本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
感覺意識絕非漂浮在我們頭頂的自由雲朵，而是深刻地嵌入在生物學、解剖學、生理學中，尤其是在適應性功能中，這些功能在我們生活的每一秒清醒時刻為我們服務。 這並非哲學思辨。 現在，同行評審期刊上發表的眾多研究結果為此提供了支援，這些研究結果很容易在網路檔案中找到。
伯納德·巴爾斯是我最喜歡的關於這個主題的思想家和研究人員之一。 巴爾斯在 30 多年前從根本上改變了意識的科學研究，如今，他在一本名為關於意識：科學與主觀性 — 關於全域性工作空間理論的更新著作的刺激性意識更新著作中再次做到了這一點。 在他的新書中，他提出了新穎的預測，並借鑑了認知科學的最新研究。 這部鴻篇鉅製確實令人難以置信，任何認真對待人類意識的悖論和奧秘的人都應該將其放在書架上。 在這次對巴爾斯的採訪中，我們討論了他的新書以及他對意識科學研究的最新想法。
問：您是如何對意識的科學研究產生興趣的？
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我無法避免。 我對哲學感興趣，在那裡，每一位重要的聲音都對意識有所論述。 然後我讀了 A.J. 艾耶爾的作品，他是一位著名的邏輯實證主義者，他認為自伯特蘭·羅素以來的英國和美國哲學本質上是一項非經驗性的事業。 我是一個新手，所以也許我完全錯了，但我成為了一名心理學專業的學生，並且很幸運。 我才華橫溢的入門教授讓我們閱讀了喬治·A·米勒的優美小歷史書《心理學：精神生活的科學》。
這對我來說就足夠了，因為在行為主義的專業限制下，你不應該談論“精神生活”，而米勒（以一種非常禮貌的方式）提出了激進行為主義者是錯誤的論點。 那時我並不知道哈佛大學心理學系實際上在 20 世紀 50 年代因這場辯論而分裂成兩部分。 被稱為“心理學”的那一半以 B.F. 斯金納的激進行為主義而聞名，而新的社會關係系則擁有當時最著名的感覺心理學家 S.S.（史密蒂）史蒂文斯。 英國科學家兼小說家 C.P. 斯諾的一篇非常著名的文章宣傳了所謂的“分裂文化”，將科學與傳統人文學科對立起來。 歷史學家仍然認為這是一場災難。
所以我有一些出色的教授，他們真誠而渴望交流，並且私下裡對同樣的事情感到好奇。 從那時起，我寫的所有幾乎所有內容都源於我的本科和研究生教授的研究專案。 甚至 B.F. 斯金納也在 1976 年出版的兩卷自傳《我生活的細節》中改變了他對激進行為主義的看法。 那是莎士比亞的名言，它來自他四年本科期間追求成為意識流小說家的過程。
我對人性的各個方面都感興趣。 當我 1980 年開始擔任認知科學家時，行為主義仍然很強大，沒有人願意直接研究意識。 這被認為是職業自殺。 80 年代的認知科學是一種比當時其他方法更開明的心理學方法——我們將人工智慧、語言學、人類學、神經網路和語言科學納入其中——我非常喜歡它。
當您問我是如何誤入意識和大腦的孤林時，而現在這已成為一個連貫的科學領域，我不得不歸咎於西方思想的整個歷史，可以追溯到古典希臘。 但即使是現在看來也很武斷。 現在我們又有了上千年的古代歷史，很明顯，印度河流域文明與蘇美爾有著繁榮的貿易，蘇美爾是新月沃土的一部分，那裡的人們不斷進行貿易並擁有早期的楔形文字字母表，其中有大量的檔案。 最重要的是，阿育王的希臘-佛教帝國進口了希臘雕塑家，印歐語系已經遍佈歐亞大陸的大部分地區。 因此，關於東方是東方，西方是西方，兩者永遠不會相遇的想法是一個故意的笑話，因為魯德亞德·吉卜林瞭解希臘-佛教帝國的一切。
在我所知道的每一個智慧傳統中，主觀性（又名意識）都是一箇中心話題，或許是因為它以如此明顯的方式將個人與社會群體結合在一起。 我們的個性是大腦皮層的功能，現在大腦研究已證明大腦皮層是“意識的器官”。 懷爾德·彭菲爾德在 1934 年透過對完全清醒的患者進行開顱手術發現了這一點，這些患者能夠與他交談和打手勢。 在過去的三十年中，他在蒙特利爾神經病學研究所研究了大約 1,200 名患者。 這種手術仍在進行中，生物醫學檔案中充滿了直接證據。 只需搜尋“意識”和“大腦”，它就會彈出。
無論如何，如您所知，自威廉·詹姆斯以來，意識已經被忽視了大約 100 年。 這當然是一個巨大的機遇和挑戰，而且我可以看到科學地解決它的方法。
科學工作在外人看來可能很單調，但許多科學家將其視為一種創造性的鬥爭，充滿了以前從未解決過的實踐和概念挑戰。 我們只需要看看今天基因組學的增長，就能找到無數的例子。 但是，科學的創造性方面能告訴我們關於我們心智大腦的什麼呢？ “心智大腦科學”這個術語來自神經科學家雅克·潘克塞普關於情感的精彩著作，我認為他想強調的是，心智和大腦不是分離的，它們是深刻聯絡的。
因此，在 1982 年，我能夠將全域性工作空間架構的想法與意識流結合起來。 在某種程度上，它將“群體計算”的新穎想法與我們掌握的關於意識流有限容量的證據結合起來。 該經驗理論被稱為全域性工作空間理論，或 GWT。
GWT 繼續發展，越來越多的證據表明了這一點。 這個想法後來進入了主流科學。
意識是一個基本概念，就像質量和能量、熵和生命一樣。 科學家無法避免它，所以我們使用了許多化名。 人們稱之為“感知”或“注意力”，甚至“知識”。 這些術語捕捉到了部分真理，但它們絕不是經驗性錨定概念的整個網路。
即使在今天，意識事件的經驗性錨點也正在出現，在意識事件的皮質標記方面取得了一些真正的進展，這些標記可以與實驗匹配的無意識標記相媲美。 這是一個新興領域，但優秀的 researchers 正在以非常可靠的方式進行開發。
問：什麼是全域性工作空間理論？
全域性工作空間理論旨在理解我在心理生物學（從意識一直延伸到深層生物學）的廣闊領域中瞭解到的最大經驗悖論。 我稱這個眾所周知的難題為“悖論”，因為我不知道答案。 但 GWT 旨在對此進行一些解釋。
全域性工作空間理論源於艾倫·紐厄爾、赫伯特·A·西蒙、唐納德·諾曼和丹尼爾·卡尼曼等人的認識，即意識流的狹隘性似乎與無意識“記憶”或“自動化”或人們所稱的任何東西的巨大容量相沖突。 你擁有這個驚人的“記憶”領域，沒有人對其進行過任何定量估計，而且它完全由威廉·詹姆斯所說的“細小溪流”執行。 他也想不通，但他知道證據。
艾倫·紐厄爾在卡內基梅隆大學的研究小組發現，沒有一種可用的演算法能夠解決 ARPA 識別 1,000 個口語單詞的挑戰。 因此，他們找到了一種群體計算答案：如果你將一百個糟糕的演算法放在一起，讓他們分享假設並對最流行的假設進行投票，結果證明，非常不足的演算法可以共同解決單個演算法無法解決的問題。
人們一直在思考平行計算機和並行互動式問題解決，一小群神經網路先驅不知何故得出了非常相似的觀點，或許是從考慮大腦中許多分層陣列的角度出發。
這演變成了全域性工作空間理論，作為組織大量關於密切相關的意識和無意識大腦處理的證據的一種方式。 我們研究了雙耳分聽，其中受試者戴著帶有左右兩個輸入通道的耳機，並且必須儘可能快地說出聽到的音節。 這被稱為“跟隨”輸入。 人們可以做得非常好，唯一的代價是“未注意”的耳朵完全沒有意識。 但我讀到了唐納德·G·麥凱的一個美麗的實驗，他發現意識（注意）通道中的一個歧義詞可以被“無意識”通道中同時出現的無意識詞改變。 無意識大腦事件塑造意識事件的現象現在已得到常規研究，儘管它仍然以行為主義術語描述。
現在我們有了出色的腦儀器，我們可以實際觀察視覺和聽覺中的訊號處理，雖然沒有“地面實況”的精確度，但足以檢驗假設。 我很幸運能與傑拉爾德·埃德爾曼一起研究這些問題，到目前為止，非常清楚的是，皮層是“動態”全域性工作空間的完美大腦結構。
我目前的研究將意識體驗的全域性工作空間 (GW) 理論擴充套件到大腦證據，特別是皮層和丘腦的作用。 雖然皮層和丘腦在肉眼看來是分開的，但它們作為一個整合系統發揮作用（Llinas 和 Pare，1991；Edelman 和 Tononi，2000；Steriade，2006；Freeman，2007）。
意識狀態研究通常將清醒狀態與慢波睡眠、昏迷、全身麻醉和癲癇進行比較。 意識內容的研究比較了清醒狀態下的意識與無意識認知，使用了雙眼競爭、注意瞬脫、後向掩蔽和注意操作。 意識和無意識刺激都會觸發感覺衝擊，這些衝擊可以追溯到大腦皮層深處（Gaillard 等人，2009；Panagiotaropoulos 等人，2012）。
腦成像實驗支援了最著名的 GW 預測“廣泛整合和廣播”（Dehaene 和 Naccache，2001）。 也就是說，意識刺激通常會比匹配的無意識刺激引發更廣泛、更強烈且更相關的皮質活動。
我的最新著作《關於意識：科學與主觀性》的第四部分發展了 GW 動力學，表明意識體驗反映了大腦中靈活的“繫結和廣播”功能，該功能能夠調動大量分散式的、專門的皮質網路和過程，而這些網路和過程本身並沒有意識。 請注意，該理論提出的“廣播”階段應該引發廣泛的適應，原因與火警應該引發廣泛的響應相同，因為事先不可能完全知道特定任務相關的響應者的具體需求。 一般警報會根據當地情況進行解釋。
基於大腦的 GW 與高度分散式、專門的知識來源“受眾”互動，這些來源根據當地知識解釋全域性訊號（Baars，1988）。 全域性訊號觸發重入訊號，共振是皮層的典型活動。
問：意識的擬議生物學功能是什麼？
大量證據表明，意識感覺和認知為對感覺、社會和概念世界的瞬時適應提供了領先優勢。 達爾文進化發生在世代之間，並透過表觀遺傳表達也調節著生命發展。 但是動物會遇到世界上非常快速的變化，這些變化是新穎且模稜兩可的。 為了適應快速且定義不清的危險和機遇，我們需要大腦。
據信皮質感覺意識以約 10 赫茲的頻率執行，這是大腦振盪的 θ 和 α 範圍。 如果你是一隻兔子，面對一條潛在的蛇，你首先必須跑到安全的地方，然後再嘗試評估你看到了什麼。 100 毫秒域（10 赫茲）對於感覺輸入來說是一個非常有用的停留時間，它也是小型祖先哺乳動物的嗅探率。 從生物學角度來看，100 毫秒域非常有意義，而意識顯然是生物學的。 它必須具有合理的生物功能。
新的證據現在也暗示了較慢的 δ 範圍。 這些慢振盪有可能受到攜帶內容的 β 和 γ 振盪以及透過“標記線”連線逐點連結的空間陣列的調製。 這是一個非常令人興奮的前沿領域。
問：全域性工作空間理論對意識認知有什麼預測？
與任何其他理論一樣，它具有許多含義。 我在我的最新著作《關於意識：科學與主觀性 - 關於全域性工作空間理論的更新著作》（鸚鵡螺出版社，2019 年）中專門探討了這個問題，為意識和無意識體驗在活體大腦中的作用奠定了框架。
GWT 最新的預測是與大腦中有意識事件（而非無意識事件）相關的全域性廣播的想法。 它已獲得多個實驗室的大量證實。
問：現代科學如何研究意識？
意識是自然的一部分，我們現在有明確的證據表明“意識思維的器官”，即大腦皮層，它佔據了顱腔體積的 80%。 廣義上講，感覺知覺是有意識的，而“儲存的記憶痕跡”則不是。 內在感覺，如內心言語和視覺意象也是有意識的，在兒童中可能更生動。
最具啟發性的研究是比較匹配的意識和無意識條件，又名“對比分析”，這使我們能夠精確定位視覺意識產生的location 和過程，例如。
問：科學有進步嗎？
是的，取得了巨大的進步。 當我於 1982 年首次提出 GWT 時，我們所擁有的只是心理學證據和對“並行互動處理”的新理解。 兩者都至關重要。 但現在我們可以直接以高時空解析度觀察活體大腦，我們可以追蹤纖維系統，我們可以看到大腦皮層是如何佈線的，以實現“全域性整合和廣播”。
我們還了解了為什麼大腦皮層如此靈活，並且我們有了新的實驗工具。
透過化石記錄可以追溯到哺乳動物之前的大腦皮層。 目前的證據權重表明，所有“皮質”動物至少在感覺上是有意識的。 人類具有口語和更精確地使用含義的額外優勢，這取決於大腦皮層的聯合區域。 關於意識的生物學基礎，還有其他替代方案，但它們不具備大腦皮層的巨大頻寬。
如您所知，有一些簡單且資訊豐富的方法可以研究意識流 (SoC)。 主觀世界並非遙不可及。 人們可以告訴我們關於他們有意識的內心生活的很多資訊。 您可以研究自發幻想、創造力和創傷後入侵。 只要大腦皮層處於清醒狀態，它基本上就永遠不會“靜止”，因此“靜息狀態”這個術語具有誤導性。 大腦皮層的意識成分始終處於活動狀態，即使在夢中也是如此，它只是自然因果網路的一部分。 它不是生活在其他形而上學空間中的東西。
現在我們有了非常好的腦儀器，我們也可以在神經元水平上研究感覺過程。 我認為，新的是我所說的“對比分析”，即對密切匹配的意識和無意識事件進行精確的實驗比較。 它使我們能夠“將意識視為一個經驗變數”。 然後我們以卡爾·波普爾的方式檢驗可證偽的假設。
這已透過兩種方式得到了非常精美的闡述：感覺競爭（如雙眼競爭）和所謂的注意瞬脫 (AB)。 這兩種方法都允許對大腦中幾乎相同的意識和無意識執行緒進行密切的實驗比較。 有意識的那些我們知道，因為我們可以描述它們； 而匹配的無意識條件是不可報告的，但可以透過直接皮質記錄進行研究。 現在我們可以問，是什麼使有意識的大腦活動與所有其他活動不同？ 在那裡，我們得到越來越多的全域性工作空間 (GW) 理論。
在科學中，訣竅是找出可以透過經驗回答的問題。 大約在 1900 年，物理學意識到“宇宙以太”是無法檢驗的，因此他們放棄了它。 在生物學中，他們放棄了亨利·柏格森的“生命力”，因為它無法檢驗。 甚至愛因斯坦也放棄了嘗試用經典術語理解量子現象。 經驗可檢驗性使我們能夠掃除推測，這大大簡化了事情。
我特別喜歡巴黎 CNRS 的 Stanislas Dehaene 和 Jean-Pierre Changeux 以及德國蒂賓根馬克斯普朗克研究小組（由 Nikos Logothetis 和 Fanis Panagiotaropoulos 等人 (2012) 領導）所做的工作，後者建立在對獼猴進行顱內記錄近二十年的研究結果之上。 他們使用了一種稱為“閃光抑制”的實驗技術，涉及有意識（感知）和匹配的無意識（未感知）感覺輸入之間的長期雙眼競爭。 這種方法允許對意識與無意識內容進行“對比分析”，並對雙眼進行相同的刺激呈現。
我很高興這項工作廣泛證實了我於 1982 年提出的預測，即“全域性工作空間”假設，這有點像視覺大腦中的“整合和廣播”功能，正如您所期望的那樣：在 IT/MTL 區域，視覺輸入被整合到連貫的完形中。
IT/MTL 是我們將視覺資訊組織成“人、建築物和場景”的地方。 因此，它是視覺資訊的高階整合和廣播區域。 “廣播”或“點火”似乎會傳播到大腦皮層的其他部分。
稱為 MTL 的區域是海馬體，現在看來它是記憶的第一個體驗性“保持緩衝區”，這些記憶稍後將傳播到大腦皮層和其他區域。 它獲取瞬時體驗的痕跡，並將它們轉化為大量的突觸連線。 有意識的大腦皮層是對世界上新的和重要事件進行瞬時適應的領先優勢。 它不是漂浮在頭頂的光環。
問：關於心智與物理世界的“難題”呢？
對於我的朋友戴維·查爾默斯，我深感歉意，“難題”沒有任何支援性證據。 泛心論的新提議也沒有，因為它被描述為不可證偽的。 科學只能使用經驗上可檢驗的假設。
“身心”問題以各種形式存在，由來已久，但它被提出為非此即彼的二分法，彷彿心智必須是大腦的基礎，反之亦然。 這就像問先有雞還是先有蛋？ 你把世界分成兩半，並期望得到一個明智的答案。 這行不通。 你需要做的是研究基因組及其表型表達； 這非常複雜，答案永遠不是“一個導致另一個”。 它總是一組互動。 難題試圖將所有這些都塞進簡單的類別中，而且它是無法檢驗的。
我制定了一條規則，即忽略任何在經驗上無法檢驗的想法，並將重點放在可檢驗的想法上。 這是科學史上非常古老的做法，它使我們能夠過濾掉空洞的經院主義——遵循卡爾·波普爾的規則，即經驗假設必須是可證偽的，否則它們是無用的。 這對於 20 世紀的物理學和生物學至關重要。
人們似乎很難將意識視為一種自然現象。 但現在我們有數十年的證據和一些指向這一想法的理論。
問：您今天如何追求這些想法？
傳播新科學是一項艱鉅的任務。 我的編輯娜塔莉·戈爾德和我一直在共同努力，透過我們的最新著作《關於意識：科學與主觀性》、講座、虛擬研討會以及我和神經科學家戴維·埃德爾曼共同主持的新播客《關於意識》來接觸受過教育的受眾。 我正在探索其他皮質假設，並與數學家一起回答一些新問題。