無意識活動的數學公式

(浙江大學物理系交叉學科實驗室，浙江大學語言與認知研究中心，杭州 310027)

腦內存在大量的無意識活動。在無意識活動時，個體腦內有信息加工，但是個體沒有相關信息的主觀體驗。腦內多種多樣的無意活動的信息加工是并行進行的，它們競爭注意資源(水仁德等，2003；周仁來，2004)。

本文從腦功能原理出發(fā)，在腦的系統(tǒng)水平上考察無意識活動的特性(唐孝威，2003，2008)，提出無意識活動的數學公式來描述這些特性。

無意識活動的各種信息加工具有不同的強度。不同強度的無意識活動相應于信息加工腦區(qū)(神經環(huán)路)激活的不同激活水平。用心理量U表示無意識心智活動的強度。Ui、Uj等分別表示腦內不同內容的無意識活動項目的信息加工的強度。

(1)腦內不同內容的無意識活動項目之間關系的公式。

在腦內同時進行的、不同內容的無意識心智成分之間存在相互作用。由于這些相互作用，項目i和項目j的無意識信息加工的強度Ui和Uj之間可表達為以下關系

Ui=mUjr

(1)

m是比例系數，r是冪指數。

(2)無意識活動的心腦關系的公式。

在腦內進行無意識信息加工時，相應的腦區(qū)(神經環(huán)路)有激活。用U表示無意識信息加工的強度，用A表示無意識加工信息的腦區(qū)(神經環(huán)路)的激活水平。在簡單情況下，U和A之間可能有以下關系：

U=a′A

(2)

a′是比例系數，它包括量綱的變換。

(3)無意識活動的心身關系的公式。

無意識活動的心身關系的例子是：腦內無意識信息加工引起身體一定的生理活動。用U表示無意識信息加工的強度，用φ表示相應的身體生理活動的強度。無意識的心身關系中，U和φ之間可能有以下關系：

U=q′φβ

(3)

q′是比例系數，β是冪指數。

(4)無意識活動的心物關系的公式。

無意識活動的心物關系的例子是：在意識閾值以下的環(huán)境物理刺激引起無意識的心智活動。用U表示無意識信息加工的強度，用P表示環(huán)境物理刺激的強度。在簡單情況下，U和P之間可能有以下關系：

U=s′logP

(4)

s′是比例系數。

(5)有意識活動與無意識活動之間的相互轉變條件的公式。

當無意識活動項目得到增強，使得與之相應的腦區(qū)(神經環(huán)路)的激活水平達到意識閾值時，無意識活動項目就轉變?yōu)橛幸庾R活動(唐孝威，2017)。

意識涌現(xiàn)的必要和充分條件為：

α>0;β>0;γ>1;γA≥Ac

(5)

α是腦內意識覺醒的支持系統(tǒng)的活動度，β是腦內意識全局傳播系統(tǒng)的全局廣播度，γ是腦內注意控制系統(tǒng)對腦區(qū)(神經環(huán)路)激活的增強系數，A是腦區(qū)(神經環(huán)路)的激活水平，A_c是意識閾值。

當有意識活動項目受到抑制，與之相應的腦區(qū)(神經環(huán)路)的激活水平降低到意識閾值以下時，有意識活動項目就轉變?yōu)闊o意識活動。

由于實驗技術的限制，目前這方面尚無定量的實證研究文獻，希望這些數學公式今后得到實驗(如內隱學習實驗、內隱記憶實驗等)的檢驗。