本文审视了当代科学需要范式突破的必要性，类似于阿尔哈曾在光学和视觉领域引发的革命。面对物理学、神经科学以及技术影响中可观察到的局限，我们认为当前的观察和理解现实的方式已不足以推进对宇宙更深层次的理解。我们提出多学科整合不同的科学和哲学方法，承认新的非人类或技术观察形式，并修改因果性和时空范式，以此作为感知新革命的基本要素。
日期：2024年10月21日
在知识史上，有些时候科学进步要求与主流思想彻底决裂。阿尔哈曾（伊本·海赛姆）被视为科学方法的先驱之一，他以实验方法挑战当时既有的视觉理论，从而变革了光学[18]。今天，科学面临着类似的障碍，因为当前的观察框架已触及极限。本文分析了需要新突破的征兆，并提出了转变我们观察和理解现实方式的方向。
科学史上充满了范式转变推动我们理解世界取得重大进展的例子。托马斯·库恩在其颇具影响力的著作《科学革命的结构》中指出，科学进步并非一个连续累积的过程，而是以被重新定义学科基础的革命所打断的“常规科学”时期为特征[13]。在此语境下，我们提出我们正站在一场感知新革命的门槛上，这场革命可能重新定义我们对现实的理解以及我们与它的关系。
现代物理学建立在两大基本理论之上：描述引力和大尺度宇宙的广义相对论，以及处理亚原子粒子行为的量子力学。然而，这两种理论在其基本假设上互不兼容，这阻碍了统一理论的构想[16]。这种分裂表明，我们概念化空间、时间和物质的方式是不完整的，可能需要一种新的观察形式，将这些框架整合为一个连贯的整体。
弦理论和圈量子引力是尝试统一这些理论的方法，但迄今为止尚未产生可通过实验验证的结果[19]。这可能表明，我们当前理解基础物理现实的方法是不充分的，需要进行彻底的修正。
此外，根据当前宇宙学模型，暗物质和暗能量共同构成宇宙约95%，但它们在很大程度上仍未被现有物理理论所解释[3]。这表明，我们目前对宇宙的理解从根本上是不完整的，并可能因我们观察和概念化方法的局限而产生偏见。
意识仍然是科学中最困难的问题之一。尽管神经科学和哲学取得了进步，但意识问题的“困难”之处——即主观体验如何从物理过程中产生的问题——仍未解决[6]。传统的观察方法寻求脑活动与意识体验之间的线性对应，这可能限制了我们的理解。这表明需要超越当前范式的方法，认识到观察者与被观察者之间更深层互联的可能性。
诸如朱利奥·托诺尼的“整合信息理论”（IIT）[21]，以及罗杰·彭罗斯和斯图尔特·哈梅罗夫的“调谐客观还原”（Orch-OR）[11]等理论，试图从截然不同的角度处理意识问题，暗示意识可能是宇宙的基本属性，而非仅仅是脑活动的副现象。这些理论虽然存在争议，但表明理解意识需要新的范式，超越传统的还原论方法。
新兴技术，如人工智能、增强现实和新形式的数字通信，正在改变我们感知世界的方式。然而，这些技术仍然在观察者与被观察者分离的模式下运行。为了充分利用这些技术的能力，需要一场新的突破，将技术感知与对现实的整体理解相结合，在此过程中，人类与非人类、自然与人工之间的界限变得更加流动[7]。
脑机接口（BCI）的发展和虚拟现实的扩展正在模糊生物感知与技术感知之间的界限[22]。这些进展表明，我们传统上将感知视为纯粹生物过程的理解，可能不足以捕捉数字时代感知体验的复杂性。
此外，人工智能在深度学习和自然语言处理等领域的快速发展，提出了关于智能和意识本质的根本性问题[17]。机器可能发展出与人类截然不同的感知和认知形式的可能性，暗示需要一个更广泛的框架来理解感知和意识。
正如阿尔哈曾将亚里士多德的自然哲学与经验实验相融合，一场新的科学革命可以建立在多学科整合的基础上。物理学、生物学、神经科学、技术和哲学可以结合成一个统一的框架，从而更全面地理解现实，承认多种感知形式的有效性[5]。
这种整合可以体现在新兴的跨学科领域，如量子神经信息学，它试图应用量子力学原理来理解脑功能[9]。另一个例子是生物符号学，它通过生命系统的意指过程来研究它们，将生物学、符号学和哲学融为一体[12]。
现象学是哲学的一个分支，专注于意识体验的结构，可以为将主观体验整合到科学模型中提供宝贵的视角[10]。这种整合可能导向一门更整体的科学，它承认活生生的体验与客观数据同等重要。
现实并非被统一体验；其他生命形式或人工智能可能拥有截然不同的感知世界的方式。将这些视角纳入科学理论的构建，可能为那些逃脱人类感知的现象提供新的理解。这一方法挑战了人类观察者的中心地位，并推动科学边界的扩展，以包容其他类型的体验[15]。
对动物认知理解的进展表明，许多物种拥有超越或显著不同于人类的感知和认知能力[8]。将这些非人类视角纳入我们的科学模型，可能为现实的本质提供独特的洞见。
此外，日益复杂的传感器和人工智能系统的发展，正在创造能够感知人类无法触及的现实层面的技术“观察者”[20]。将这些非生物视角整合到我们的科学理解中，可能导致对宇宙更完整、更多面的理解。
正如相对论修改了我们对空间和时间的观念，观察中的一场新突破可能意味着对这些维度更动态的理解。例如，在量子力学中，对时间和空间的感知可能根据观察者的语境而变化[2]。对这些维度更灵活的理解，可以为统一相对论和量子力学，或从多维视角解释意识的理论提供基础。
诸如因果量子引力[14]和涌现时空模型[4]等新兴理论表明，我们对因果性、空间和时间的基本概念可能需要彻底的修正。这些理论提出，时空可能并非基本实在，而是从量子层面更基本的结构中涌现出来的。
此外，对量子非定域性和纠缠等现象的研究表明，我们对因果性和空间分离的直觉理解在基础层面可能是不充分的[1]。一场新的感知革命可能涉及发展能够容纳这些表面上的“超距作用”和其他非定域现象的概念框架。
正如在阿尔哈曾的时代，需要改变处理光学和视觉的方式一样，今天改变我们观察和理解现实的方式似乎势在必行。科学和哲学必须迈向一场突破，克服当前框架的局限，采用更包容、更多维的方法。这一转变不仅将影响科学，还将改变我们理解自身感知和存在的方式。
承认现实的多面性，接受多种知识形式的有效性，将使我们能够触及对宇宙更丰富、更深刻的理解。这场新的感知革命可能将我们带出当前理解的界限，为探索意识、物理现实和知识本身的本质开辟新视野。
通往这场革命的道路不会平坦，需要我们对那些可能看似反直觉甚至激进的思想持开放态度。然而，科学史向我们表明，正是这些概念上的飞跃往往带来最重大的进步。正如阿尔哈曾改变了我们对视觉的理解，这场新的感知革命有可能从根本上改变我们对宇宙及我们在其中位置的理解。
[1] A. Aspect, J. Dalibard, and G. Roger，“使用时变分析仪检验贝尔不等式的实验检验，” 《物理评论快报》，第49卷，第25期，第1804-1807页，1982年。
[2] J. Baggott，《量子故事：40个时刻的历史》。英国牛津：牛津大学出版社，2011年。
[3] G. Bertone and D. Hooper，“暗物质的历史，” 《现代物理评论》，第90卷，第4期，第045002页，2018年。
[4] C. Cao, S. M. Carroll, and S. Michalakis，“来自希尔伯特空间的时空：从体积纠缠中恢复几何，” 《物理评论D》，第95卷，第2期，第024031页，2017年。
[5] F. Capra and P. L. Luisi，《生命的系统观：一种统一的愿景》。英国剑桥：剑桥大学出版社，2014年。
[6] D. J. Chalmers，“正视意识问题，” 《意识研究杂志》，第2卷，第3期，第200-219页，1995年。
[7] A. Clark，《天生赛博格：心智、技术与人类智能的未来》。英国牛津：牛津大学出版社，2003年。
[8] F. de Waal，《我们是否足够聪明，知道动物有多聪明？》。纽约州纽约：W. W. 诺顿公司，2016年。
[9] M. P. Fisher，“量子认知：脑中核自旋处理的可能性，” 《物理学年鉴》，第362卷，第593-602页，2015年。
[10] S. Gallagher and D. Zahavi，《现象学心智》。纽约州纽约：劳特利奇出版社，2020年。
[11] S. Hameroff and R. Penrose，“宇宙中的意识：对‘Orch OR’理论的综述，” 《生命物理学评论》，第11卷，第1期，第39-78页，2014年。
[12] J. Hoffmeyer，《生物符号学：对生命符号及符号生命的考察》。宾夕法尼亚州斯克兰顿：斯克兰顿大学出版社，2008年。
[13] T. S. Kuhn，《科学革命的结构》。伊利诺伊州芝加哥：芝加哥大学出版社，1962年。
[14] F. Markopoulou，“因果集的内部描述：宇宙从内部看是什么样子，” 《数学物理通讯》，第211卷，第3期，第559-583页，2000年。
[15] T. Nagel，“成为一只蝙蝠是什么感觉？” 《哲学评论》，第83卷，第4期，第435-450页，1974年。
[16] C. Rovelli，《时间的秩序》。纽约州纽约：河源出版社，2018年。
[17] S. J. Russell and P. Norvig，《人工智能：一种现代方法》，第4版。马萨诸塞州波士顿：皮尔逊出版社，2020年。
[18] A. I. Sabra，《伊本·海赛姆的光学。卷一至三：论直接视觉》。英国伦敦：瓦尔堡研究所，1989年。
[19] L. Smolin，《物理学的麻烦：弦理论的兴起、一门科学的衰落，以及接下来会发生什么》。马萨诸塞州波士顿：霍顿·米夫林·哈考特出版社，2006年。
[20] M. Tegmark，《生命3.0：人工智能时代的人类》。纽约州纽约：克诺夫出版社，2017年。
[21] G. Tononi, M. Boly, M. Massimini, and C. Koch，“整合信息理论：从意识到其物理基质，” 《自然评论神经科学》，第17卷，第7期，第450-461页，2016年。
[22] J. Wolpaw and E. W. Wolpaw编，《脑机接口：原理与实践》。英国牛津：牛津大学出版社，2012年。
以下为构成泛感知宇宙理论的完整系列文章。