意識(shí)模型研究的功能主義進(jìn)路*

殷 杰，李夏冰

(山西大學(xué) 科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心，山西 太原 030006)

學(xué)術(shù)界對(duì)意識(shí)問題的探索已經(jīng)使用了內(nèi)省、宗教經(jīng)驗(yàn)、冥想等多種研究方法，但在經(jīng)驗(yàn)與物理過程之間存在的解釋鴻溝及意識(shí)難問題(1)解釋鴻溝最早由萊文(Joseph Levine)提出，是指意識(shí)經(jīng)驗(yàn)與大腦狀態(tài)的物理過程之間存在鴻溝。查爾莫斯則進(jìn)一步對(duì)意識(shí)難問題與易問題做了劃分，易問題是非經(jīng)驗(yàn)的，有功能主義的解決方案，而解釋經(jīng)驗(yàn)的難問題并不是一個(gè)關(guān)于功能性能的問題，即使解釋了所有相關(guān)功能的性能問題仍然存在。參見劉曉力.當(dāng)代哲學(xué)如何面對(duì)認(rèn)知科學(xué)的意識(shí)難題[J].中國社會(huì)科學(xué),2014(06):48-68，207。的困擾下，更多的哲學(xué)家不自覺地走向了神秘的多元主義(包括查爾莫斯、塞爾、科林麥克金等)。新興神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)也并未在主觀經(jīng)驗(yàn)及神經(jīng)生物學(xué)之間成功建立動(dòng)力學(xué)互惠約束這一橋接，第一人稱與第三人稱方法交互的難度不亞于傳統(tǒng)的身心互動(dòng)難題[1]325-329。在近30年里，神經(jīng)科學(xué)家、心理學(xué)家以及大腦和認(rèn)知科學(xué)的相關(guān)學(xué)者都在試圖用科學(xué)的方法來解決這個(gè)問題，意識(shí)模型的構(gòu)建成了人們探索意識(shí)問題的新的努力方向。“選擇科學(xué)模型結(jié)構(gòu)是要提供某個(gè)科學(xué)理論或假設(shè)的穩(wěn)健描述。”[2]47意識(shí)模型建構(gòu)的典型過程就是收集患者和健康個(gè)體的數(shù)據(jù)，建立模型，模擬模型并做出預(yù)測，尋找公開的(行為中可直接觀察到的)和隱蔽的(內(nèi)部大腦監(jiān)測和觀察)證據(jù)來支持模型的預(yù)測的過程。在模擬并預(yù)測意識(shí)模型的過程中，當(dāng)代意識(shí)模型在構(gòu)建過程中紛紛展現(xiàn)了功能主義的解決進(jìn)路。

自普特南的《心理學(xué)謂詞》一文引入功能主義的概念以來，功能主義在心靈本質(zhì)的研究中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，并有著巨大的影響力，此后，便與物理主義緊密聯(lián)系并發(fā)展起來，隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，功能主義與神經(jīng)科學(xué)的整合不僅是可取的，亦成為其發(fā)展的必然進(jìn)路，意識(shí)模型構(gòu)建成為其整合的良好介質(zhì)。隨著意識(shí)實(shí)證研究的進(jìn)展，諸多意識(shí)模型也紛紛基于功能主義策略來解釋意識(shí)的豐富內(nèi)涵，進(jìn)而共同協(xié)作推動(dòng)意識(shí)難題的解決。意識(shí)模型構(gòu)建的功能主義進(jìn)路是與意識(shí)的本質(zhì)相契合的，對(duì)意識(shí)核心組件的功能主義建構(gòu)可以有效彌合解釋鴻溝，推動(dòng)意識(shí)難問題的解決。接下來，在探究意識(shí)模型功能主義策略發(fā)展的背景支持下，具體考察較為突出的意識(shí)模型，探求意識(shí)模型在大腦如何產(chǎn)生意識(shí)這一問題上的貢獻(xiàn)，可能其未必能給出意識(shí)難題的最終答案，但也是在大腦與意識(shí)之間建立一座值得信賴的橋梁的有效嘗試，意識(shí)模型的功能主義進(jìn)路是解決意識(shí)難題的一種行之有效且值得深入探索的方向。

一、意識(shí)模型走向功能主義進(jìn)路的背景分析

伴隨著意識(shí)研究自然主義化進(jìn)路的發(fā)展，其進(jìn)路的轉(zhuǎn)變與認(rèn)知科學(xué)范式轉(zhuǎn)換同步，意識(shí)模型熱潮的出現(xiàn)就是認(rèn)知范式轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物，三次認(rèn)知革命使得認(rèn)知科學(xué)范式及意識(shí)研究經(jīng)歷了從符號(hào)計(jì)算主義、聯(lián)結(jié)主義到認(rèn)知?jiǎng)恿W(xué)及認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)不同研究取向的轉(zhuǎn)變。意識(shí)模型的建構(gòu)就是認(rèn)知科學(xué)范式在轉(zhuǎn)換過程中創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果。當(dāng)前，在跨學(xué)科的通力合作下，意識(shí)模型進(jìn)路下對(duì)意識(shí)研究已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，逐步形成了系統(tǒng)化、全局化的研究成果，早已超越了先前零散的研究現(xiàn)狀，也更加注重“自下而上”的實(shí)證研究，同時(shí)致力于通過實(shí)證與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，來更深一步挖掘意識(shí)難題。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式的興起、功能性腦成像技術(shù)的發(fā)展以及模型進(jìn)路研究的科學(xué)立場等為意識(shí)模型功能主義進(jìn)路的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的合理性及可行性基礎(chǔ)，基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的意識(shí)模型的大量涌現(xiàn)及不斷整合完善，將推動(dòng)意識(shí)模型研究在功能主義策略的指導(dǎo)下進(jìn)入整體思考架構(gòu)的階段，進(jìn)而全面解開意識(shí)之謎。

(一)合理性基礎(chǔ)：認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式下意識(shí)功能框架建構(gòu)的優(yōu)勢地位

意識(shí)模型的功能框架建構(gòu)是第三代認(rèn)知觀認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，是意識(shí)研究方法的集大成者，有效克服了先前方法固化的缺陷，是意識(shí)研究的一種行之有效的進(jìn)路。隨著認(rèn)知革命的發(fā)展，意識(shí)研究范式亦經(jīng)歷了從符號(hào)計(jì)算主義到認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式轉(zhuǎn)換的過程，意識(shí)模型就是在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)取向成為主流的背景下發(fā)展起來的，霍華德(Harry Howard)在其《神經(jīng)模擬語義學(xué)》[3]448-482一書中首次提出了第三代認(rèn)知科學(xué)(Third Generation of cognitive science )，主要依托先進(jìn)的腦成像技術(shù)，以認(rèn)知神經(jīng)模擬為方法探求認(rèn)知、心靈與腦的復(fù)雜關(guān)系。具體分析，各范式轉(zhuǎn)換的動(dòng)因如下：(1)符號(hào)系統(tǒng)認(rèn)知模型主要把認(rèn)知作為符號(hào)加以規(guī)則運(yùn)算，其本質(zhì)是對(duì)認(rèn)知的數(shù)學(xué)處理，此類模型相較于原型更簡單、更抽象，這也帶來了數(shù)學(xué)的準(zhǔn)確性與原型經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證相混淆的風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)學(xué)處理并不能提供解釋，由于研究領(lǐng)域的限制、計(jì)算功能主義的影響及當(dāng)時(shí)對(duì)意識(shí)的預(yù)設(shè)，過于抽象化和理想化的特征使得該范式并不具備探究意識(shí)的完備性。(2)聯(lián)結(jié)主義認(rèn)知模型以先進(jìn)的神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，最大限度地模擬了人的神經(jīng)系統(tǒng)，具有一定的合理性，但其忽視了社會(huì)文化、語言、進(jìn)化、語境等對(duì)大腦的作用，“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常出色地模擬了某些意識(shí)現(xiàn)象, 但對(duì)意識(shí)現(xiàn)象的大規(guī)模體系結(jié)構(gòu)特性還沒有反映出來?！盵4]103-118巴爾斯所提出的GW模型將語境作為重點(diǎn)模塊的同時(shí)，很好地應(yīng)用了聯(lián)結(jié)主義方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這個(gè)范式的突破，下文將做出具體分析。(3)認(rèn)知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)模型注重身體與環(huán)境的動(dòng)態(tài)交互，致力于從身體與環(huán)境的動(dòng)力學(xué)耦合中探尋意識(shí)的機(jī)制。這種對(duì)動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性、交互性的解釋需求進(jìn)一步推動(dòng)了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式的發(fā)展。

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)取向的研究發(fā)展于腦科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的高度結(jié)合。其“采用高科技腦成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)神經(jīng)模擬技術(shù)，闡釋人的認(rèn)知活動(dòng)、語言能力與腦神經(jīng)的復(fù)雜關(guān)系，揭示人腦高級(jí)功能秘密?！盵5]19-24發(fā)展起來的功能性腦成像(functional brain imaging)技術(shù)可以非侵入性地測量人腦活動(dòng)，這些技術(shù)已經(jīng)徹底改變了關(guān)于人類意識(shí)的研究。在功能性腦成像技術(shù)發(fā)展之前，通過行為實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物侵入性記錄或?qū)δX損傷患者的研究的推斷，知識(shí)是間接獲得的。功能性腦成像已成為一種靈活多用的工具，極大地促進(jìn)了人類認(rèn)知神經(jīng)基礎(chǔ)的研究，它是一種非侵入性技術(shù)，可以以合理的時(shí)間和空間分辨率間接測量整個(gè)大腦的活動(dòng)。這項(xiàng)技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展，未來有可能對(duì)神經(jīng)元和網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)進(jìn)行新的、多樣化的研究。意識(shí)的核心功能組件的解釋正是基于這一技術(shù)的發(fā)展，在該范式推動(dòng)下，意識(shí)模型的功能主義策略得以保證。

基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)建立的意識(shí)模型并不像第二代認(rèn)知科學(xué)那樣具有“數(shù)學(xué)恐懼癥”，在考察大腦結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)上，明確指出了與認(rèn)知相關(guān)原型的無誤的局部解剖學(xué)和微觀屬性，并努力從神經(jīng)學(xué)的假設(shè)中推導(dǎo)出這些對(duì)象。具體過程通過對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模實(shí)現(xiàn)，并且可以通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試，該范式致力于數(shù)據(jù)收集的成像與分析解釋的計(jì)算模擬[3]466，它試圖建立起并行加工、分布處理與多重編碼等功能完備的模型。認(rèn)知的微觀結(jié)構(gòu)是其構(gòu)建認(rèn)知如何在宏觀尺度上工作的基礎(chǔ)，不同腦區(qū)的精細(xì)分工、細(xì)胞進(jìn)化、神經(jīng)膠質(zhì)的化學(xué)作用、生物物理機(jī)制等都被納入其方法論基礎(chǔ)范疇。實(shí)質(zhì)上就是通過最新的腦科學(xué)成果及腦成像技術(shù)，對(duì)大腦進(jìn)行計(jì)算模擬，以此來揭秘大腦高層級(jí)的認(rèn)知及心智過程。意識(shí)模型的功能主義策略在該范式的發(fā)展中得以科學(xué)合理構(gòu)建。

(二)可行性分析：物理主義與功能主義相結(jié)合的方法論支持

功能主義自誕生以來，在心靈本質(zhì)的研究中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，并有著巨大的影響力。此后，便與物理主義緊密聯(lián)系并發(fā)展起來，功能主義逐漸展露出兩條進(jìn)路——還原論物理主義與非還原論物理主義，與此同時(shí)功能主義很快成為新興認(rèn)知科學(xué)的“官方”哲學(xué)。多數(shù)意識(shí)模型的建構(gòu)也逐漸走向這樣一種立場，即物理主義與功能主義相結(jié)合的基本立場，并堅(jiān)持功能的物理實(shí)現(xiàn)原則[6]49-57。該立場下充分的方法論支持是意識(shí)模型研究沿著功能主義進(jìn)路發(fā)展的保障。

首先，意識(shí)模型研究堅(jiān)定地立足于物理主義方案所提供的實(shí)證支持。高能物理學(xué)及腦科學(xué)的巨大進(jìn)步，使得物質(zhì)方面的天平越來越重，當(dāng)代心身問題的心靈層面面臨著科學(xué)對(duì)其非物質(zhì)實(shí)體地位侵蝕的嚴(yán)重問題。一方面，對(duì)非物質(zhì)實(shí)體定義的困難推動(dòng)了唯心主義與二元論轉(zhuǎn)向物理主義。內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)在這里是以科學(xué)的方式使用的，因?yàn)榇竽X科學(xué)的強(qiáng)大發(fā)展依賴于受試者的內(nèi)在報(bào)告，只是把它們與大腦特定部位的活動(dòng)聯(lián)系在一起。另一方面，當(dāng)前研究總體上趨向于以一種簡單的方式解決意識(shí)難題，即一切都是物質(zhì)。這里，科學(xué)的概念被默認(rèn)擴(kuò)展到包括心理活動(dòng)及其結(jié)果中，內(nèi)部報(bào)告被認(rèn)為是“科學(xué)”結(jié)果的一部分。對(duì)意識(shí)的科學(xué)研究，物理主義與功能主義的結(jié)合成為可取及發(fā)展的必然方向。自20世紀(jì)60年代以來功能主義一直是解決心身問題的一系列主義中(二元論、行為主義、物理主義等等)最為突出的一種。與物理主義的結(jié)合，將成為一種最符合科學(xué)家項(xiàng)目和實(shí)踐的心理學(xué)和認(rèn)知特性的觀點(diǎn)。意識(shí)模型研究就是從該立場來理解這種內(nèi)在報(bào)告是如何產(chǎn)生的，堅(jiān)持功能的“物理實(shí)現(xiàn)原則”，致力于探究大腦運(yùn)作的一般原理如何產(chǎn)生意識(shí)這樣的內(nèi)在報(bào)告。

與此同時(shí)，意識(shí)的模型建構(gòu)還堅(jiān)持大腦活動(dòng)及心靈活動(dòng)的全局原則，這也是意識(shí)模型功能主義策略的標(biāo)志。意識(shí)模型的建構(gòu)致力于理解可報(bào)告活動(dòng)是如何純粹由大腦活動(dòng)產(chǎn)生的，其遵循不可還原的物理主義立場的同時(shí)，在當(dāng)代心身問題的解決上堅(jiān)持著大腦活動(dòng)及心靈活動(dòng)的全局原則，一方面在大腦活動(dòng)的全局范圍內(nèi)提取大腦動(dòng)力學(xué)的基本原理，以幫助理解這些局部神經(jīng)細(xì)胞的耦合回路所具有的驚人能量，另一方面，研究大腦活動(dòng)如何創(chuàng)造意識(shí)，力求概述我們所認(rèn)為的心靈的主要結(jié)構(gòu)是什么，在心靈活動(dòng)的全局范圍內(nèi)，探尋意識(shí)內(nèi)容及其所有者的可能解釋，實(shí)現(xiàn)了意識(shí)模型功能主義策略的原則支持。

此外，意識(shí)模型研究發(fā)展的保證在于知識(shí)庫的更新。在心身問題存在的幾千年里，我們?cè)噲D解決該問題的知識(shí)基礎(chǔ)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。在知識(shí)庫不斷更新的大背景下，腦科學(xué)的工具在局部和全局的大腦探測中得到了很好的應(yīng)用，這使得我們能夠更好地理解大腦創(chuàng)造和控制經(jīng)驗(yàn)的方式。PET和fMRI測量大腦局部區(qū)域因神經(jīng)活動(dòng)而產(chǎn)生的血流變化，EEG和MEG測量與大腦神經(jīng)活動(dòng)更直接相關(guān)的電活動(dòng)和磁活動(dòng)，使人們能夠越來越精確地看到網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的一系列功能的視圖。再加上經(jīng)顱磁刺激，關(guān)鍵活動(dòng)在大腦功能網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的時(shí)間開始泄露大腦的秘密。與此同時(shí)，大腦不同區(qū)域的單個(gè)神經(jīng)元小群的相關(guān)活動(dòng)表明，這些不同區(qū)域如何在局部水平上處理活動(dòng)，同時(shí)也是這些區(qū)域相互作用的更大網(wǎng)絡(luò)的一部分。意識(shí)模型研究正是基于這一背景蓬勃發(fā)展起來，并且大都采取功能主義進(jìn)路來實(shí)現(xiàn)完整建模，接下來，將具體分析其在該策略下是如何構(gòu)建意識(shí)模型的。

二、當(dāng)前意識(shí)模型構(gòu)建的功能主義策略

基于神經(jīng)生物學(xué)的意識(shí)模型大都認(rèn)為，神經(jīng)科學(xué)研究必將證明意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)物(Neural Correlate of Consciousness，NCC)是某種“神經(jīng)元細(xì)胞集合(neuronal cell-assembly)”，在某一特定的時(shí)間內(nèi)，為意識(shí)服務(wù)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)連接松散，但暫時(shí)連貫，將在大腦中廣泛分布，并發(fā)揮一系列認(rèn)知能力。而基于認(rèn)知信息加工的意識(shí)模型則側(cè)重于利用信息加工的框架來解釋意識(shí)經(jīng)驗(yàn)，它們從意識(shí)的功能性角度來理解意識(shí)，不局限于本能和自動(dòng)的行為，而是從廣泛和適應(yīng)性的體系中選擇并獲得靈活的反應(yīng)能力，并主張意識(shí)與這些能力是聯(lián)系在一起的，進(jìn)而探究意識(shí)是如何作用于物理世界的。這些意識(shí)模型雖然各有側(cè)重，但其都是在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新實(shí)證研究成果，通過對(duì)意識(shí)核心功能組件的建構(gòu)，從功能主義進(jìn)路尋求意識(shí)的合理解釋機(jī)制。

(一)動(dòng)態(tài)核心模型——意識(shí)是丘腦皮層功能活動(dòng)的產(chǎn)物

基于神經(jīng)生物學(xué)的意識(shí)模型通常假定了從20世紀(jì)的研究中得出的兩個(gè)廣泛的原則：上腦干和丘腦的結(jié)構(gòu)在覺醒中起著關(guān)鍵作用，皮層活動(dòng)提供了大部分或全部的意識(shí)內(nèi)容。他們也傾向于假設(shè)與意識(shí)相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由或多或少神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)。如克里克與科赫的“40HZ模型”、神經(jīng)科學(xué)家澤基(Semir Zeki)的“微意識(shí)模型”等?！皠?dòng)態(tài)核心模型”是該類模型的典型代表，由神經(jīng)科學(xué)家埃德爾曼與托諾尼提出并發(fā)展。該模型基于意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)，以一種動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)來討論意識(shí)過程，主張意識(shí)是丘腦皮層功能活動(dòng)的產(chǎn)物?！皠?dòng)態(tài)核心”“信息整合”就是他們對(duì)意識(shí)核心功能組件丘腦的機(jī)制解釋。

埃德爾曼研究意識(shí)的理論框架完全是生物學(xué)和自然主義的，意識(shí)作為人腦的自然屬性被廣泛研究。“動(dòng)態(tài)核心”是大腦為了應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)多變的現(xiàn)實(shí)環(huán)境而依賴的靈活且可塑的組織。神經(jīng)元群的選擇性與塑造性在其意識(shí)產(chǎn)生的“動(dòng)態(tài)核心”模型中起著至關(guān)重要的作用。而 “再入(re-entry)”作為神經(jīng)元群選擇理論的機(jī)制之一是其解釋意識(shí)理論的關(guān)鍵機(jī)制(2)埃德爾曼的神經(jīng)元群選擇理論通過三種機(jī)制解釋了適應(yīng)性行為的發(fā)展：發(fā)育變異和選擇、經(jīng)驗(yàn)、再入信號(hào)。，再入是一種在不同的神經(jīng)元群之間對(duì)正在進(jìn)行的并行和雙向信號(hào)的遞歸傳播方式。該機(jī)制恰當(dāng)?shù)亟忉尨竽X活動(dòng)的動(dòng)態(tài)性、廣泛分布性、并行發(fā)生及相關(guān)捆綁問題。據(jù)此，埃德爾曼提出，意識(shí)經(jīng)驗(yàn)不是來自單一大腦位置或神經(jīng)元類型的活動(dòng)，而是廣泛分布的神經(jīng)元群之間動(dòng)態(tài)交互作用的產(chǎn)物。作為意識(shí)基礎(chǔ)的神經(jīng)系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)整合許多信息輸入，從而在多維空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高階識(shí)別。實(shí)證考察發(fā)現(xiàn)，丘腦皮層系統(tǒng)就是意識(shí)產(chǎn)生的一個(gè)重要功能群，其活動(dòng)可以被視為再入的動(dòng)態(tài)核心，為意識(shí)產(chǎn)生的整體性和復(fù)雜性提供了解剖學(xué)基礎(chǔ)。

托諾尼在“動(dòng)態(tài)核心模型”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將整合信息作為其模型的基本原則，并指出，意識(shí)是一個(gè)特定過程，通過這個(gè)過程信息被整合了。該理論認(rèn)為一個(gè)系統(tǒng)有意識(shí)的必要條件是既要能區(qū)分多種可能狀態(tài)(意識(shí)的數(shù)量)又要能夠在時(shí)空框架內(nèi)整合信息(意識(shí)的質(zhì)量)。其引入數(shù)學(xué)術(shù)語Φ表示信息整合的價(jià)值，系統(tǒng)中Φ值越高，系統(tǒng)具有的意識(shí)水平也就越高。為此，托諾尼提出了“動(dòng)態(tài)復(fù)合體(dynamic complex)”的概念，表明構(gòu)成復(fù)雜和基礎(chǔ)意識(shí)的元素集是動(dòng)態(tài)的?！皠?dòng)態(tài)復(fù)合體”等同于埃德爾曼的“動(dòng)態(tài)核心”。同樣，丘腦皮層系統(tǒng)就是這樣一個(gè)高度專門化的皮質(zhì)區(qū)域，它可以整合信息，而且實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)的損傷必然導(dǎo)致改變或失去意識(shí)。

(二)全局工作空間模型——意識(shí)產(chǎn)生于一種全局功能

神經(jīng)生物學(xué)理論從具體細(xì)節(jié)延伸到意識(shí)的功能，而認(rèn)知理論則直接側(cè)重意識(shí)的功能，得到普遍認(rèn)同的模型是由巴爾斯和迪昂(Dehaene S.)提出的與“全局工作空間”或“全局神經(jīng)元工作空間”密切相關(guān)的理論[7]200-227，即認(rèn)為意識(shí)是一種大腦處理方式的表達(dá)，全局工作空間可以把意識(shí)的內(nèi)容“廣播”到廣泛分布于大腦的神經(jīng)系統(tǒng)，它允許當(dāng)前至關(guān)重要的信息在大腦中廣泛傳播，并利用各種專門處理器的活動(dòng)來完成相關(guān)任務(wù)。巴爾斯提出的全局工作空間模型是由具有工作記憶的專門處理器組成的分散集合體，這個(gè)集合體被稱為“全局工作空間(GW)”，如果刺激活動(dòng)適當(dāng)?shù)卦L問該GW，將導(dǎo)致產(chǎn)生活動(dòng)的意識(shí)。該模型主要由GW、無意識(shí)的專門處理器和語境三個(gè)組成部分。GM是一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域，可以使全局訪問大腦的其他站點(diǎn)，巴爾斯指出：“意識(shí)促進(jìn)了原本獨(dú)立的大腦功能之間的廣泛聯(lián)系。”[8]47-52巴爾斯用“全局工作空間劇場”的隱喻描述了這種廣泛存在的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：意識(shí)處于聚光燈下，隨著聚光燈的強(qiáng)度減弱，意識(shí)也隨之減弱，這是一種認(rèn)知階段，在這個(gè)階段，意識(shí)和無意識(shí)層面上的心理功能都發(fā)生了。無意識(shí)的專門處理器被證明是廣泛存在的，如同劇場中的表演者、操作者及觀眾，它們通過與意識(shí)階段的互動(dòng)來支配我們的意識(shí)體驗(yàn)。當(dāng)然，還有許多大腦過程仍然處于黑暗或“幕后”，它們的活動(dòng)是看不見的，但它們能夠感知和引導(dǎo)意識(shí)，巴爾斯稱這些看不見的大腦處理為“語境”[9]107，就如同導(dǎo)演在戲劇中所起的執(zhí)行功能。意識(shí)就像通往大腦的信息通道，因?yàn)樗试S神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)作，以便整合、提供訪問和協(xié)調(diào)許多專門的大腦區(qū)域的處理。

迪昂則進(jìn)一步發(fā)展并提出了“全局神經(jīng)元工作空間模型”，該方法的基本原則即意識(shí)使大腦中的信息全局可用。“全局神經(jīng)元工作空間模型”假定，在任何給定的時(shí)間，許多模塊化的大腦網(wǎng)絡(luò)都是并行活動(dòng)的，并且以一種無意識(shí)的方式處理信息。然而，如果一個(gè)信息成為有意識(shí)的，那么代表它的神經(jīng)群體被從上到下的注意放大到大腦的活動(dòng)狀態(tài)，這就涉及大腦中分布的許多神經(jīng)元。這些“工作空間神經(jīng)元”的遠(yuǎn)距離連接可以在最短的時(shí)間內(nèi)活動(dòng)，使信息可用于各種各樣的過程。為此，迪昂重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了形成全局工作空間的主要元素，即神經(jīng)元集合、相關(guān)腦區(qū)和具有可重入電路的會(huì)聚區(qū)域的不同聯(lián)盟。這些細(xì)胞組件經(jīng)常相互競爭，以便在全局工作空間中獲得暫時(shí)的優(yōu)勢，因此，當(dāng)一個(gè)工作空間神經(jīng)元子集被穩(wěn)定激活時(shí)，就會(huì)編碼一個(gè)意識(shí)狀態(tài)，而且這些神經(jīng)元分布在大腦的許多區(qū)域，為同一心理表征的不同特征編碼。在這個(gè)巨大的潛能集合之內(nèi)，一個(gè)單一的心智模式被選中，成為注意力和意識(shí)的焦點(diǎn)，此時(shí)，所有為這種思維模式編碼的神經(jīng)元聯(lián)盟，在前額皮質(zhì)神經(jīng)元子集的控制下，以部分同步的方式激活。我們的大腦通過使神經(jīng)元全局工作空間內(nèi)的大部分細(xì)胞裝置保持沉默，并只激活其中一小部分，來塑造一個(gè)心理場景以及我們的意識(shí)思維。

在此基礎(chǔ)上，我國學(xué)者唐孝威及其合作者宋曉蘭在繼承全局神經(jīng)元工作空間模型的基礎(chǔ)上，將其與默認(rèn)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(default mode network)整合起來，提出了意識(shí)全局工作空間的擴(kuò)展理論[10]622-627。隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方法及實(shí)證研究的發(fā)展，這種基于信息加工的意識(shí)模型在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域獲得了越來越多的關(guān)注。此類模型在神經(jīng)解剖學(xué)的背景下得到了充分發(fā)展，在理論方面也在不斷完善。該類模型從意識(shí)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方法入手，為意識(shí)尋求全局功能解釋機(jī)制，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與功能主義相結(jié)合，旨在為意識(shí)建立哲學(xué)、經(jīng)驗(yàn)和理論的基礎(chǔ)。

當(dāng)然，并非所有意識(shí)模型都采取功能主義策略來解釋意識(shí)難題，如近來流行的意識(shí)研究的量子力學(xué)方案，則通過量子理論的概念來探究意識(shí)的本質(zhì)，盡管也獲得了很多學(xué)者的支持，但其不完備性與局限性更為突出，并非意識(shí)模型化研究的優(yōu)選。如由諾獎(jiǎng)得主彭羅斯與哈梅洛夫共同構(gòu)建的量子力學(xué)模型——“編制的客觀還原模型”(Orchestrated Objective Reduction Model, Orch OR)，其核心觀點(diǎn)是“意識(shí)是大腦神經(jīng)元內(nèi)微管的量子計(jì)算序列的客觀還原”。“微管”(microtubules)這一神經(jīng)元內(nèi)部特殊蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)就是意識(shí)所產(chǎn)生的場所，而意識(shí)(離散的物理事件)就發(fā)生在大腦精心編制的量子計(jì)算中的特定時(shí)刻，這些事件的特征在于經(jīng)驗(yàn)性，并且由于量子力學(xué)二象性而構(gòu)成了狀態(tài)疊加的編制的客觀還原，因此，意識(shí)是由時(shí)空幾何曲率結(jié)構(gòu)中發(fā)生的一系列有組織的、不同的事件序列構(gòu)成的，而時(shí)空幾何曲率結(jié)構(gòu)是現(xiàn)實(shí)的基本層面。在Orch OR模型中，意識(shí)被視為離散物理事件的結(jié)果，生物進(jìn)化出的復(fù)雜機(jī)制能夠協(xié)調(diào)(組織和隔離隨機(jī)的環(huán)境干擾)這些離散的物理事件，以便將它們與特定的大腦活動(dòng)結(jié)合起來。這種耦合通常發(fā)生在我們的大腦中，并導(dǎo)致有意義的意識(shí)狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致和控制行為?；诹孔恿W(xué)的意識(shí)模型在某種層面上也是在為意識(shí)的核心實(shí)現(xiàn)尋求合理解釋機(jī)制，但是，其不完備性也是顯而易見的：(1)該模型所要求的量子相干性不太可能在一個(gè)溫暖、潮濕、有生命的大腦中維持。頭骨中環(huán)繞大腦的溫血浴與量子計(jì)算不相容，量子計(jì)算需要極低的溫度來隔離一個(gè)系統(tǒng)并防止退相干(當(dāng)量子疊加坍縮成一種不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象)。(2)相關(guān)神經(jīng)科學(xué)家指出，意識(shí)的時(shí)間尺度不同于量子退相干(quantum decoherence)通常發(fā)生的小尺度(10—15秒)。微管如何與細(xì)胞溝通也是一個(gè)主要問題，有研究表明，微管不具備Orch OR模型所需要的基本屬性，而最近在生物系統(tǒng)中對(duì)長期相干運(yùn)動(dòng)研究的進(jìn)展表明，在微管中相干計(jì)算是不可能的[11]021912；(3)盡管量子現(xiàn)象可能以某種方式影響大腦活動(dòng)，但其內(nèi)在的不確定性與量子隨機(jī)性在大腦中的發(fā)生，讓我們更加遠(yuǎn)離了自由意志(指自主決策過程)的概念?？梢钥闯霭蚜孔恿W(xué)引入意識(shí)研究中，無疑大大增加了模型的復(fù)雜性及可行性，事實(shí)上，目前看來在這種微觀層次上是無法對(duì)復(fù)雜的、高層次的腦功能做出解釋的，彭羅斯與哈梅羅夫的量子意識(shí)模型事實(shí)上并未給出一個(gè)意識(shí)因果機(jī)制產(chǎn)生的明晰解釋，這一理論還屬于純粹的理論，從其他來源獲得的大量數(shù)據(jù)幾乎沒有提供任何直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。反觀看來，意識(shí)模型的功能主義進(jìn)路更為合理可行。

三、彌合解釋鴻溝何以可能

意識(shí)模型的發(fā)展是近20年來科技驚人進(jìn)步的產(chǎn)物，就目前來說，在心腦之間建立一座值得信賴的橋梁，解釋經(jīng)驗(yàn)如何能夠同時(shí)真實(shí)、有效地根植于我們的物質(zhì)存在中，是解決大腦如何產(chǎn)生意識(shí)這一核心問題的關(guān)鍵。基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)意識(shí)模型的出現(xiàn)就是彌合解釋鴻溝的當(dāng)代嘗試，它們致力于公正地對(duì)待經(jīng)驗(yàn)的主觀特征，展示出這些特征是如何看似合理地從候選機(jī)制中產(chǎn)生，同時(shí)大多數(shù)理論也包含了意識(shí)在行為中的控制作用。其構(gòu)建的功能主義策略合理地解釋了意識(shí)的生成機(jī)制，區(qū)分了意識(shí)狀態(tài)M的核心實(shí)現(xiàn)和總體實(shí)現(xiàn)：核心是一個(gè)物理狀態(tài)N，它起著獨(dú)特的因果作用，而總體是一個(gè)更廣泛的狀態(tài)，其中N起著重要作用，足以讓N構(gòu)成一個(gè)M表征。意識(shí)模型對(duì)核心功能組件的構(gòu)建，為意識(shí)難題及解釋鴻溝的彌合展示了可能性，其突出優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

其一，最大限度地構(gòu)建意識(shí)功能聚類的科學(xué)基礎(chǔ)。意識(shí)模型構(gòu)建秉持著自然主義立場下公正對(duì)待主觀經(jīng)驗(yàn)的原則，深入的挖掘意識(shí)產(chǎn)生的必要條件的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)，最大限度地消解了經(jīng)驗(yàn)與微粒之間不可調(diào)和的關(guān)系。動(dòng)態(tài)核心模型試圖將意識(shí)經(jīng)驗(yàn)的整體性、復(fù)雜性與大腦特定的神經(jīng)過程聯(lián)系起來，其動(dòng)態(tài)核心假設(shè)主張：首先，與意識(shí)經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的神經(jīng)元群必須是分布性功能聚類的一部分，這種聚類通過丘腦皮層系統(tǒng)的再入機(jī)制相互作用，可以在幾百毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)高度的整體性；其次，為了維持意識(shí)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)功能聚類是高度分化性的，具有很高的復(fù)雜度值[12]144。正如該模型的構(gòu)建者所說:“當(dāng)我們意識(shí)到某件事的時(shí)候……就好像突然間我們大腦的許多不同部分都參與到了某個(gè)特定的子系統(tǒng)中……信息的廣泛傳播得到了保證?！盵12]148-149全局工作空間模型，從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度討論意識(shí)的，在每一時(shí)刻，腦內(nèi)許多模塊組成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，各自分工，大部分維持在無意識(shí)加工狀態(tài)，伴隨著注意放大，表征某種信息的神經(jīng)集群開始激活，這些“工作空間神經(jīng)元”的遠(yuǎn)距離連接可以在最短的時(shí)間內(nèi)活動(dòng)，使信息可用于各種各樣的過程，包括知覺分類、長期記憶、評(píng)估和意向性行動(dòng)等。最終在全局范圍內(nèi)形成相干性活動(dòng)狀態(tài)，此刻，這種信息就進(jìn)入了意識(shí)。根據(jù)以上意識(shí)模型對(duì)意識(shí)問題不同角度的探討，結(jié)果都是積極的，我們獲得了意識(shí)各類模型的實(shí)驗(yàn)與理論基礎(chǔ)，它完全基于大腦的活動(dòng)(盡管可能是很微妙的)。

其二，意識(shí)狀態(tài)核心實(shí)現(xiàn)的功能組件的構(gòu)建。意識(shí)模型的發(fā)展過程就是為意識(shí)的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性、不確定性等尋求合理解釋機(jī)制的過程。意識(shí)模型建構(gòu)通過解釋意識(shí)是如何從純粹的大腦活動(dòng)中產(chǎn)生的，對(duì)意識(shí)難題解決的物理主義方案提供了實(shí)證支持，對(duì)意識(shí)核心機(jī)制的功能主義解釋，合理的消解了解釋鴻溝。一方面，分析“動(dòng)態(tài)核心”模型，即意識(shí)是丘腦皮質(zhì)系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵數(shù)量信息的功能整合，把我們的多模態(tài)感知世界的構(gòu)建依賴于“強(qiáng)交互元素的動(dòng)態(tài)核心(dynamic core of strongly interacting elements)”的構(gòu)成，這些皮質(zhì)模塊內(nèi)部復(fù)雜，潛在獨(dú)立，但相互又高度聯(lián)系；這些相互作用依賴于通過丘腦皮層系統(tǒng)各區(qū)域之間相互聯(lián)系的“再入”過程；這使得當(dāng)前的感官處理與先前獲得的充滿情感的記憶相結(jié)合[13]245-279?；谠撃Ｐ停庾R(shí)的連續(xù)性和變化性、連貫性、注意焦點(diǎn)的存在等特性得到了解釋；另一方面，可以看到全局工作空間模型在從無意識(shí)到有意識(shí)的處理模式的轉(zhuǎn)換中，用自動(dòng)化、高速度和大容量并行處理來代替相對(duì)緩慢的串行控制而獲取靈活反應(yīng)。且這類理論通常將意識(shí)與選擇性注意和“初級(jí)”或“工作”記憶聯(lián)系起來：注意力控制著進(jìn)入全局工作空間的許可，在這里，信息一旦被接收，就會(huì)控制工作記憶，并獲得對(duì)分布在大腦中的資源的訪問權(quán)。動(dòng)態(tài)核心、全局空間等核心功能組件在意識(shí)模型建構(gòu)中的應(yīng)用使得意識(shí)呈現(xiàn)為身心一體的結(jié)構(gòu)，意識(shí)的主觀性、感受性、復(fù)雜性等得到了合理的解釋，大腦與意識(shí)并非不同的實(shí)體，意識(shí)產(chǎn)生于大腦的某種機(jī)制，合理彌合了解釋鴻溝。

其三，意識(shí)模型研究所持有的是非還原的物理主義立場，該功能主義進(jìn)路為意識(shí)解釋提供了合理還原與有機(jī)整合的方法論支持。意識(shí)模型研究是實(shí)證與理論相結(jié)合的研究產(chǎn)物，其以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立理論模型，意識(shí)模型方法對(duì)意識(shí)的探析，一方面堅(jiān)持了合理還原與有機(jī)整合相結(jié)合的方法，另一方面在宏觀層次上實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科的交融，體現(xiàn)了其超越性的方法論意義。意識(shí)作為十分復(fù)雜的現(xiàn)象，由于其主觀性與整體性，一般的還原論方法無法解釋其主觀層面的體驗(yàn)，這就需要在還原方法的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持適度還原的原則，意識(shí)模型的建立都在一定程度上堅(jiān)持了合理還原的原則，當(dāng)前存在的意識(shí)模型都最大限度地吸取了神經(jīng)生物學(xué)的最新研究成果，將意識(shí)的發(fā)生機(jī)制定位于大腦內(nèi)的具體層級(jí)，基于神經(jīng)生物學(xué)的意識(shí)模型大多數(shù)認(rèn)為丘腦皮質(zhì)系統(tǒng)的神經(jīng)元活動(dòng)對(duì)意識(shí)內(nèi)容產(chǎn)生具有決定性作用，全局工作空間模型強(qiáng)調(diào)了神經(jīng)元與細(xì)胞集合的聯(lián)合作用。意識(shí)模型通過對(duì)意識(shí)這一復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行分解、分析，并把其還原到了合理層次，避免無限制地還原體現(xiàn)了其生物學(xué)方法的意義。與此同時(shí)，意識(shí)模型的建立還在還原的基礎(chǔ)上，對(duì)形成意識(shí)各要素之間的聯(lián)系進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，不僅限于生物學(xué)，包括計(jì)算主義、認(rèn)知科學(xué)、哲學(xué)、物理學(xué)等各個(gè)宏觀層級(jí)都進(jìn)行了整體的結(jié)合與把握，結(jié)合功能主義的解釋，形成了對(duì)意識(shí)研究的整體認(rèn)識(shí)，如在全局工作空間模型中對(duì)“語境”的關(guān)注，體現(xiàn)了合理還原基礎(chǔ)上的有機(jī)整合。這種有機(jī)整合克服了意識(shí)研究中狹隘意義上的單學(xué)科的簡單化解釋，形成了一種自下而上——基于合理還原方法的多學(xué)科交叉融合的有機(jī)整合的方法。

在“科學(xué)地研究意識(shí)”這一熱潮下，意識(shí)模型研究的功能主義進(jìn)路具有明顯優(yōu)勢，是彌合當(dāng)代解釋鴻溝的有效嘗試，誠然意識(shí)模型研究的功能主義解決方案目前并不是完善的，各類模型也存在各種缺陷及進(jìn)一步發(fā)展的地方，如動(dòng)態(tài)核心模型及其進(jìn)一步發(fā)展的信息整合理論所捍衛(wèi)意識(shí)經(jīng)驗(yàn)與信息關(guān)系形態(tài)之間的同一性，展現(xiàn)出區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的泛心論；全局工作空間模型則面臨隱喻模型的證實(shí)、因果關(guān)系的確證、信息加工的內(nèi)部細(xì)節(jié)等一系列有待解決的問題。在意識(shí)模型框架合理的前提下，仍存在許多尚待解決的困難問題。但是這種方法為我們提供了一個(gè)有前景的研究方向，其充分的方法論支持了未來意識(shí)模型功能主義進(jìn)路的發(fā)展與統(tǒng)一。

沿著塞爾對(duì)意識(shí)神經(jīng)科學(xué)研究的兩條進(jìn)路的區(qū)分即構(gòu)筑部件模型(building block model)和統(tǒng)一場模型(unified field model)[14]557-578可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今的意識(shí)模型研究也是沿著這兩條進(jìn)路發(fā)展而來的，克里克與科赫的“40HZ模型”與澤基的“多重意識(shí)層次模型”就是構(gòu)筑部件模型的典型代表，而埃德爾曼的“動(dòng)態(tài)核心模型”及巴爾斯的“全局工作空間模型”則傾向于從意識(shí)的統(tǒng)一性視角來探究意識(shí)。當(dāng)今意識(shí)模型的發(fā)展之處在于不斷深入及系統(tǒng)化完善中整體上呈現(xiàn)統(tǒng)一融合的態(tài)勢，意識(shí)模型的最終建構(gòu)，是對(duì)意識(shí)整體性與可分割性的綜合考慮，對(duì)意識(shí)核心功能組件的構(gòu)建也是模型發(fā)展的關(guān)鍵。各類模型總體上越來越傾向于關(guān)注意識(shí)的全局性、整體性、復(fù)雜性問題，科學(xué)上從單一、靜態(tài)、累積式的精細(xì)化研究轉(zhuǎn)向交互、動(dòng)態(tài)、耦合式的全局一體化的面向，理論層面則從離身、身心二元向具身、身心一體的方向發(fā)展，旨在提出意識(shí)理論的最新研究范式，逐漸揭開意識(shí)這一未解之謎的答案。

基于神經(jīng)生物學(xué)及認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等最新研究成果發(fā)展而來的功能主義進(jìn)路的意識(shí)模型顯示出了其優(yōu)勢，如迪昂的“全局神經(jīng)元工作空間模型”、托諾尼的“整合信息理論模型”及泰勒的“意識(shí)的CODAM模型”[15]1598等各類模型都力求在探尋NCCs的基礎(chǔ)上，通過功能主義策略實(shí)現(xiàn)對(duì)意識(shí)核心功能組件的解釋，如“動(dòng)態(tài)核心”“信息整合”“全局工作空間”等將全局性、復(fù)雜性、信息性等納入解釋范圍，以求對(duì)意識(shí)之謎進(jìn)行全方面的探索。意識(shí)模型構(gòu)建的功能主義策略是攻克意識(shí)難題的一條可行的且有前景的道路，隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，功能主義與神經(jīng)科學(xué)的整合是必要的，意識(shí)模型構(gòu)建就是其結(jié)合的最好介質(zhì)，也是當(dāng)前解決意識(shí)難題的合理方案，一方面對(duì)意識(shí)模型建構(gòu)的控制基礎(chǔ)即相關(guān)物理狀態(tài)的實(shí)證研究是解釋意識(shí)的基礎(chǔ)，而核心功能組件的建構(gòu)則是解釋意識(shí)狀態(tài)核心實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵部分，也是意識(shí)模型建構(gòu)中融合功能主義策略的關(guān)鍵方法，意識(shí)模型也只有在這一功能主義策略下，才有望全面解開意識(shí)之謎。與此同時(shí)需要強(qiáng)調(diào)的是，目前關(guān)于意識(shí)機(jī)制的科學(xué)共識(shí)遠(yuǎn)非普遍，但是毋庸置疑，意識(shí)模型的功能主義進(jìn)路是一個(gè)很有前途的方向，意識(shí)模型的發(fā)展需要在多學(xué)科交叉協(xié)作下進(jìn)一步的突破、發(fā)展與驗(yàn)證，我們應(yīng)該抱著開放積極的態(tài)度去跟進(jìn)、檢驗(yàn)不同的意識(shí)模型。