如果意识是一种超脱了物理属性的事物，那就会产生一个难题：在生命出现前的这数十亿年，它在干什么？
诗性自然主义者不觉得这个问题很难。意识的出现是一种相变，就像水的沸腾。足够热的水会以气体的形式存在，这个事实并不代表即使在液态下，水也一直拥有某种类似气体的属性；当条件改变时，系统自然会获得新的性质。
但如果你相信心理属性是一种额外因素，高于底层的物质载体，那么这个问题，也就是这些心理属性在宇宙绝大部分的历史中都在干什么，就是一个尖锐的问题。最直接的回答是，即使在大脑甚至生物出现之前，这些心理属性也一直在那里。即使是相互碰撞的单个原子和基本粒子，无论是在早期宇宙中还是现在位于太阳中心或者处于星系际空间的寂寥严寒中，它们都拥有自己的心理属性。在这种意义上，它们拥有一点点意识。
意识遍及宇宙，同时作为每一件物体的一部分，这个想法又叫泛心灵论（panpsychism）。这个想法由来已久，能追溯到远在古希腊的泰勒斯和柏拉图，在某些佛教传统中也能发现。戴维·查默斯等哲学家以及朱利奥·托诺尼（Giulio Tononi）和克里斯托夫·科赫（Christof Koch）等神经科学家也认真考虑了它的现代形式。查默斯令人钦佩地接下了这个艰巨的任务，承认这样的观点蕴含了如下的后果：
即使是一个光子，也有某种程度的意识。这个意思不是光子有智慧或者能思考，也不是说光子会因为思考着“啊，我一直都以光速四处运动，都不能停下来细嗅蔷薇”而被焦虑压垮。不，不是这样的。我的意思是也许光子也有一点点粗糙的主观感受，某种原始状态的意识前身。
意识，至少是某种意识的前身，有可能类似“自旋”和“电荷”那样，是刻画宇宙中每一丝每一缕物质的基本属性之一。
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这个想法意味着什么，它到底有多符合我们已知的有关光子的物理，这些都是值得认真思考的问题。
与复杂而难以解释的大脑不同，光子之类的基本粒子无比简单，因此它们也相对容易研究和理解。物理学家会说不同种类的粒子拥有不同的“自由度”——本质就是这种粒子有多少种不同的类别。比如说电子有两个自由度。虽然它有电荷和自旋，但它的电荷只有一个可能值（—1），而自旋有两种可能：顺时针和逆时针。一乘以二等于二，总计自由度是二。相比之下，上夸克有六个自由度；跟电子一样，它拥有固定的电荷以及两种可能的自旋，但它还有三种可能的“颜色”，而一乘以二乘以三就是六。光子拥有固定的零电荷，但它们的确也有两种可能的自旋状态，所以它们跟电子一样有两个自由度。
我们可以用最直接的方法来理解所谓心理属性的存在，这相当于向每个基本粒子引入新的自由度。在顺时针或者逆时针的自旋以外，光子还能处于（比如说）两种心理状态之下，比如说叫作“高兴”和“悲伤”，尽管这两个标签出于写意多于真实。
这个过于不折不扣的泛心灵论版本不可能是正确的。我们对核心理论的了解中最基本的知识之一就是每个粒子拥有多少自由度。回想一下第23章的费曼图，它描述了粒子是如何通过互换别的粒子来互相散射的。每个费曼图都对应着一个能具体计算的数字，也就是对于最终结果，比如说两个电子通过交换光子发生的散射，这个费曼图对应的特定过程的总贡献。这些数值已经在非常高的精度上被实验证实，而核心理论出色地通过了这些测试。
在对这些过程的计算中，每种粒子的自由度数目是一项关键的因素。如果光子有某种我们此前不知道的隐藏自由度，它们会改变我们对那些与光子有关的散射实验做出的预测，于是我们的预测应该会被数据否定。这并没有发生。所以我们可以确凿地说，光子并没有分成“高兴”和“悲伤”两类，或者拥有任何能作为物理自由度的心理属性。
泛心灵论的倡导者可能不会走得那么远，不会想象心理属性与真正物理上的自由度扮演相似的角色，所以之前的论证无法说服他们，否则这些新性质就和普通的物理性质一样了。
这使我们落到了类似有关僵尸的讨论时身处的处境：我们提出了新的心理属性，然后坚称它们没有可观测的物理效应。如果我们将“带有意识前身的光子”替换成没有这种心理属性的“僵尸光子”，世界会变成什么样子？就物质的物理行为而言，其中还包括你与爱情伴侣聊天、笔谈或者沉默的沟通中诉说的一切，在那个只有僵尸光子的世界发生的一切都完全等同于那个光子拥有心理属性的世界中发生的一切。
合格的贝叶斯主义者可以因此做出结论，肯定我们实际生活的世界就是只有僵尸光子的世界。向单个粒子赋予有关意识的特性，这并没有带来什么得益。这样做并不是一种有用的谈论世界的方式；它不能换来任何新见解或者预测能力。它所做的，就是在一个已经获得完美成功的描述上强加一层形而上学的混乱。
意识似乎本质上就是某种集体产生的现象，某种谈论特殊复杂系统的方式，这些系统能够通过内在的状态表现它们自己以及世界的情况。它在我们现在的宇宙以发展完善的形式存在，不代表从一开始就存在它的某种痕迹。有些事物就是随着宇宙的演化以及熵和复杂度的增长而出现的，包括星系、行星、生物，还有意识。
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无论单个粒子是否拥有某种形式的作为意识前身的觉知，将意识之谜联系到另一个谜团的尝试也有相当的历史，这个谜团就是量子力学。这些努力部分可以归结于查默斯戏称的“最小神秘法则”：意识很难理解，量子力学也很难理解，所以它们可能有着某种联系。
毫无疑问，我们有不少与量子力学相关的真正谜团，特别是当观察者测量一个量子系统时到底会发生什么事情。在埃弗里特的多世界诠释中，答案很简单：没发生什么特别的事情。一切都依照一组确定性的方程继续顺畅演化，但宏观观察者与周围的广阔环境之间的相互作用让我们可以说这个系统从“处于量子叠加态的宇宙”演化到了“两个不同的宇宙”。观察者碰巧具有意识，这一点的重要性是零；线虫、摄像机甚至石头都可以轻易进行这些测量。
可惜的是，并非所有人都接受这种解释带来的便利。教科书里的量子力学会说，在观察过程中，波函数会在某个时刻“坍缩”。在坍缩之前，粒子可以处于两个不同状态的叠加中，比如说顺时针和逆时针自旋的叠加；在坍缩之后，只有一种可能性会留下来。所以到底是什么导致了坍缩这个事件？推测它与有意识的观察者有某种关系，这并不是彻头彻尾疯狂的想法，而许多有名望的物理学家在过去很长一段时间都是这样思考的。
“意识在对于量子力学的理解中占有一席之地”这种可能性现在已经失去了几乎所有当时曾经获得的支持。今天我们对量子力学的理解要比当年那些先驱者清晰得多。我们拥有非常明确而定量的理论，能合理准确地解释在测量过程中发生了什么，而不需要依赖于意识。我们不知道这些理论之中是否有一个是正确的，所以谜团仍在——但即使还不知道最后的答案，我们有这些相当不错的选择，仅仅这一点就让那些非传统的选择变得似乎不再吸引人。
有些人似乎过度偏好那些非传统的可能性，会紧紧抓住相关的流行术语，用以达到自己的目的。在热门话题中，“量子意识”这个标签下的大部分内容都是这个情况。量子力学说，叠加态会在测量过程中演化为确定的结果，至少对于某个观察者来说是这样。不难将这个陈述歪曲成另一个，宣称带有意识的观察从字面意义上让现实得以存在。
这就是终极的反哥白尼运动，在我们关于宇宙的图景中将人类作为重要核心而重建的一种方法。当然，你可能在宇宙的浩瀚中感觉到自己的渺小，你也可能在想到组成你的原子遵循着冷冰冰的物理法则时感觉自己不再像是个人，但是无须担心：你在每个瞬间都通过观察来自己创造整个世界。这个解释的倡导者有时候会加进某些关于“纠缠”的东西——这甚至没有什么神秘之处，它只是量子力学一个有趣的特点——从而让你觉得你与宇宙中的一切都有着联系。作为最后的华丽结尾，他们可能会提出，量子力学已经完全抛弃了物质世界，留下的只有唯心主义，其中万事万物都是心灵的投影。
我们所知有关物理的任何东西都不能推出以上说的任何一点的正确性。量子力学可能神秘莫测，但在所有目前提出的理论构建中，它仍然是一个普通的物理理论，掌管一切的是以方程形式表达的客观法则。特别是，即使在那些系统被观察时波函数的确会坍缩的诠释中，进行观测的人也丝毫不能影响实际的测量结果。它只会遵循一条法则，也就是量子概率的玻尔法则，它表明每种结果的概率由波函数值的平方给出[20]。没有怪事发生，也与个人无关，同样不存在涉及人类的本质。这里只有物理。
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这种声名狼藉的“量子意识”说法，不同于另一个仍属揣测但起码在物理上有意义的想法，也就是量子过程在大脑的实际运转中也许扮演了重要的角色。从某个层面上来说，这显然是对的。大脑由粒子构成，粒子又是量子场的振动，它们遵守量子力学的法则。但绝大部分神经科学都建基于一个假设之上，就是经典物理这一近似理论很好地描述了大脑中的重要过程。我们不需要波函数或者量子纠缠就能将火箭发射到月球上，那么猜想我们不需要这些东西也能理解大脑，这也合情合理。
大脑是一个温暖而湿润的环境，并不是冰冷而精确的实验设施。你头壳里的每个粒子都一直在被其他粒子推挤着，导致一系列不断进行的“坍缩”过程（对于像我那样无所畏惧的多世界诠释支持者来说，也可以说是波函数的分支）。粒子没有多少时间做出停留在叠加态中或者与其他粒子纠缠之类的行为。在大脑中维持量子相干性看起来就像在飓风来袭的户外搭一个纸牌屋。
尽管如此，生物学最近的发现指出，生物似乎的确利用了某些量子效应去做经典物理做不到的事情。特别是光合作用，它牵涉到通过处于量子叠加态的粒子进行的能量转移（在人类发现量子力学之前，达尔文式演化早就碰上了它）。所以我们不能在纯粹思考的基准上随便舍弃量子力学在大脑中扮演重要角色的这个可能性——我们必须进行通常那种经验主义式的贝叶斯程序，提出假设，然后用数据测试它们。
物理学家马修·费希尔（Matthew Fisher）确定了大脑中一组非常具体的量子对象，它们也许能相互纠缠，而且在相对长的时间里保持这种状态，那就是在ATP分子的基团以及别的地方里出现的某些磷原子的原子核。在费希尔的模型中，牵涉这些原子的化学反应发生的频率依赖于它们的原子核是否与附近的其他磷原子处于量子纠缠中。结果就是量子力学在大脑发生的过程中也许有着真实的作用，甚至可能允许大脑作为一台“量子计算机”运转。事实也可能相反——毕竟这些想法都是刚刚提出的猜测。但它们提醒了我们，在谈论像大脑那样微妙而复杂的系统时，千万不要妄下定论。
虽然很多人都在思考大脑中的量子效应，但是他们想象的并不是解释大脑如何进行计算这种乏味的东西。他们希望引用新物理去帮助解释意识。
这个方向上最有名的倡导者是罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），他是英国的物理学家和数学家，因为对关于爱因斯坦广义相对论的现代理解做出的贡献而闻名。彭罗斯属于那种能滔滔不绝地说出聪明想法的科学家，对他来说这就跟我们大部分人从衬衫上拂去面包屑一样容易，而他坚信人类大脑能完成计算机不可能完成的工作。但计算机可以根据已知的物理定律模拟出任何可能发生的事情。所以我们需要某些真正新颖的物理现象参与大脑的运转——特别是某些与波函数坍缩有关的特殊事物。
彭罗斯的论证复杂精深，但最终对于绝大部分物理、神经科学或者意识的研究人员来说没什么说服力。他的起点是哥德尔不完备性定理，这是奥地利逻辑学家库尔特·哥德尔（Kurt Gödel）的一个著名结果。冒着严重过度简化的风险的话，我们可以说不完备性定理的要点就是，在任何具有一致性的形式系统中——也就是一系列公理以及从公理中推理出结论的一套规则——必定存在正确但无法在系统内证明的陈述[21]。（哥德尔用的基本技巧就是他发明的一种表达方法，可以在任何足够强大的形式系统中表达“这个陈述不能被证明”这个陈述。要么你能证明它，于是它就不是正确的，证明了你的系统存在矛盾；要么你不能证明它，于是它就是正确的。）以适当的形式规则运行的计算机于是不可能证明这样的陈述。
但彭罗斯说，人类数学家可以轻易意识到这类陈述的真实性。于是，在人类数学家大脑中发生的事情必定超越了形式化的数学系统。已知的物理定律不能赋予我们这样的能力。
正如我们在第24章讨论过的那样，我们大胆宣称了日常生活背后的物理定律已被完全知晓，如果这个断言中有漏洞的话，首要候选者就是我们对量子测量在思考方式上的改变。彭罗斯对这些可能的改变有着明确的想法——牵涉到量子引力，还有大脑中被称为微管的丝状结构——但他的结论是我们大脑中这些结构的波函数会以正确的方式坍缩，赋予人类理解和认知的能力，而这是计算机永远无法企及的。
人们可以提出许多反对意见，而多年来，提出意见反对彭罗斯的这项活动给人们带来了不少乐趣。其中最优秀的反对意见集中在从“人类认知的工作方式不像是形式数学系统”到“人类大脑不遵循已知的物理定律”这个飞跃之间。我们所说的“思考”其实是谈论非常高层次上的涌现行为的一种方式。它能够从完全刻板而逻辑化的底层过程中涌现而来，但自身却不太展现出这样的特性。的确，人类不善于进行严格的逻辑推理（甚至很难将很大的数字精确相乘），甚至到了臭名昭著的地步。我们的思维到处有漏洞，会发生失误，也会进行猜测。我们可以得到某个特定的形式系统得不到的结论，这个事实并不特别惊人。
哥德尔不完备性定理说的并不是存在不能证明的真命题，而是说在任何无矛盾的形式系统中都会存在这样的命题。我们怎么知道某个特定的公理集合是否定义了一个无矛盾的系统？或者换句话说，我们怎么能确定我们正确地“感知”到了哥德尔那些自指命题的正确性？
正如斯科特·阿伦森指出的那样，更准确的说法应该是我们相信某些系统没有矛盾，尽管哥德尔证明了我们永远无法证明这一点。如果我们允许计算机假定系统是无矛盾的，那么它就能轻松证明类似“这个陈述不能被证明”的陈述。（证明：如果它能被证明的话，系统就出现了矛盾！）他引用了阿兰·图灵的话：“如果我们希望一台机器拥有智能，那么它必定不能同时绝对可靠。有些定理几乎就是这样说的。”人类当然满足并非绝对可靠的这项判断准则。
如果换上我们的贝叶斯式思考的话，人类这样高度复杂的心智似乎能够轻易感觉到一些真理，它们即使用完全严谨的计算机程序也不能证明。这个事实似乎并非足够强有力，能以此为依据改变我们对量子力学最深入的理解。特别是因为这种改动的用处与量子力学本身的神秘之处毫无直接关联——它仅仅是向人类大脑赋予理解和认知这种魔幻能力的一种方法。而在最后的最后，大脑能够觉察到一些不可证明陈述的真实性，这项能力对于我们理解困难问题，也就是内在心理体验的问题，也是毫无用处。如果你觉得困难问题很困难，量子力学大概帮不了你；如果你觉得它也没那么难，你大概也不会觉得需要通过改变物理法则去帮助我们理解大脑。