理解意識超越探索大腦化學

只有當我們破解關於大腦的哲學以及物理學時,我們才能解釋意識的進化。

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意識科學的發展尚未達到預期。

今年夏天,神經科學家克里斯托夫·科赫 承認 他與哲學家大衛·查爾默斯 25 年的賭約失敗,他曾打賭意識科學現在應該已經完全解決。九月份,超過 100 名意識研究人員簽署了一封 公開信,譴責最 流行的意識理論 之一——整合資訊理論——為偽科學。這反過來又引發了該領域 其他研究人員 的強烈 回應。儘管進行了數十年的研究,但在意識問題上仍然鮮有共識,幾種相互競爭的理論仍在爭論之中。

你的意識就是“成為你”的感受。它是你對顏色、聲音和氣味的體驗;你對痛苦、快樂、興奮或疲憊的感覺。它使你成為一個有思想、有感知能力的生命,而不是一個沒有感情的機器。


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在我的新書《為什麼?宇宙的目的中, 我正面探討了為什麼在意識研究上取得進展如此困難的問題。核心困難在於意識無法被觀察。你無法觀察某人的大腦內部 並看到他們的感受和體驗。科學確實處理無法觀察到的事物,例如基本粒子、量子波函式,甚至可能是其他宇宙。但意識提出了一個重要的區別:在所有其他情況下,我們對無法觀察到的事物進行理論化,是為了解釋我們可以觀察到的事物。唯獨意識,我們試圖解釋的事物無法被公開觀察到。

那麼我們如何研究意識呢?雖然意識無法直接觀察,但如果你與另一個人交流,你可以詢問他們的感受,或者尋找意識的外部跡象。如果你同時掃描他們的大腦,你可以嘗試將你可以觀察到的大腦活動與你無法觀察到的無形意識相匹配。問題是,不可避免地存在多種解釋此類資料的方式。這導致了關於意識存在於大腦何處的各種不同理論。信不信由你,我們目前在意識科學領域進行的辯論與 19 世紀激烈的辯論非常相似。

或許存在前進的方向。我認為,只有當我們拒絕關於意識的還原論時,我們才能解釋意識的進化。大多數意識研究人員採用宇宙的還原論觀點,認為物理學在主導一切。因此,如果說我們大腦中粒子的排列方式還留下了一些未來的可能性,那麼這些可能性僅僅是由量子力學中固有的隨機性決定的。

近來,一些挑戰開始湧現,質疑這種還原論正規化。神經科學家凱文·米切爾認為,有意識生物的自由意志 在決定大腦中會發生什麼方面發揮了作用,這種作用超越了物理定律所決定的範圍。化學家李·克羅寧和物理學家薩拉·沃克提出的組裝理論 果斷地拒絕了還原到微觀層面方程的做法,主張自然界中存在一種固有的記憶,指導複雜分子的構建。

進化為還原論的意識研究方法提出了最強烈的挑戰之一。自然選擇只關心行為,因為它只與生存有關。然而,人工智慧和機器人技術的快速發展已經清楚地表明,極其複雜的行為可以存在於完全缺乏意識體驗的系統中。自然選擇可能構建了生存機制:複雜的生物機器人,能夠追蹤環境特徵並啟動有利於生存的行為反應,而沒有任何內在生命。對於任何與意識相關的適應性行為,都可能存在一種無意識機制來啟動相同的行為。鑑於這一切,意識進化出來完全是一個深刻的謎團。

或者更確切地說,在還原論正規化下,意識的進化是一個深刻的謎團,根據該正規化,行為在微觀層面被決定,從而使得意識是否出現在更高層面變得無關緊要。但是,假設生物意識的出現帶來了全新的行為形式,超越了物理學本身所能產生的行為。也許,對周圍世界有意識認知的生物,從而根據這種認知自由地做出反應,其行為方式與僅僅是機制的生物截然不同。因此,它們生存得更好。有了這些假設,我們就可以理解自然選擇對有意識生物的偏愛。

如果意識確實拒絕被還原,這可能會徹底改變意識科學。它本質上會提供一種新的意識經驗標記。如果與意識相對應的神經過程具有一種新的因果關係特徵,這種特徵即使在原則上也不能從潛在的化學和物理學中預測出來,那麼這將相當於在大腦中發出了巨大的“就在這裡!”訊號。

如果大腦中存在不還原為基本化學和物理的過程,我們難道不會早就注意到嗎?事實是,我們對大腦如何運作知之甚少。我們對基本的化學過程瞭解很多:神經元如何放電,化學訊號如何傳遞。我們對各個大腦區域的大致功能也瞭解一些。但我們幾乎不瞭解這些大規模功能是如何在細胞層面實現的。在某種程度上,抽象理論化已經取代了對大腦中實際發生的事情的詳細神經生理學研究。

作為一名哲學家,我並不反對抽象理論化。然而,區分意識的科學問題和哲學問題至關重要。科學任務是研究哪種型別的大腦活動與意識相對應,而詳細的神經生理學研究——配備捕捉意識“就在這裡!”標記的能力——將幫助我們在這項任務上取得進展。但是,我們最終希望從意識理論中得到的是對為什麼大腦活動——無論何種形式——首先與意識相關的解釋。由於意識不是一種可觀察的現象,因此“為什麼”的問題不是我們可以透過實驗取得進展的問題。在《為什麼?》中,我發展了一種激進的泛心論——即意識一直延伸到現實的基本組成部分的觀點——旨在解決意識的哲學挑戰,併為科學家在科學問題上取得進展提供框架。

在處理意識問題上,我們仍然處於起步階段。這需要多方面努力,利用許多不同領域的專業知識。我們需要讓哲學家進行哲學思考,讓科學家研究大腦。每個方面都提供了拼圖的不同碎片。最終,科學和哲學的鉗形攻勢將破解意識之謎。

這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。

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