我们一直在通过不间断的呼吸作用向环境释放热量，以维持自身的持续存在。这种能量耗散使得环境中的信息能够转变成哥德尔信息，被真正嵌入有机物，这也是“学习”这一基础现象的基础。而人脑中能量的耗散过程还孕育了一种更加珍贵而稀有的宝藏：知识。
本节选自杜克大学医学院神经生物学教授、“脑机接口之父”米格尔·尼科莱利斯的新书《脑机革命》。
在本书中，他提出了一个大脑如何工作的新理论——大脑相对论，并以此揭示人脑和数字计算机最本质的区别，例如人脑能应对“可证明性”和“感受”在同一个大脑中发生分歧却共存的情况，但数字计算机不能。不过，如果人脑长期满足于社交媒体等数字系统带来的愉悦感，开始依赖它们来理解世界时，人脑的结构就会发生改变，创造力、同理心等人类特质也会逐渐丧失。
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《脑机革命》作者：米格尔·尼科莱利斯，出版社：湛庐文化/浙江教育出版社。
与二进制、数字的香农信息不同，生物中能量耗散的过程使哥德尔信息被嵌入了有机组织，因此它是连续或模拟的。所以，哥德尔信息不能被数字化、离散化，也不能被编码为二进制信息位在有噪声的通信信道中传输。有机物越复杂，嵌入组织的哥德尔信息也就越多。
想象有一对新婚夫妇来到希腊圣托里尼岛度蜜月，在面朝爱琴海的酒店阳台上享受着他们的第一顿蜜月早餐。
当玫瑰色的辉煌如经典的荷马史诗一般的黎明出现时，他们的手指相互触碰，他们短暂而热烈地亲吻着。时间快进到50年后的未来。在这对夫妇结婚50周年纪念日那天，妻子已成为那一温柔清晨的唯一在世的见证人。她回到了圣托里尼岛同一家酒店的阳台，并在黎明时点了同样的希腊早餐。半个世纪仿佛一瞬，当她品尝了这份孤独的早餐后，又一次生动地感受到了她新婚丈夫曾经的爱抚和亲吻带来的同样深刻的感情。
即使这一次，阴沉的天空下没有一丝风，但在那一刻，她却好像被传送回了50年前圣托里尼岛的那次日出，再次感受到了当她抚摸此生挚爱时，爱琴海清晨的微风轻柔地抚摸着她的头发。
无论出于何种意图和目的，这位失去爱人的妻子此刻正经历着与半个世纪前几乎分毫不差的感觉。以我们的观点看来，她的经历实际上正是哥德尔信息的体现。这信息最初被印在了她的记忆深处，并在那儿静静停留了50年。
当她再一次品尝相同的希腊早餐时，尘封的信息蓦然被唤醒。而现在，无论她尽多大努力去描述自己所经历的一切，她都无法完全用语言完整地表达所有的回忆与想念、温柔与爱意、失去与痛苦。这是因为尽管哥德尔信息可以部分映射到香农信息，并以口头或书面语言的形式传播，它也无法用一些简化的数字术语完全表达出来。
这个例子揭示了两个有趣的属性。
首先，这对夫妇第一次享用蜜月早餐时，一系列被转化为香农信息的感官信号（味觉、视觉、听觉和触觉）被编译进二人相互交流又独立运作的大脑。他们在此前的生活中所经历的一切在各自的大脑内塑造了独特的参照系。香农信息转化为哥德尔信息的过程在此过程中，抽象能力得以诞生，并且在我们试图表达物理宇宙的过程中完成了对人类宇宙的构建。
当这些多模态信息进入大脑后，信息本身、它们之间的关系，以及潜在的因果联系将与这一参照系进行比较。比较的结果随即以连续的哥德尔信息形式被嵌入新皮质。这意味着由周围感觉器官（眼睛、耳朵、舌头、皮肤）采集到的香农信息在连续不断地被大脑转换为哥德尔信息式的长期记忆。
其次，在相似的感官刺激的触发下，例如在同一环境下品尝到的同一份菜肴，这些存储了几十年的哥德尔信息可以被很容易地转换，至少有一部分可以立刻被转换为香农信息，并用于交流。无法完成这一转换的部分无法通过语言表达，只能通过一个人的情绪或感受来体验。
因此唤醒封存的长期记忆是一种人类独有的体验，这世界上没有任何香农信息流、数学算法、数字计算机或任何形式的人人工智能技巧，能够接近重现或模仿每一颗人类大脑中真正的感受。仅仅靠香农信息不足以完整描述大脑能够存储、体验和充分表述的信息。
因此，正如罗纳德所提出的，如果熵被定义为描述一个指定系统的确切物理状态所需的附加信息量，那么哥德尔信息就是大脑的熵。
也就是说，无法由香农信息解释的额外信息，它对完整描述嵌入人类大脑内的信息类型至关重要，而正是这部分信息使我们得以为“人”。因此，哥德尔信息的存在定义了数字计算机永远无法再现人类大脑的内在工作过程和它创造的各种奇迹的关键原因之一。数字计算机将能量耗散为热能与无害的电磁场，而动物大脑，尤其是人类大脑则利用能量耗散积累哥德尔信息。
脑机接口幻肢实验在人类大脑的作用下产生的幻肢现象在我看来非常有趣。
它清楚地阐释了人类大脑而不是数字计算机，可以处理潜在的冲突或模糊的信息，因此可以进一步解释香农信息与哥德尔信息之间的区别。假设一个右腿截肢的患者正躺在病床上休息，此时的他无法看到被子下自己的四肢。这时，刚刚为他做手术的骨外科医生来到他的床边，遗憾地告诉他，由于无法治疗的坏疽，他的腿在几个小时前被截掉了。尽管患者现在知道了这一事实，他却觉得非常困惑，因为他仍然能感受到被子下右腿的存在。
这就是在超过90%截肢患者身上出现过的幻肢现象。事实上，在截肢手术后的很长一段时间内（这段时间可能长达几个月甚至几年），这些患者仍然能清晰地感受并细致地描述出包括疼痛在内的感觉，甚至是断肢的运动过程。
我们假设的这位患者便是如此，他能够如此真实地感受到床单下右腿的存在，对他的手术医生坚称自己没有被截肢。这一定是搞错了，甚至是一场骗局！这位患者要提起医疗事故诉讼！这种对抗性的回应使医生大吃一惊。
医生在恼火中做出了很不妥当的举动，把刚刚被截下的腿展示给患者看，以此说服患者手术是真实的。然而，尽管患者看到了断肢，并确认了这就是自己的腿，却依然觉得腿还长在身体上，仍然在向医生描述腿部与身体相连的感觉。就在他们说话的时候，患者还能感觉到自己的脚在动。然而实际上他那已与身体分离的截肢正在医生手中，纹丝未动。
这一令人心碎的场景说明了人类大脑能够应对“可证明性”（实际不再拥有腿）和“感受”（无法否认腿还存在的感觉）在同一个大脑中发生分歧却共存的情况。然而，数字计算机却完全不能处理这种矛盾。由于其数字逻辑无法应对模棱两可的情形，基于香农信息的数字计算机将停止运转。对它来说，这条腿要么还在患者身上（以0表示），要么已被截去（以1表示），不可能再有任何其他状态。
对于基于哥德尔信息的人类大脑来说，这两种状态却可以共存，甚至可以达到使患者在一条不存在的腿上感受到恼人的瘙痒的程度。
我们之后会看到，以休伯尔和威泽尔在20世纪60年代提出的休伯尔—威泽尔视觉模型为例的经典大脑运作理论，主要基于香农信息来描述大脑功能，因此根本无法解释幻肢现象。我和罗纳德认为这一现象可以由哥德尔的第一条不完备定理来重新解读，这也是我们以他的名字命名这种新的物理嵌入式信息的原因。这类信息可以解释直觉这种独特的人类特质。哥德尔认为，直觉，而非句法形式系统，才是解开数学计算之谜的关键。
圣托里尼的蜜月回忆和幻肢的例子都阐释了香农信息与哥德尔信息的关键不同：香农信息主要处理信息的句法，而哥德尔信息解释了我们赋予外部事件和对象意义的能力，以及在接收和传输的信息中表达语义甚至是模棱两可的含义的能力。香农信息的表达与传播介质无关，无论该介质是电缆、神经还是无线电波。哥德尔信息与此不同，它取决于自己在有机体中的物理嵌入，从而将它的因果效应施加于有机体之上。
想象一下我们钟爱的那棵树上的年轮：连续的能量耗散使木材不断地沉积，最终每年形成一圈新的年轮，并在植物组织中嵌入了有关干旱发生、太阳黑子变化和高降水时期的哥德尔信息。这一类型的哥德尔信息与定义这棵树生命史的“有机基石”无法分离，而“基石”在我们对哥德尔信息的描述中便被称为嵌入信息的媒介。
换句话说，尽管储存在树木年轮中的信息可能无法被有机体本身直接获取，但拥有大脑的动物能够非常快捷而高效地读取这些信息。
米格尔·尼科莱利斯，是世界顶级科研机构巴西埃德蒙与莉莉·萨夫拉国际纳塔尔神经科学研究所联合创始人，美国杜克大学神经工程研究中心创始人，现任杜克大学医学院神经生物学教授。法国科学院院士、巴西科学院院士。他的研究被《麻省理工科技评论》评为十大最具突破性的科技创新之一。2014年巴西世界杯“机械战甲”发明者。
哥德尔信息的因果效应这一特征可以用一个十分常见的现象来说明：安慰剂效应。
医疗专业人士对这一现象非常熟悉，它指的是给患者发放无用的“药品”（例如用面粉做成的药片），但告知他们这是一个“富有前景的最新疗法”时，许多患者的病情能得到显著的临床改善。换句话说，患者信任医生，并将医生看作这一领域的权威。当医生告诉他们这一药品能帮助他们时，许多患者便会提高对治疗效果的期待，并且许多人病情确实得到了改善。有趣的是，在安慰剂疗法中，越让人们相信和期待药品的有效性，药品便真的越有效。
一些研究表明，当安慰剂被做成暖色调（例如红色）的大胶囊时，效果最佳。这一结果说明了特定医学文化背景可能在安慰剂效应中发挥重要作用，同时也成为激励因素。
用神经科学的术语来说就是，安慰剂效应可以由神经组织接收医生的信息后产生的直接反应来解释。尽管这一信息最初是以香农信息的方式封装在语言中传播的，但被患者的大脑接收后，便会与患者自身的内部信念和期待相结合，并以哥德尔信息的方式储存在大脑中。
通过让患者相信自己的病有药可医，安慰剂的信息直接作用在神经元上，触发神经递质和激素的释放，并引起神经元放电，从而产生使患者的免疫系统功能得到增强等效果。这仅是安慰剂效应背后机制的一个假说。在我们看来，正是因为哥德尔信息在神经元组织上的因果效应，才有了这样的神经免疫连接的发生。