西班牙《趣味》月刊10月号发表题为《少数细胞和纤维(大脑)是如何创造出人类的感知意识的?》一文,文章盘点了有关人类意识有待破解的十大谜团。全文摘编如下:
这是科学家们刚刚开始破解的一个谜,也无疑是宇宙中最大的谜团。近年来集中涌现多项有关人类意识的研究成果,研究人员一直在试图回答与之相关的十大问题:
1.何谓感知意识?
从本质上讲,任何一种主观体验都属于感知意识,例如:承受痛苦、闻到油炸洋葱的味道、感到羞辱、在人群中认出朋友、反思过往的种种……这是大多数研究人员都赞同的。但随着我们不断深入研究,更大的问题就会显现出来。17世纪法国哲学家勒内·笛卡尔认为,宇宙中共有两个不同的实体,即思考(心灵)和外在世界(物质)。上世纪末,美国纽约大学的哲学家戴维·查默斯借鉴了笛卡尔的所谓“二元论”理论以及后来思想家的研究,进一步区分出“意识的简单问题”和“意识的复杂问题”。
2.人有几种意识?
意识通常被认为就像一个开关:当我们醒来时,这个开关会打开;当我们睡着、被麻醉或处于昏迷状态时,它会关闭。然而,当我们进入梦境时,却能够拥有类似于清醒时的主观体验。有鉴于此,研究人员得出了结论:意识并非只有两种状态,而是存在三种。然而,这一观点似乎也没有太大出路。该观点主要基于对昏迷者(其大脑完全没有反应)以及持续性植物人(其特点是处于睡眠和觉醒之间的循环状态,但对刺激并没有反应)的研究。处于后一种状态的植物人似乎比昏迷者具有更强的意识,但这两组人的意识状态都比被轻度镇静过的患者要弱。神经科学家和哲学家已开始论证存在多种意识状态:这就像光线调节器或梯子,最底部是零意识,而最顶部则是最强意识。
3.如何解释意识?
如果物理学能够解释或有望解释宇宙中的所有现象,那么似乎也可以推断出一个合乎逻辑的结论,即物理学也能解释感知意识。假如能够实现,那么意识将成为物质世界的一部分,而这与笛卡尔的二元论思想恰恰相悖。美国马萨诸塞州塔夫茨大学的哲学家丹尼尔·丹尼特和普林斯顿大学的科学家迈克尔·格拉齐亚诺指出,现在有观点认为意识需要一个超越物理世界的解释,但这种想法是错误的。这两位学者认为,意识是由复杂的神经机制产生的如海市蜃楼一般的“幻觉”,所以我们不需要对其进行全新的物理学解释。我们需要更好地理解大脑是如何创建其对世界的理解模式,以及我们对外部体验的主观理解模式。
4.动物有何意识?
顽皮的孩童把皮球扔进海里,再看着海浪把球送回来,如此往复并乐在其中。西雅图水族馆的珍妮弗·马瑟和罗兰·安德森惊讶地发现,章鱼竟然也能做类似的事情。这些动物的玩具是一个漂浮的药瓶,有些章鱼完全忽略了药瓶的存在,但有些个体却能任意玩耍。水族馆的章鱼中有6只很快就对这些药瓶失去了兴趣,有两只却表现出了孩童般的好奇心,它们用触足触碰药瓶,或者喷出水柱,让它逆着水族馆里的水流移动。研究人员认为,目前无法将其解释为游戏之外的行为模式,而且众所周知,这种行为需要某种形式的意识作为支撑。
5.意识如何产生?
鉴于动物界存在各种有意识的体验,我们不禁要发问:意识是什么时候以及如何产生的?这是因为我们和动物拥有共同的祖先吗?或者说意识是在不同的物种族系当中独立进化而来的?德国蒂宾根动物生理学教授安德烈亚斯·尼德更倾向于后一种解释。在最近的一项实验中,他研究了支撑乌鸦视觉意识的大脑处理过程。他训练这些鸟类在看到不同颜色的方块时做出某种反应,其中有些方块的颜色很难辨别。只有当乌鸦看到方块并展开学习行为时,一种名为“端脑”的大脑结构中的神经元才会被激活,这表明这一区域对于鸟类的有意识视觉感知起到至关重要的作用。
端脑通常是指大脑或两侧大脑半球,是脑的最高级部位。在人类和灵长类动物中,前额叶皮层也能发挥同样的作用。出于这个原因,尼德教授认为,意识是在多种情况下独立进化产生的,就像翅膀在昆虫、鸟类和蝙蝠身上独立进化而成一样。
6.机器有意识吗?
至少专家目前并不清楚机器是否能变得有意识,他们也不清楚我们未来能否知道机器是否具有意识,而这将取决于意识将如何被定义。如果意识被认为是由大脑在运转过程中产生的幻觉,那么能够复制这些过程的机器就和我们人类一样拥有意识。那么我们将如何判断机器是否具有意识?哲学家丹尼尔·丹尼特认为,机器必须让人类对话者相信它是有意识的,如果机器在人机互动中能表现出“适当的能力和智慧”,就足以认定其具有意识。
7.意识有何用途?
许多研究人员都认为,意识可以帮助我们灵活地处理各种行为,从而使我们得以更好地生存。意识使我们对外部刺激的反应超出了一系列自动反应和条件反射,拥有意识也使我们能够通过感觉来对外部世界作出判断,让每个人都有能力知道某件事情能产生正面影响还是负面影响。此外,意识还涉及选择性注意,这种功能能使大脑专注于最重要的事务。因此,有意识的动物可以做出更加复杂的决定。
8.能否发现意识?
上个世纪末,有科学家预测,2025年前或将在大脑中检测到意识留下的痕迹。哲学家戴维·查默斯是“意识的复杂问题”这一概念的创造者,他不认为上述假设是可行的,但有些人对此充满希望,例如德裔美国神经科学家克里斯托夫·科赫。如今,时间已经临近最后期限,相关研究进展如何?尽管对理论上涉及的大脑区域和脑部网络的研究取得了进展,但我们还没有达到最终目标。一些最新研究结果显示,前额叶皮层会起到关键作用,该区域负责复杂的认知过程,例如集中注意力、决策和计划等。研究人员认为,感觉信息要成为有意识的知觉,不仅要经过感觉皮层的处理,还必须在这个区域进行处理。人类和猕猴的神经影像学研究为这一观点提供了支持。然而,对此持怀疑态度的专家指出,他们所显示的前额叶皮层的活动可能只是感知刺激的一种迹象,并不意味着实验个体对这一过程是具有意识的。
9.宇宙有意识吗?
对一些人而言,这是一个毫无意义的问题。然而,也有人并不排斥探讨这个问题。整合信息理论认为,任何物理系统都可以具有意识。一个被称为phi的指标能够衡量一个系统所拥有的整合信息量,凡是phi值略大于零的个体都是有意识的。例如一个恒温器,它可以有意识地开启或关闭。该理论的支持者倾向于泛心理主义,认为宇宙中的一切都有意识,很可能包括宇宙本身。
10.意识创造现实?
要想解决这个问题,首先必须思考日常生活中的现实是如何从更隐蔽的量子现实中产生的。根据标准量子理论,一个量子系统相当于所有可能状态的叠加,只有当我们对其进行观察或测量时,量子现实才会坍缩成一个单一的状态,即经典现实。然而,标准的量子理论没有定义什么是测量或观察,也没有定义这种坍缩到底是如何发生的。许多理论家试图通过绕过对测量和观察的需求来解决这个“测量问题”。还有人认为,并不存在这种坍缩,叠加中的每个经典状态都在不同的世界中真真切切地实现了。此外,所谓的坍缩理论指出,一旦量子系统中的物质质量超过某个阈值,叠加就会随机坍缩为多种可能存在的经典状态之一,从而抑制叠加的发生。目前,尚无具有经验性的证据来证明或反驳这些观点。然而,如果这种理论最终得到论证,或许可以说,意识导致量子现实坍缩,进而创造了我们正在经历的经典现实。