下意识的特性，以及关于大脑结构和功能的一些知识。
　　我们多少都知道意识是什么：当你进入无梦的深度睡眠时你就会失去它，当你醒来时你又会重新得到。但这种说法太过流于表面，无益于对意识进行科学的审视。我们需要对意识的主要特性有更深入的了解，就像威廉·詹姆士（William James）在《心理学原理》（Principles of Psychology）中所做的那样。在这样做之前，有必要指出意识是完全基于大脑的。古希腊人认为意识位于心脏，我们仍然能在许多隐喻中看到这种思想。现在有大量经验证据证实，意识是从大脑的组织和运作中涌现出来的。当大脑功能受到限制——比如深度麻醉、某种程度的脑外伤、中风或是特定的睡眠阶段——就会失去意识。一旦死亡，身体和大脑功能就不可能再恢复，也不存在什么死后体验。即使活着的时候，也没有科学证据表明存在自由飘浮的灵魂，或是意识可以离开身体：意识是嵌入式的。这样问题就是：足以让意识出现的身体和大脑必须具有哪些特征，回答这个问题最好的方式就是指出意识体验特性是如何从大脑特性中涌现出来的。
　　在介绍意识的特性之前，我们还必须强调嵌入性的另一个意义。这涉及每个人的意识体验的私人性或个体性。对此詹姆士是这样说的：
　　在这个房间里——比如就这个教室——存在着许多的思想，你的，我的，有些相互一致，有些不同。就像它们并不归属于一处一样，它们也不是自足和相互独立的。它们两者都不是：它们中间没有一个是单独的，它们每一个都与某些其他思想，并且只与这些思想有联系。我的思想与我的其他思想有联系，你的思想与你的其他思想有联系。在这个房间里是否在任何地方存在着一种不是任何人的思想的纯粹思想，我们无法确定，因为我们没有经历过这样的东西。我们自然涉及的那些意识状态，只能在个人意识中找到，是心智、自我、具体特定的“你”“我”。
　　这并不奇怪。因为意识是每个人大脑和身体功能的产物，个体独一无二的意识体验和经历无法直接或完整地分享。但这并不意味着无法通过观察、实验和报告将这种体验的主要特性分离出来。
　　根据这种观点，对于意识人们能够得出的最重要的论断是什么呢？那就是意识是过程而不是实体。詹姆士在《意识存在吗？》一文中明确指出了这一点。直到今天，由于无视这一点，仍然有许多概念性错误。例如，有人认为意识存在于具体的神经细胞（或“意识神经元”）或大脑皮质的某一层上。就像我们将看到的，有证据表明意识过程是通过大脑许多区域神经元群体的分散活动动态完成的。某些脑区对于意识很关键，有可能是必需的，但并不意味着就足以产生意识。另外，某个给定的神经元在这一刻可能参与意识活动，到下一刻却有可能不参与。
　　意识作为过程还有一系列重要特性，可以称之为詹姆士特性（Jamesian properties）。詹姆士指出，意识只发生于个体（也就是说，是私人的和主观的）；似乎是连续的，尽管在不断变化；具有意向性（一般是关于事物），而且不会穷尽其关注的事物或事件的所有方面。最后这个特性与注意有关联。注意，尤其是集中注意，会对意识状态进行调整，并在某种程度上对其进行引导，但其并不等同于意识。在后面的章节中我会再讨论这个问题。
　　意识的一个最显著的特性就是整体性或综合性，起码对于健康人来说是这样。就在我写书的这会儿，我的意识状态似乎是一个整体。当我书写的时候，我意识到阳光、街道上的轰鸣声，我的腿在椅子边缘处有点不适，以及周边几乎感觉不到的事物，也就是詹姆士所说的“外围”。通常不可能将这个综合场景完全缩减到一个事物上，比如我的铅笔。不过这个整体场景会随着外界刺激和内部思想不断变化，产生出另一场景。场景的数量似乎是数不尽的，但每一个都是整体。场景不仅比天空更宽广，还包括许多不同内容——感觉、知觉、图像、记忆、思想、情感、疼痛、模糊的感觉，等等。从内部看，意识似乎在不断变化，然而在每一刻又都是一个整体——我称之为“记忆的当下”（remembered present）——反映出我以往所有的经历都参与形成我当下时刻的整体意识。
　　这个整体而又变化的场景在外部观察者看来又完全不同，每个人都有自己的场景。如果某个外部观察者想测试一下我是否能有意识地同时执行两个或更多任务，他会发现我做得很糟糕。意识能力的这种显然的局限性与意识状态涵盖的内容之广形成了鲜明对比，值得分析一下。我会在讨论意识与非意识活动的差别时再来考虑其根源。
　　直到现在，我还没有提到人类意识的一个显著特性。我们具有对意识的意识。（事实上，正是这种形式的意识驱使了这本书的创作。）没有证据表明其他动物也具备这种能力；只有高级灵长类动物表现出这种迹象。基于这个事实，我认为有必要对初级意识和高级意识进行区分。初级意识是从心智上知道外界事物，具有对当下的心智图景。不仅人类具有，大脑结构与我们完全不同、缺乏语义或语言能力的动物也具备。初级意识不会有任何意义上的社会性自我，因为这关系到对过去和未来的认识。高级意识则涉及对意识的意识能力，它使得思维主体能对其本身的行为和情感进行认识。它还附带有在清醒状态下重构以往情景和形成将来意向的能力。它至少需要有语义能力，即给符号赋予意义的能力。在充分发展的形式中，它需要有语言能力，即掌握完整的符号和语法系统。高级灵长类动物被认为具有少许这种能力，而人类的这种能力则得到了充分发展。不管哪种程度都需要内在的处理记号或符号的能力。具有高级意识的动物也必然具有初级意识。
　　意识有不同的层面。例如，在快速眼动（REM）睡眠期，做梦是意识状态。不过，与清醒状态相比，做梦的人一般都意识不到意识状态，不接受感官输入，也没有运动输出。而在深度或慢波睡眠期，可能会有很短的类似于梦的情景发生，但没有证据表明存在长期意识。从损伤或贫血导致的无意识状态醒来时，可能会产生迷惑和方向障碍。当然，还有意识方面的疾病，例如精神分裂症，有可能导致幻觉、妄想和方向障碍。
　　处于正常意识状态时，能有感质体验。“感质”一词是指对某种特征的特定体验——例如，绿色感、温暖感或痛感。为了能用理论描述来帮助人们直接理解感质体验，曾经有过许多尝试。但是既然只有具有身体和大脑的个体才能体验感质，因此这种描述是不可能的。感质是组成意识的高级辨识力。重要的是要认识到感质的差别来自部分神经系统的连接和行为的差别。另外还要认识到感质总是作为整体和综合的意识场景的一部分被体验。事实上，所有的意识事件都涉及感质的综合。一般来说，不可能体验隔离的单个感质——比如“红色”。
　　后面我将详细阐明一点，感质反映了意识个体进行高级识别的能力。这样一种能力是如何反映出伴随意识体验的神经状态的效能的呢？假设一只具有初级意识的动物在丛林里。它听到一阵低沉的咆哮声，与此同时有风袭来，光线变暗。它迅速跑开，跑到一个安全的地方。物理学家可能无法发现这些事件之间有必然的因果关联。但是对于具有初级意识的动物来说，这样一组同时发生的事件可能会伴随着以前的经验，其中包括老虎的出现。意识让动物以前的意识体验能与当前场景整合，而不管有没有老虎，这种整合能力都具有生存价值。没有初级意识的动物也可能产生有意识动物具有的一些个别反应，甚至有可能生存。但平均来说，生存的概率会更低——在相同环境下，与有意识动物比起来，根据以前和当前事件进行识别和计划的能力会更差。
　　在后面的章节中，我会尝试解释作为大脑动力学和经验产物的意识场景和感质是如何出现的。不过在此之前，有必要了解一下意识特性的科学解释能做什么和不能做什么。这个问题牵涉到所谓的解释鸿沟，指的是大脑物质结构与感知体验之间的惊人差距。神经元的激发，不管多复杂，是如何产生出感觉、感质、思想和情感的呢？一些学者认为两者之间差别巨大，不可调和。对意识的科学阐释的主要任务就是对两者的关系给出合理解释，从而让一方可以从另一方的角度进行理解。