理解意识超越探索大脑化学

只有当我们破解关于大脑的哲学以及物理学时,我们才能解释意识的进化。

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意识科学的发展尚未达到预期。

今年夏天,神经科学家克里斯托夫·科赫 承认 他与哲学家大卫·查尔默斯 25 年的赌约失败,他曾打赌意识科学现在应该已经完全解决。九月份,超过 100 名意识研究人员签署了一封 公开信,谴责最 流行的意识理论 之一——整合信息理论——为伪科学。这反过来又引发了该领域 其他研究人员 的强烈 回应。尽管进行了数十年的研究,但在意识问题上仍然鲜有共识,几种相互竞争的理论仍在争论之中。

你的意识就是“成为你”的感受。它是你对颜色、声音和气味的体验;你对痛苦、快乐、兴奋或疲惫的感觉。它使你成为一个有思想、有感知能力的生命,而不是一个没有感情的机器。


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在我的新书《为什么?宇宙的目的中, 我正面探讨了为什么在意识研究上取得进展如此困难的问题。核心困难在于意识无法被观察。你无法观察某人的大脑内部 并看到他们的感受和体验。科学确实处理无法观察到的事物,例如基本粒子、量子波函数,甚至可能是其他宇宙。但意识提出了一个重要的区别:在所有其他情况下,我们对无法观察到的事物进行理论化,是为了解释我们可以观察到的事物。唯独意识,我们试图解释的事物无法被公开观察到。

那么我们如何研究意识呢?虽然意识无法直接观察,但如果你与另一个人交流,你可以询问他们的感受,或者寻找意识的外部迹象。如果你同时扫描他们的大脑,你可以尝试将你可以观察到的大脑活动与你无法观察到的无形意识相匹配。问题是,不可避免地存在多种解释此类数据的方式。这导致了关于意识存在于大脑何处的各种不同理论。信不信由你,我们目前在意识科学领域进行的辩论与 19 世纪激烈的辩论非常相似。

或许存在前进的方向。我认为,只有当我们拒绝关于意识的还原论时,我们才能解释意识的进化。大多数意识研究人员采用宇宙的还原论观点,认为物理学在主导一切。因此,如果说我们大脑中粒子的排列方式还留下了一些未来的可能性,那么这些可能性仅仅是由量子力学中固有的随机性决定的。

近来,一些挑战开始涌现,质疑这种还原论范式。神经科学家凯文·米切尔认为,有意识生物的自由意志 在决定大脑中会发生什么方面发挥了作用,这种作用超越了物理定律所决定的范围。化学家李·克罗宁和物理学家萨拉·沃克提出的组装理论 果断地拒绝了还原到微观层面方程的做法,主张自然界中存在一种固有的记忆,指导复杂分子的构建。

进化为还原论的意识研究方法提出了最强烈的挑战之一。自然选择只关心行为,因为它只与生存有关。然而,人工智能和机器人技术的快速发展已经清楚地表明,极其复杂的行为可以存在于完全缺乏意识体验的系统中。自然选择可能构建了生存机制:复杂的生物机器人,能够追踪环境特征并启动有利于生存的行为反应,而没有任何内在生命。对于任何与意识相关的适应性行为,都可能存在一种无意识机制来启动相同的行为。鉴于这一切,意识进化出来完全是一个深刻的谜团。

或者更确切地说,在还原论范式下,意识的进化是一个深刻的谜团,根据该范式,行为在微观层面被决定,从而使得意识是否出现在更高层面变得无关紧要。但是,假设生物意识的出现带来了全新的行为形式,超越了物理学本身所能产生的行为。也许,对周围世界有意识认知的生物,从而根据这种认知自由地做出反应,其行为方式与仅仅是机制的生物截然不同。因此,它们生存得更好。有了这些假设,我们就可以理解自然选择对有意识生物的偏爱。

如果意识确实拒绝被还原,这可能会彻底改变意识科学。它本质上会提供一种新的意识经验标记。如果与意识相对应的神经过程具有一种新的因果关系特征,这种特征即使在原则上也不能从潜在的化学和物理学中预测出来,那么这将相当于在大脑中发出了巨大的“就在这里!”信号。

如果大脑中存在不还原为基本化学和物理的过程,我们难道不会早就注意到吗?事实是,我们对大脑如何运作知之甚少。我们对基本的化学过程了解很多:神经元如何放电,化学信号如何传递。我们对各个大脑区域的大致功能也了解一些。但我们几乎不了解这些大规模功能是如何在细胞层面实现的。在某种程度上,抽象理论化已经取代了对大脑中实际发生的事情的详细神经生理学研究。

作为一名哲学家,我并不反对抽象理论化。然而,区分意识的科学问题和哲学问题至关重要。科学任务是研究哪种类型的大脑活动与意识相对应,而详细的神经生理学研究——配备捕捉意识“就在这里!”标记的能力——将帮助我们在这项任务上取得进展。但是,我们最终希望从意识理论中得到的是对为什么大脑活动——无论何种形式——首先与意识相关的解释。由于意识不是一种可观察的现象,因此“为什么”的问题不是我们可以通过实验取得进展的问题。在《为什么?》中,我发展了一种激进的泛心论——即意识一直延伸到现实的基本组成部分的观点——旨在解决意识的哲学挑战,并为科学家在科学问题上取得进展提供框架。

在处理意识问题上,我们仍然处于起步阶段。这需要多方面努力,利用许多不同领域的专业知识。我们需要让哲学家进行哲学思考,让科学家研究大脑。每个方面都提供了拼图的不同碎片。最终,科学和哲学的钳形攻势将破解意识之谜。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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