意识到底是如何产生的？能通过技术手段进行读取吗？

导语
“意识到底是如何产生的？能通过技术手段进行读取吗？”关于这个问题，作者更多地会展示各种主流理论，而非给出一个答案。
研究领域：意识科学，自指，整合信息论
章彦博 | 作者
邓一雪 | 编辑
与其他几位朋友的回答不同，我更多的会展示各种主流理论，而非给出一个答案。
关于意识的研究，传统上常常研究意识与大脑活动的相关性。例如，比较一个人清醒和昏迷时大脑活动的差别。但是，这种研究无法区分因果——这些活动是产生意识的原因，还是产生意识的结果？
因此，近年来有一批「意识理论」涌现出来。与传统方法不同，意识理论直接从理论出发，给出意识出现的条件，或者意识的定义。他们主要想解决两个问题（或者之一）：如何判断意识的有无；以及区分意识状态之间的差别。
近日Nature Neuroscience发表了一篇综述[1]，比较全面地概览了各种意识理论。本文也会按照篇文章的分类，大体介绍四种意识理论：更高层次理论（Higher-order theory），全局工作空间理论（Global workspace theories），整合信息论（Integrated information theory），以及再入与预测加工理论（Re-entry and predictive processing theories）。这几个理论中，我比较熟悉的只有整合信息论，所以会相对多介绍一点它的细节，以及个人的评价。
1. 难问题
意识是一个困难的问题，事实上，哲学中直接就有一个专门的词：「意识的难题」（Hard problem of consciousness）。在1714年，微积分的发明者之一——莱布尼兹出版了他的哲学著作《单子论》（La Monadologie），其中提到了一个思想实验：
必须承认，仅仅靠机械的运动、数值，是无法解释知觉的存在的。想象一个机械装置，我们不知它有无知觉。因此，我们将自己缩小，走进其中，可以看清机器运行的所有细节、过程，也可以理解过程背后的力学原理。甚至，我们还能预测机械将如何运转。
然而，这一切似乎都与这机器的知觉无关。观测到的现象，与知觉之间，似乎总有一个天堑一般，总是无法相互勾连。
这便是「莱布尼兹之堑」（Leibniz"s gap）。开篇时我曾说道，「我更多地会展示各种主流理论，而非给出一个答案」。为什么不给出答案呢，就是因为这个问题太过困难，以至于目前还没有一个定论。按照莱布尼兹的思想实验，想要知道一个系统是否有意识，就得成为那个系统。