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
你是誰？你對自由意志是如何產生興趣的？
我是愛奧那學院的哲學助理教授，同時也是愛奧那神經科學專案的教員。我曾在富蘭克林與馬歇爾學院的科學與哲學心靈研究專案工作，並曾在倫敦國王學院和阿拉巴馬大學擔任講師。我最近和即將發表的出版物主要關注自主性問題，從自由意志的哲學解釋以及它如何與神經科學和精神病學交叉的角度進行探討。我研究的主要問題之一是神經科學能告訴我們關於有意義的能動性的什麼資訊（請點選此處檢視我最近為約翰·坦普爾頓基金會撰寫的關於能動性、自由和責任研究的擴充套件評論中的主題回顧）。
我對自由意志的興趣源於跨學科途徑。在格林內爾學院讀本科時，我主修心理學，重點是實驗心理學和臨床心理學。在格林內爾學院的最後一年，我意識到我被我們閱讀和進行的心理學研究背後的理論問題所吸引，特別是關於心靈如何與大腦相關、意識的科學研究前景，以及人類作為能動者如何融入自然的世界圖景等問題。因此，我追隨這些興趣，學習了心理學哲學，並最終找到了這些主題的完美融合：自由意志的神經科學。
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什麼是自由意志？
自由意志似乎是我們日常生活中熟悉的一個特徵——我們大多數人都相信，（至少在某些時候）我們所做的事情在某種程度上取決於我們自己。例如，我自由地決定接受這份工作，或者我今天下午決定去跑步時是自由行動的。自由意志不僅僅是我在世界上為了實現目標而行動，而是我對我的決定行使有意義的控制權。我的決定和行動取決於我，因為它們是我的——是我價值觀、慾望、信仰和意圖的產物。我決定接受這份工作，是因為我重視該機構的使命，或者我相信這份工作會讓我受益匪淺，或者非常適合我。
相應地，在我看來，至少在某些時候，我可以決定做一些與我所做的事情不同的事情。我決定今天下午去跑步，但沒有人強迫我，我也沒有受到任何強迫；我本來可以去喝咖啡，至少在我看來是這樣的。
哲學家們以這些起點為基礎，努力構建關於自由意志的合理解釋。廣義上講，對於自由意志的正確觀點存在很多分歧，但大多數哲學家認為，如果一個人有自由行動的能力，並且這種控制與是否應該追究該人為其所做的事情負責（例如，責備或讚揚他們）有關，那麼這個人就擁有自由意志。例如，如果人們在受到嚴重威脅或內心強迫的情況下行事，我們通常不會追究他們的責任。
神經科學家如何研究自由意志？
關於自由意志的大腦科學有很多聳人聽聞的說法，也有很多關於科學是否證偽了自由意志的爭論（例如，“我的大腦讓我這麼做的”）。考慮到自由意志與道德和法律責任體系（如懲罰）之間的緊密聯絡，利害關係不僅關係到我們對人性的理解，也關係到我們重要的日常實踐。
當前自由意志的神經科學可以追溯到本傑明·李貝特及其同事的一項有影響力的實驗。我們的大多數行為都始於身體運動，我們大多數人認為，當我們決定移動時（例如，決定拿起我的茶杯），首先是我，能動者或人，做出決定，然後我將控制權交給大腦的運動控制迴路來執行動作。
自 20 世紀 60 年代以來，科恩胡伯和迪克的工作表明，在自願（即參與者發起的運動）身體運動之前，透過腦電圖 (EEG) 可以測量到輔助運動區 (SMA) 和前 SMA 中緩慢積累的負腦活動。這種被稱為準備電位 (RP) 的腦活動被認為是自發運動的神經準備，並在運動時間前大約半秒開始（此處）。
因此，李貝特及其研究人員詢問能動者何時出現在 RP 之前？能動者的決定必須是在實驗室中可測量的東西，因此李貝特要求參與者在他們選擇的時間進行運動（手指或手腕的運動），然後在事後使用改進的時鐘（稱為“W 時間”）報告他們首次意識到自己的決定或移動衝動的時間。
李貝特發現，與常識性預期相反，平均報告的首次意識到移動決定的時間，即 W 時間，發生在 RP 開始後近三分之一秒。因此，李貝特（以及此後的一些其他人）得出結論，RP 是大腦無意識地決定移動，而能動者的決定發生在稍後（此處）。
李貝特認為，這證明了有意識的能動者或自我並沒有啟動或開始行動準備，而是無意識的大腦在這樣做。他認為，這一結果代表了我們所有自願運動是如何產生的，如果是這樣，那麼能動者有意識的行動決定並不會啟動導致運動的過程。但是，如果能動者在行動中沒有發揮這種啟動作用，那麼我如何行動才能取決於我呢？
這些結果讓很多人感到擔憂，並激發了認知神經科學和哲學領域蓬勃發展的研究事業。但是，不應倉促得出令人沮喪的結論，即我們沒有自由行動，或者我們真的不應該受到他人對我們行為的任何道德反應；關於如何將最初的李貝特結果解釋為與我們人類作為自治、自由和道德的人的形象相一致，存在著健康的討論。
W 時間被認為指示意識到決定的時刻。我們可以科學地捕捉“有意識意識的時刻”嗎？
自從李貝特及其同事的研究最初發表以來，人們一直對我們是否可以測量有意識意識的時間表示擔憂。畢竟，我們這裡談論的是毫秒的時間範圍。在這些研究中，實驗室中在運動之前測量的所有事件都發生在參與者擺動手指或手（現在按鈕按下是首選運動）之前的一秒鐘內。李貝特認為，W 時間在合理範圍內是可靠的，因為我們可以看到實驗室中的參與者估計其他事件（如皮膚電擊）的時間有多準確。W 時間的可靠性最近再次受到一項新研究的挑戰，該研究得出結論，根據參與者在實驗中完成某些任務的順序，W 時間可能會有顯著差異（即，存在順序效應；參見此處）。
其他研究人員目前正在探索測量實驗室中移動決定的替代方法，包括帕雷斯-普霍爾拉斯及其合作者的工作，他們一直在使用線上（即，運動前）測量能動者對移動決定的意識（此處）。
在這些研究中，參與者觀看計算機上連續的字母流，同時自發地按下按鈕。但是，偶爾字母會改變顏色。當這種情況發生時，參與者被告知，如果他們已經意識到自己準備很快按下按鈕，就在那時按下按鈕。這些型別的線上意識測量可能最終被證明是更可靠的方式，可以瞭解人們是否在實驗室中具有行動的有意識意圖。
自由意志神經科學的最新研究是什麼？
目前最熱門的兩個主題似乎是，第一，RP，即運動前大腦活動的負向積累，究竟意味著什麼；第二，我們如何使我們在實驗室中的自願行動更具生態效度。關於第一個問題，過去十年，研究人員一直在調查我們是否有證據表明 RP 真的代表了移動的決定，或者，RP 是否只是大腦以某種方式（例如，向左而不是向右）偏向移動，而沒有承諾這樣做。
其他人則測試 RP 是否根本不是特定於運動的活動的可能性（例如，執行自願任務的一般認知準備）。另一些人，如舒爾格及其同事，透過實證研究認為，RP 是當我們的行為是由神經噪聲超過某個閾值而產生時，我們所拾取的神經訊號（此處）。這種可能性令人擔憂，因為那時我們認為是由我出於理由而採取的行動，實際上可能只是波動的大腦活動的被動結果。
關於第二個熱門問題，研究人員現在正在嘗試設計實驗室中的任務，這些任務更接近我們每天參與的決策和行動型別。李貝特認為，像手腕彎曲或按下按鈕這樣的簡單運動可以代表更復雜的動作，因為 RP 已被證明發生在實驗室中更復雜的運動之前。因此，我們可以對涉及實踐決策和身體運動的事件的時間安排給出統一的解釋。
但是，包括我在內的許多人已經表示擔憂，即何時按下按鈕或是否按下左按鈕或右按鈕，根本不是正確的行動型別，以此來聲稱我們作為能動者沒有透過我們有意識的行動意圖來啟動我們的行動。因此，目前正在進行的一些工作包括透過獎勵或懲罰提前跳過或有價值的選擇（例如慈善捐款）使選擇哪個按鈕或何時按下按鈕變得有意義。
而且，當然，認知神經科學家可以隨意使用大量的神經影像工具。李貝特發現的一些最有趣的複製和擴充套件是使用單細胞記錄和 fMRI 等技術完成的（參見此處和此處）。事實上，自由意志的神經科學過去和現在一直是某些重大研究資助專案的重點，例如自由意志中的重大問題專案（2010-2014 年，首席研究員阿爾弗雷德·梅勒博士）和意識與自由意志專案（2019 年至今，由 17 位首席研究員合作），每個專案都涉及哲學家和全球眾多的神經科學實驗室。從這些資助專案中，我認為我們應該期待進一步明確當我們決定做什麼和自願行動時，幕後發生了什麼。
神經科學中還有其他任何結果告訴我們關於我們能動控制的有趣之處嗎？
是的，我們生活中最不可否認的一個方面是，我們確實體驗到自己控制著我們的運動及其在世界上的影響。認知神經科學領域有大量工作專注於透過對所謂意向性結合的研究來研究這種能動感（有關最近的學術評論，請參見此處）。
基本上，如果您要求參與者在巧妙的實驗設定中判斷某個事件（例如，計算機螢幕上移動的圖示）是他們的能動性的結果還是其他人的能動性的結果（即，“我做的”判斷），如果結果是積極的，參與者傾向於錯誤地判斷結果是他們自己能動性的結果，如果結果是消極的，則錯誤地判斷結果是他人能動性的結果。也就是說，對於明確的能動感判斷存在一種自我服務偏見（有關這方面的有趣結果，請參見韋格納和惠特利的 1999 年論文此處以及心理學中關於歸因理論的其他早期工作）。
認知神經科學家已經找到了一種方法來研究我們對控制我們的行動和行動結果的意識，而無需調查參與者的明確“我做的”判斷。相反，實驗人員要求參與者判斷各種事件的時間，包括他們的運動（例如，按下按鈕）和這些運動的感覺結果（例如，按下按鈕後發出嗶嗶聲）。研究人員發現，如果您自願按下按鈕並聽到隨之而來的聲音，您會判斷運動的時間和聲音的時間在感知空間中比您被導致移動（透過神經刺激）並聽到隨之而來的聲音時更接近。
換句話說，當您自願行動而不是被導致移動或只是判斷事件的時間而不行動時，行動和聲音的感知時間會在感知空間中“結合在一起”（此處）。然後，關於能動性研究的有趣之處在於，我們對世界的感知判斷似乎區分了我們何時行動以及何時對我們做了某事。關於意向性結合的研究工作已經解決了在情緒困擾、脅迫和麵對選擇時更具生態效度的能動感問題。
* 研究更具代表性的決策型別和/或更具生態效度的情境中的能動感神經科學家的研究機構包括倫敦大學學院行動與身體實驗室和查普曼大學大腦研究所等。