第一节 分层的世界与复杂的系统
世界分为微观、中观以及宏观三个层次，只有在中观世界里，才能产生复杂的物质，从而产生复杂的系统。
第二节 生命为什么会出现
世界作为存在，是可能性的实现，有三个基本性质：物质（包含质量与能量）、时空、信息，在中观世界中，时空与物质、信息的关系不像在其它两个层次的世界中那样紧密相连，没有独立性，而是成为基本稳定的背景，这是复杂系统能存在并进化的基础。
新陈代谢与复制是一枚硬币的两面，不可割裂。没有新陈代谢，生命就无法依靠物质去降低熵值；没有复制，生命就不能成功进化出来，更不会得到进化发展。
第二章生命内的信息之谜
第一节 生命内有三个层次的遗传信息
生命系统的进化的含义包含两个相辅相成的方面：一个是物质种类的进化，另一个则是信息的进化。
生命系统内有三个层次的遗传信息：一是维持单个细胞存在的遗传信息，二是维持细胞组成组织或器官的遗传信息，三则是维持多细胞群体行为的遗传信息。但只有一种信息组织形态：碱基序列。
第二节 为什么生命内的碱基信息系统必然存在复杂编码原理
1、生命系统的进化就是复制性的增长，这种增长不可能来源于随机，而只能来源于知识的积累。
2、生命中有一个贯通全物种的认知网络，以及许多以物种为单位的子认知网络。它是进行知识积累的根源。
3、生命中的知识积累只能以碱基编码序列的形式产生和记录，因此碱基信息系统必然有复杂编码原理。
4、碱基信息系统已经达到了符号信息系统的高度，能通过符号信息的提取属性的抽象能力，对这些符号信息进行直接运算。碱基符号信息主要记录两类信息大分子（RNA与蛋白质）的组成与运用信息。信息大分子的碱基序列中主要有两类序列“结构序列”与“功能序列”，它们基本决定了信息大分子的结构与功能。
5、碱基符号信息因此至少包含两类“意义单元”：“结构类意义单元”、“功能类意义单元”，在RNA基因和蛋白质基因中，各有其组成规则。
6、基因是碱基符号信息系统的一种最重要的重要存储与处理单元。
第三章 两类信息大分子的奥秘
第一节 核酸分子的真实面目-功能性RNA
1、所有种类的RNA分子的大部分目前还被成为ncRNA，其实都可称为功能性RNA，它们在高等生物中种类非常多。
2、除了少部分必须依赖结构的RNA种类外，大部分功能性RNA分子都是柔性的，这应该与它们主要围绕与mRNA的部分序列配对发挥作用。而各种类的小RNA基本没有结构。
第二节 蛋白质的编码奥秘
一个基因是由多个有不同编码意义的“语句”组成，其构成规则因生物复杂度的不同而不同，通用规则应该具有这样的形式：
总控制序列（不止一个） + 结构或功能编码序列a+结构控制序列a + 结构或功能编码序列b+结构控制序列b + 结构或功能编码序列c + ------
其中的结构控制序列就是内含子，但并不是整个内含子序列全起作用。蛋白质编码序列依靠内含子序列的间隔差异实现进化。蛋白质基因的内含子选择性剪切是很古老的机制，它甚至是蛋白质积木式拼接的最重要动力，这是一种主动设置的可变编码方式，比起错误剪切、转座作用那些被动性变异的进化作用要强很多。而碱基突变只是蛋白质中的结构类序列或功能类序列局部变异的动力，一般并不直接涉及大分子的整体进化。
第三节 RNA分子的编码奥秘
RNA分子编码规则的核心是多重配对序列的逻辑嵌套，具体规则可归纳为如下的形式：
总控制序列（不止一个）+ 结构配对序列a + 功能序列a + 功能序列b
+ 结构配对序列b + ------+功能序列n + 结构配对反向序列a’ + 结构配对反向序列b’。
第四节 信息大分子构成的调控网络必然具有认知网络的功能
在智能系统进化论中，我们提出维持系统的一个调控网络的存在，它由RNA和蛋白质以及DNA组成，它是动态的，而且是“液态的”流动性的，其网络的组成单元并不会一直存在；但在任何时刻的活细胞中，都有它的一个核心调控网络一直存在，这些是控制细胞存活和发挥基本功能的那些致死基因的产物。在多细胞生物中的真核细胞中，这个核心调控网络显然比单细胞增多了控制其分化能力（角色）的信息大分子，来控制该细胞的是否分裂、寿命。
这个调控网络中本质运行的是两类信息大分子所携带的碱基符号信息，通过大分子之间的互作实现调控网络的功能。而大分子互作的浓度这个参量其实也在基因的调控区，仍旧以碱基符号序列的方式记录。
通过这个调控网络的运作，知识被以这种碱基符号信息的形式积累，反应在包含有复杂知识的具有生物体结构，这些结构都各具有复杂的功能。所以说这是一个认知网络。
第四章 是随机突变还是知识的推理
第一节 病毒界的启示
各种细胞都有寄生的病毒，RNA病毒的存在，这些都说明病毒有漫长的进化史，它们与细胞生命是一种竞争和相互利用关系，这表现在许多基因信息在两者之间被相互利用。甚至病毒之间也在互相交换基因组信息。病毒是一种纯寄生的生命形态，体现了生命的最本质特性，在复制中存在，在复制中变化发展。
第二节 生命的自我设计论
生命确实是被设计的，但却不需要归因于任何外因，而是其内在的一套机
制设计并持续改进自身。整个生命共享一个巨大的知识库。知识达到积累与由此带来的技术的逐步改良正是这种自我设计论的核心内容。只要我们抛开不切实际的碱基信息随机变异的观点，那么这种内在设计的观点就能被理解和接受。
第五章 神经元工作原理
第一节 神经元和突触基本特性
神经元种类很多，它能够主动或被动地调节其发送神经脉冲的“工作频率”，实现神经脉冲信号的复杂处理、神经脉冲符号信息的记忆以及整合。
按神经元在简单电平信号下出现的不同发放特性初略区分了神经元大类，让我们窥见了神经元功能的复杂。
突触是神经元实现多对多动态联系的基础；电突触能帮助神经元之间实现几乎无时滞的连接，而化学突触能实现神经脉冲符号信息的记忆。中间神经元复杂树突区的存在让单个神经元能实现多任务的工作和切换。
第二节 神经元分类分析
感受器、神经节细胞等从事简单固定神经信号处理工作；而中间神经元更为复杂，它能处理更高级的神经符号信息。
第三节 神经元集群特性
神经元回路能实现某种复杂信息处理功能，它们在“工作频率”同步后，通过交换复杂的编码信息，依靠单个神经元本身的复杂处理能力，灵活高效地工作。神经元集群的最高级发展是通用式皮层结构。
第四节 神经元工作原理（略）
第六章 神经信息编码揭秘
第一节 神经信息编码研究回顾
无论是频率编码还是时间编码、相位编码都未能揭示神经信息编码的本质，不同类型的神经元能工作在稳定的脉冲发放频率下（从几百hz到1hz），所以其本质上依赖一定长度的“有”和“无”形成的二进制序列来传递复杂信息。将四维时空的事物变化情况编码为一维符号的时间序列加以处理。
第二节 神经脉冲信号编码
脑不仅对感知觉进行处理，还对无意识下的各种内外信号进行处理，两者的差异在于前者将内外环境中的信号按照事物及其变化进行了属性提取以实现整合还原，而后者则不具有这样的功能；由于两者的共同来源是感受器信号，因此在感知觉的处理初期与后者一样，都是对编码的神经脉冲信号进行处理。
从感受器接受产生的最初脉冲信号都是对相应的物理或化学量的参数的取样，经过对这些取样的处理，逐步完成各种属性的综合提取，就完成了对神经脉冲信号的处理；在这个阶段依靠各类处理通道中的神经元各自的处理特性。
第三节 神经脉冲符号信息编码
感知觉以及意识处理的信息是一种以符号信息系统运行的知识，它能被记忆。在脑的高级结构中------如皮层，进行着神经脉冲符号信息的处理。与碱基符号信息系统一样，世界被编码为状态类意义单元序列和动作类意义单元序列，在一定组合规则的约束下进行（逻辑和数学的）运算；这个阶段神经元网络具有相对通用的特性，因为它们处理的是同一种性质的编码信息。
第四节 神经脉冲编码原理总结
A、神经元不仅能执行一项运算，复杂的中枢神经元可同时执行两个以上的运算，并实现输出的切换。因为神经元的树突区可以存在分区以同时执行不同的任务。
B、神经运算的实质分为两种：
一是在单个神经元上发生的运算，它又包含对一个输入的前后序列的“运算”，本质是利用特定种类神经元的各种非线性处理特性进行运算；以及两路以上输入的叠加/减“运算”。
二是需要神经元网络或集群共同参与完成的运算：
第一步从对某种参数采样而形成的神经脉冲信号序列开始提取属性，通过不断比较信号序列之间的差异，提取信号的共性序列，作为一种特征表征；
第二步再整合运算多个特征共性序列，形成不可分割的感觉“基本意义单元”，比如“酸”。这时完成了神经脉冲信号序列向神经脉冲符号信息的转变。
第三步由“基本意义单元”继续向“意义单元”的整合“运算”，形成了感觉中可以描述的各种性质，比如“醋酸”。
这三步在视觉中对应于点、基本图形、事物组合形状的识别过程，是更高级属性不断被提取的过程。其实要真正让这些感觉可理解，还需要下面最后一步；
第四步，实时“意义单元”与记忆中的“意义单元”比对“运算”
C、神经元能主动及被动动态调整自身的工作周期（或工作时钟频率），神经元的疲劳特性可实现工作时钟频率的主动调节，海量种类的神经元有不少专门自发产生周期脉冲信号的神经元种类，而其它神经元都能接受到这种“时钟频率”信号，而作出必须的被动调整。
D、最高层次的神经元集群通过监控低级别神经元的方式组成自我认知网络，它们完成最后的多种类感觉的符号信息的整合运算，并能对这种整合结果进行“思考”，以实现感觉的本来作用；这种监控很可能在其自身的树突分区完成，这就是产生知觉、意识的神经元集群。
第七章 神经信息编码系统如何运作
第一节 线虫等简单神经系统运行原理的启示
线虫的简单神经系统只发展到运行神经脉冲编码信号的地步，未出现感知觉；而到了昆虫的神经系统，虽然仅有十万个神经元的级别，已经能产生简单的感知觉，因此具有基本的意识。
第二节 神经脉冲符号信息编码系统运行基础
化学突触构成了神经脉冲符号信息编码系统运作的物理基础，因为单个化学突触能记住一个不可再分的意义单元序列，为信息的整合、调用以及调整等各种后继思维活动提供保证。
第三节 神经信息运算的核心原理
无论是神经脉冲信号编码序列还是神经脉冲符号信息，它们都在神经元集群中运行。处理同一感觉类型的集群之间都有基本对应的拓扑投射关系。最终由一类高级神经元集群完成了对多种感觉符号信息的整合，并自我理解了这种整合。
至少在处理的信息量非常庞大的视觉神经系统中，为了能够快速、准确并低代价地实时处理并重新组织自然图像，对每一副画面都是上亿像素的画面都只用很少的代价重建与存储，而采用了选取其中少量关键信号这种稀疏编码的方式。
各种较成功的人工神经网络如卷积神经网络、皮层算法可以给出启发。虽然与神经元网络相比，人工神经元要简单许多，只能处理复杂信号而非符号信息，但它们能实现一定程度的属性提取和整合，这帮助我们思考神经运算的本质。
神经运算的本质是从原始信号中提取里面各种特征的属性，然后按属性重新进行编码，然后以此进行再组合。
第四节 神经脉冲信息编码系统能称得上“电语言”吗？
神经脉冲编码序列分为两类：最初的神经脉冲信号编码序列，当感觉信号编码序列完成了逐级的必要运算后，完成属性（状态的与动作的）提取后形成了神经脉冲符号信息，神经符号信息记录的是感觉信息的属性而非具体参数，同样分为“状态类意义单元”与“动作类意义单元”，每种神经元类型能记忆、表达一种意义单元。意义单元由最基本的意义单元扩充而来，大脑越高级，意义单元的种类就越多。神经符号信息的运算本质是实现更高级属性的提取。这种提取能力越高，就意味着理解的能力越高。
因此产生并运用神经脉冲符号信息系统的高级脑中，存在“电语言”；事实上，人类的语言文字也是由高级脑发展出来，并被还原为神经脉冲信息进行处理。
第八章、感知觉和意识的秘密
第一节 感知觉如何创造了信息的世界
感觉以及感觉整合出的知觉是一种以直观的整体性表现的信息世界。以视知觉为例，在看到一个事物的场景的同时能理解才能形成视知觉，没有单纯的视觉，如果没有理解，那这样的感觉一点作用也没有。因此感觉必然是感知觉。要达到这种高度，神经脉冲信号编码必须被提取不同层次的属性。假设动物的脑要仅用视觉认出一个苹果，那需要有各种神经元集群从最初的神经脉冲信号编码序列中分别抽取形状、颜色的精细结构属性并汇集成整体属性，与记忆中的属性集进行比对。
感觉的发展本身就是不满足直接对各种物理化学信号处理的水平，它只能是两层的：第一层搭建了一个直观的整体性场景，第二层来检测其中的信息变化并作出反应。它的优胜之处就是不再需要对零散的各种信号作出反应，而是对整体的事物或动作做出反应。随着多细胞动物的大型化和复杂化，仅有化学信号反应是完全无法应对的。
这第二层就是知觉，它也因此可以看作意识产生的摇篮，从原始的简单意识向人类包含复杂自我意识的意识发展。
第二节 意识的产生
意识是高级中间神经元组成的自我认知神经元集群的产物。生命中以前的所有层次的认知网络都不存在认知自身的功能。认知网络是智能系统的信息处理与控制核心，能对其所处环境的变化作出实时的分析调整并提供解决方案。当认知网络越来越复杂时，就产生了对认知网络自身认知的需要。
简单地说，无意识的神经元集群建立起检测并理解环境的能力，这些集群也包含各种感觉处理通道的初级过程（即属性提取过程），而产生知觉及意识的神经元集群建立起监测这些无意识神经元集群工作的能力。在逻辑上就好比是观察认识外界和通过镜子观察认识自己的关系。
在哺乳动物的压后皮层中发现的“灵魂出窍”现象表明，它可能是意识脑区的核心组成部分。
第九章、生命的真相
第一节 意识会进化向何方？
生命经历了漫长的进化历程，在三种符号信息系统的同时支撑下，让包含完整自我意识的意识达到这样的一个现象：这是在多少个分子，在多少个信号，在多复杂网络的同时运作下，物质、信息、时空被以无法想象的方式交织在一起，产生了一个纯粹的存在感，它似乎与世界融为一体，它就是“在”，就是“有”，它赋予世界以存在的意义，它就是世界诞生后的一切可能性的彼岸。
但不幸的是，在人类中要达到这种状态的人以及能进入这种状态的这些人实在是寥寥无几，因为这要求一个成年人在醒觉状态中隔断几乎所有感知觉。而这些本来是它必须处理的内容，所以这种割裂注定是短暂的或是偶然的（濒死的绝大多数是没活过来）。
所以意识进化的第一个方向就是让这种极少出现的状态多起来。在科学成熟前，宗教的能让较多的虔诚者达到这个状态，但宗教的基础是利用了恐惧，对死后或轮回的坏结果的恐惧，而恐惧是动物发展出来的基本情绪，更多受古脑控制，是为了逃避受伤甚至死亡。因此在科学成熟后，这种简单的利用已经基本失效。
第二节 生命的真相
像生命中的一切进化过程一样，为人类带来感知觉-意识的自我认知网络注定不会停下它前进的步伐：它创造了一个“我”的中心，只会持续将它从硬软件双方面加以复杂化。
现阶段的人，虽然与动物相比，已经明确有了“我”的更复杂意识形式，但其内容，仍然主要是由为了维持生存的活动而带来的经历、情绪所形成。
生命经过数十亿年创立了一个能在中观世界里表征宇宙的中心，但这个中心的内容是依靠不停变化的感觉和记忆支撑，它本身作为一种框架或背景也注定只能维持有限的时间。
当生命这种复杂系统第一次出现时，宇宙就已经注入了新的内容；而意识的出现更进一步，因为最终人类的意识能让其自身“说出来”：“我”这个暂时的中心要与宇宙一起完成存在！而这点是意识所依附的生命一直在默默努力做的。毕竟宇宙只能在中观世界谈及意义，意识由此就成为中观世界的意义。也许生命这个依靠中观世界的时空、物质和信息建立的系统发展到这个阶段，这种仍然性质不明的产物（意识）已经能让时空的独立性产生了某些改变。
所以叫意识也好、称灵魂也罢，它如果确实是世界的一种“在”的性质，那么本质可能不是中观世界里的物质或/和信息的常规状态，而是一种与时空发生联系的一种态。
意识以信息模拟了时空中的世界的事物与事件，而且更为重要的是它能模拟出遍布于宇宙的非线性时空，这对于诞生于中观世界的生命是一种彻底的突破，
生命也许就因此创造出一个精神的世界。
第三节 生命的真相之核心：对意识问题的终极思考
意识以及感知觉体验问题的研究困难其实是因为现有科学的不足造成的，因此只有拓展科学的基础，进一步深入认识物质、时空以及信息三者之间的关系才行。最新的科学研究认为时空的本质可能就是量子纠缠的信息联系。由此推测，生命可能在上亿年前就获得了时空的信息本质的知识，并在神经元集群的超大规模突触网络结构中模拟甚至可以说创造出内在的时空，从而构建了意识这种“舞台”，让感知觉的信息得以完成整体化构建，这个过程很可能涉及量子机制。
而这其中涉及的信息处理比符号信息系统一般的信息流处理方式要高维，具体机制仍然未知，但它成功模拟出一个信息宇宙。
