破解人類意識之謎

黃湘

《隱泉：通往意識之源的旅程》

作者：[南非]馬克·索爾姆斯（Mark Solms）

出版社：W.W.Norton&Company

出版時(shí)間：2021年2月

定價(jià)：28.95美元

本書綜合神經(jīng)科學(xué)、精神分析、信息科學(xué)和進(jìn)化論的視角，對意識的本質(zhì)和起源提出了富于創(chuàng)見和說服力的解釋。

馬克·索爾姆斯是南非精神分析學(xué)家和神經(jīng)心理學(xué)家

意識是當(dāng)代科學(xué)最大的未解之謎。雖然認(rèn)知科學(xué)家已經(jīng)具備了很多大腦如何運(yùn)作的知識，然而，掃描儀中的大腦運(yùn)作和人的意識經(jīng)驗(yàn)是完全不同的兩回事，前者是第三人稱視角，后者是第一人稱視角。認(rèn)知科學(xué)無法僅僅通過研究大腦運(yùn)作來提供對于人為何會產(chǎn)生意識經(jīng)驗(yàn)的解釋。

哲學(xué)家查爾默斯（David Chalmers）在1995年撰文指出，作為物理現(xiàn)象的大腦運(yùn)作過程與作為意識經(jīng)驗(yàn)的心理狀態(tài)之間的關(guān)系問題，是意識研究的硬問題。為什么物理過程會伴隨著經(jīng)驗(yàn)？為什么一個(gè)特定的物理過程會產(chǎn)生與之伴隨的特定經(jīng)驗(yàn)，而不是另一種經(jīng)驗(yàn)？比如，即使我們發(fā)現(xiàn)了疼痛經(jīng)驗(yàn)在物理層面的因果作用，比如，與導(dǎo)致后退和回避相關(guān)的神經(jīng)信息編碼和傳遞，我們?nèi)匀豢梢宰穯?，為什么是疼痛的特定?jīng)驗(yàn)，而不是其他經(jīng)驗(yàn)（比如瘙癢）與這個(gè)神經(jīng)信息編碼和傳遞的因果作用有關(guān)。這是一個(gè)難以解決的硬問題。事實(shí)上，很多科學(xué)家認(rèn)為它是一個(gè)形而上學(xué)的問題，不可能被解決。

意識能否有一個(gè)功能性的解釋，而不是僅僅停留在形而上學(xué)的領(lǐng)域？南非精神分析學(xué)家和神經(jīng)心理學(xué)家索爾姆斯（Mark Solms）在《隱泉：通往意識之源的旅程》（The Hidden Spring：A Journey to the Source of Consciousness）一書中給出了肯定的答案。

索爾姆斯是神經(jīng)精神分析的創(chuàng)立者，他相信，充分理解大腦的唯一途徑，是將精神分析學(xué)的理論與關(guān)于大腦解剖結(jié)構(gòu)和功能的現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)知識聯(lián)系起來。他制定了一種新的方法，通過對那些神經(jīng)組織受損或有病變的患者進(jìn)行精神分析，研究其心理變化的深層結(jié)構(gòu)，來發(fā)現(xiàn)那些與心靈最深層的動力機(jī)制有關(guān)的神經(jīng)組織。這種方法主要依賴于蘇聯(lián)心理學(xué)家盧里亞（Alexander Romanovich Luria）的工作。

盧里亞是神經(jīng)心理學(xué)的奠基人之一，在1920年前后，作為一名年輕的大學(xué)生，他曾經(jīng)是精神分析學(xué)創(chuàng)始人弗洛伊德的追隨者。早在1895年，當(dāng)時(shí)尚處于學(xué)術(shù)生涯早期的弗洛伊德提出了一套“科學(xué)心理學(xué)”計(jì)劃，試圖將當(dāng)時(shí)已知的關(guān)于心理深層運(yùn)作的內(nèi)容翻譯成神經(jīng)生理學(xué)和解剖學(xué)的語言。但在當(dāng)時(shí)，在通過臨床分析獲得的心理學(xué)知識與通過生理學(xué)和解剖學(xué)所獲得的大腦運(yùn)作機(jī)制的知識之間，存在著無法彌補(bǔ)的鴻溝，結(jié)果迫使弗洛伊德放棄該計(jì)劃，專注于精神分析學(xué)的建構(gòu)。

盧里亞則在弗洛伊德所主張的“科學(xué)心理學(xué)”方向上邁出了從無到有的關(guān)鍵一步，他在對“二戰(zhàn)”中腦部受傷的受害者進(jìn)行臨床工作時(shí)，開發(fā)了一套關(guān)于心理活動的大腦機(jī)制的研究方法，亦即通過研究某種復(fù)雜的心理能力在不同的病人中隨著大腦不同區(qū)域的損傷而崩潰的一系列不同方式，由此確定大腦的哪些區(qū)域?qū)Υ朔N心理能力起作用，以及它們以何種方式起作用。這種方法不會將心理能力定位在大腦的任何一個(gè)區(qū)域，而是將其揭示為大腦不同區(qū)域動態(tài)的功能互動，在此基礎(chǔ)上可以建立精神分析學(xué)視角下的心理功能與解剖學(xué)視角下的神經(jīng)組織之間的關(guān)聯(lián)。然而，在蘇聯(lián)社會，精神分析學(xué)是一項(xiàng)禁忌，因此盧里亞本人并未嘗試精神分析學(xué)與神經(jīng)科學(xué)的結(jié)合。

當(dāng)索爾姆斯在1980年代開始研究神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，神經(jīng)科學(xué)家的主流共識是將做夢與快速眼動睡眠聯(lián)系在一起，認(rèn)為做夢的主要動力不是心理上的，而是生理上的，夢境只是神經(jīng)組織的某種非正常狀態(tài)，而不是深具意義的幻想。而對于弗洛伊德來說，夢是有意義的，每個(gè)夢都是無意識中被壓抑的愿望的表達(dá)。索爾姆斯相信，弗洛伊德遠(yuǎn)比神經(jīng)科學(xué)家更接近事實(shí)。2000年，索爾姆斯運(yùn)用盧里亞的方法，發(fā)現(xiàn)雖然快速眼動睡眠與夢境有一定聯(lián)系，但是大腦中負(fù)責(zé)產(chǎn)生陜速眼動睡眠的部分受損的病人仍然會做夢，做夢實(shí)際上是大腦中六個(gè)不同腦區(qū)互動的結(jié)果，尤其離不開負(fù)責(zé)欲望系統(tǒng)的腦區(qū)的積極參與，從而推翻了此前神經(jīng)科學(xué)界的共識，證明了弗洛伊德的觀點(diǎn)。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)讓索爾姆斯覺得，當(dāng)今神經(jīng)科學(xué)過分癡迷于研究大腦皮層——亦即負(fù)責(zé)處理視覺感知等認(rèn)知功能，乃至理性思維等高級智能的腦區(qū)——而忽略了弗洛伊德的精神分析學(xué)所探索的更為基本的心靈層面，亦即形塑精神生活的欲望、情緒和壓力。神經(jīng)科學(xué)習(xí)慣于將視覺感知等認(rèn)知功能視為意識的基礎(chǔ)，然而，視覺并不是一種內(nèi)在的具有意識的功能，總是會有這樣的情況，人的眼睛看見了某些東西，但是并沒有意識到自己看見了。像視覺感知這樣的認(rèn)知功能的執(zhí)行，實(shí)際上和意識的產(chǎn)生是分離的。

索爾姆斯建議神經(jīng)科學(xué)更多地關(guān)注腦干。腦干是腦部系統(tǒng)發(fā)生學(xué)上最古老的部分之一，是人類與魚類共享的一部分大腦，位于大腦底部。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是位于腦干內(nèi)互相連結(jié)的神經(jīng)核，從脊髓連接到下丘腦和大腦的其他部位，它管理人體的非自主神經(jīng)系統(tǒng)（亦即控制呼吸、消化、血壓和心跳等內(nèi)臟活動，不在人的意識直接控制下的神經(jīng)系統(tǒng)）;過濾感官接收的刺激信號，以區(qū)分無關(guān)緊要的背景刺激;與具有“快樂中樞”和“痛苦中樞”的下丘腦相連，負(fù)責(zé)激活情緒，產(chǎn)生情感。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還負(fù)責(zé)通過“喚醒”大腦皮層來調(diào)控人的睡眠/覺醒周期，以及進(jìn)入夢境。

研究人員發(fā)現(xiàn)，大腦皮層只有在被腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)喚醒的情況下才會變得有意識，對于腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)僅僅兩立方毫米的損傷就會抹去所有的意識，導(dǎo)致昏迷。索爾姆斯認(rèn)為，這說明意識的發(fā)源地不是大腦皮層，亦即負(fù)責(zé)高級智能的腦區(qū)，而是腦干。由于腦干也負(fù)責(zé)產(chǎn)生情感，因此，情感和意識的神經(jīng)學(xué)來源至少是彼此深深糾纏在一起的。

事實(shí)上，情感反應(yīng)是意識的基本形式，因?yàn)榍楦性诒举|(zhì)上是一種意識經(jīng)驗(yàn)，也就是一種可以歸屬于第一人稱視角的經(jīng)驗(yàn)，而視覺感知等認(rèn)知功能并非如此。索爾姆斯在書中展示了一個(gè)天生沒有大腦皮層的3歲女孩的照片，當(dāng)她的小弟弟坐在她的腿上時(shí)，她表現(xiàn)出了情感反應(yīng)，這說明她具有意識。很多證據(jù)表明，被切除了大腦皮層的哺乳動物的行為方式，仍然符合具有情感和意識的狀態(tài)。

把腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而不是大腦皮層確定為意識的發(fā)源地，顯然顛覆了那種把清晰的思想和情感、欲望等基本感受相分離的主流研究模式。人類的精神生活并不是來自冷靜的理智，而是植根于情感和欲望。這對于精神分析學(xué)而言是老生常談，但卻被神經(jīng)科學(xué)長期無視。

回到開篇提到的問題，為什么人會具有第一人稱的意識經(jīng)驗(yàn)？在索爾姆斯看來，既然意識的發(fā)源地是腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，那么意識經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)生應(yīng)該與這一腦區(qū)所執(zhí)行的基本功能密切相關(guān)。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基本功能是過濾感官接收的刺激信號，激活情緒，“喚醒”大腦皮層，其中“喚醒”意味著大腦皮層隨之運(yùn)作，產(chǎn)生有意識的認(rèn)知和智能活動。在神經(jīng)元的層次上，這只是化學(xué)物質(zhì)的交換和神經(jīng)電流的脈沖，為什么它們的集合會形成第一人稱的意識經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

對于這個(gè)問題，索爾姆斯指出，腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的“喚醒”，取決于環(huán)境的變化、不確定性和意外。人的身體是有記憶的，例如學(xué)會開車就是建立一套與此相關(guān)的肌肉記憶。記憶其實(shí)是一種預(yù)測，這樣我們就不必在每次處理事情時(shí)重新認(rèn)知和學(xué)習(xí)，可以對周圍的大部分環(huán)境沒有意識，直到我們處于一個(gè)變化、不確定和意外的情況下，我們才會再度產(chǎn)生意識。環(huán)境的不可預(yù)測性越高，腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)就越容易“喚醒”。

神經(jīng)科學(xué)在這里與信息科學(xué)匯合了。在信息科學(xué)中，不可預(yù)測性是用“熵”的概念來衡量的，“熵”是接收的每條消息中包含的信息的平均量。盡管信息不是一個(gè)生理結(jié)構(gòu)，但它是理解腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的“喚醒”，乃至整個(gè)大腦的生理活動的入口。

解讀/延伸閱讀

《算法的無意識：精神分析如何幫助理解人工智能》

作者：[葡萄牙]盧卡·波薩蒂（Luca M.Possati）

出版社：Routledge

在大數(shù)據(jù)和自我學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，“機(jī)器行為”已經(jīng)變得難以捉摸，本書分析了人工智能的無意識層面。

《有意識的心靈，共鳴的大腦》

作者：[美]斯蒂芬·格羅斯伯格（Stephen Grossberg）

出版社：Oxford University Press

本書介紹了對思想、大腦及其與世界的互動建立數(shù)學(xué)模型的基本方法。

對于如何從信息科學(xué)的角度理解大腦運(yùn)行機(jī)制，當(dāng)代神經(jīng)科學(xué)家弗里斯頓（Karl Friston）提出了一項(xiàng)重要的原理——“自由能量原理”（free energy principle）。這其實(shí)是一個(gè)生物科學(xué)，認(rèn)知科學(xué)與人工智能的大一統(tǒng)理論。該理論認(rèn)為，大腦是一個(gè)在生物進(jìn)化中通過自然選擇而形成的推理機(jī)器，大腦神經(jīng)系統(tǒng)在每一個(gè)層次上，都在不斷地根據(jù)輸入的感官信息對外界環(huán)境作出預(yù)測，并且不斷地將之前建立的預(yù)測和感官輸入的最新信息進(jìn)行對比。預(yù)測和信息輸入之間必然存在誤差，這種誤差在信息科學(xué)中被稱為“自由能量”，大腦的運(yùn)行目標(biāo)就是讓“自由能量”降至最低，將預(yù)測和外界信息輸入之間的誤差最小化。大腦將預(yù)測誤差最小化的方式有兩種，一種是修正預(yù)測，承認(rèn)錯(cuò)誤，更新世界模型;另一種是采取行動，使預(yù)測成為現(xiàn)實(shí)。

舉一個(gè)例子，一個(gè)人想要走進(jìn)房子，他接收到的視覺信息讓他的大腦預(yù)測門是開著的，但那其實(shí)是一扇透明的玻璃門，處于關(guān)閉狀態(tài)，他撞到了門，這時(shí)他的大腦的反應(yīng)或者是承認(rèn)錯(cuò)誤，不再前進(jìn)，或者是采取行動，用手推開門。

“自由能量原理”只是對大腦運(yùn)作機(jī)制的一種描述，本身并不能解釋意識經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)生。一個(gè)大學(xué)生競賽團(tuán)隊(duì)制造的小型機(jī)器人，也可以做到在受阻于玻璃門時(shí)或是不再前進(jìn)，或是用機(jī)械手推開門，這顯然不會導(dǎo)致機(jī)器人產(chǎn)生第一人稱的意識經(jīng)驗(yàn)。不過，索爾姆斯在把情感反應(yīng)定義為意識的基本形式的基礎(chǔ)上，再結(jié)合“自由能量原理”，提出了一個(gè)關(guān)于“人為何會產(chǎn)生意識經(jīng)驗(yàn)”有說服力的解釋。

有別于機(jī)器人，人是一個(gè)極其復(fù)雜的生命系統(tǒng)，不僅時(shí)時(shí)刻刻接收來自外界的海量信息，而且需要確定對外界信息做出反應(yīng)的優(yōu)先次序，以便作出最佳選擇，保證自己處在有利于生存的合適范圍之內(nèi)，免于饑餓、免于太冷和太熱、免于身體傷害、免于社會危險(xiǎn)等等，在這些范圍之外將瀕臨絕境。但是，如果只是由低層次的神經(jīng)系統(tǒng)來負(fù)責(zé)這一切，并且按照生存的需要迅速完成反應(yīng)，需要處理海量的信息，而信息處理需要消耗的能量，將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的身體所能積聚的能量水平。

復(fù)雜的生命系統(tǒng)必須在符合“自由能量原理”，也就是將預(yù)測與外界信息輸入之間的誤差最小化的同時(shí)，盡量優(yōu)化信息的處理。情感，以及隨之產(chǎn)生的意識，根本上是一種優(yōu)化信息處理的方式，反映了大腦對于那些和生存密切相關(guān)的指標(biāo)的預(yù)測。例如當(dāng)一個(gè)人正在享受美食之時(shí)，突然接收到了具有危險(xiǎn)信號的視覺信息，腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生驚恐之情，并且“喚醒”大腦皮層;驚恐就是對視覺信息作出了優(yōu)先于味覺信息的排序，促使人采取行動，避免危險(xiǎn)。

通過自然選擇的進(jìn)化過程，復(fù)雜生命系統(tǒng)的每一類需求都建立起自身的情感“質(zhì)地”，每一種情感都會觸發(fā)行動程序，而這些行動程序使得生命進(jìn)入、回到或是保持在有利于生存的范圍之內(nèi)。這些觸發(fā)和行動采取了先天反射和本能的形式。因此，不僅僅是人，但凡生理系統(tǒng)達(dá)到了一定復(fù)雜程度的動物都會具有基本的情感和意識經(jīng)驗(yàn)，這在解剖學(xué)上對應(yīng)的腦區(qū)是生物腦部發(fā)生學(xué)上最古老的部分。

綜上所述，索爾姆斯對意識之源的解釋，綜合了神經(jīng)科學(xué)、精神分析、信息科學(xué)和進(jìn)化論的視角，雖然在細(xì)節(jié)上還有待進(jìn)一步推敲，但確實(shí)富于創(chuàng)見和說服力。他的觀點(diǎn)也蘊(yùn)含了如下推論：制造具有意識經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器在理論上是可行的，如果機(jī)器的目標(biāo)是在低能量水平的前提下處理外界的海量信息輸入，并且需要在充滿不確定性的環(huán)境里時(shí)時(shí)刻刻將預(yù)測和信息輸入的誤差最小化，以維持自己的生存，那么它就有可能為了優(yōu)化信息處理進(jìn)化出意識經(jīng)驗(yàn)。也許，在世界的某個(gè)角落，一臺被人遺忘的、靠太陽能電池維持能量的機(jī)器人已經(jīng)具有第一人稱的意識經(jīng)驗(yàn)了，即使只是最初級的……