本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
感觉意识绝非漂浮在我们头顶的自由云朵，而是深刻地嵌入在生物学、解剖学、生理学中，尤其是在适应性功能中，这些功能在我们生活的每一秒清醒时刻为我们服务。 这并非哲学思辨。 现在，同行评审期刊上发表的众多研究结果为此提供了支持，这些研究结果很容易在网络档案中找到。
伯纳德·巴尔斯是我最喜欢的关于这个主题的思想家和研究人员之一。 巴尔斯在 30 多年前从根本上改变了意识的科学研究，如今，他在一本名为关于意识：科学与主观性 — 关于全局工作空间理论的更新著作的刺激性意识更新著作中再次做到了这一点。 在他的新书中，他提出了新颖的预测，并借鉴了认知科学的最新研究。 这部鸿篇巨制确实令人难以置信，任何认真对待人类意识的悖论和奥秘的人都应该将其放在书架上。 在这次对巴尔斯的采访中，我们讨论了他的新书以及他对意识科学研究的最新想法。
问：您是如何对意识的科学研究产生兴趣的？
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我无法避免。 我对哲学感兴趣，在那里，每一位重要的声音都对意识有所论述。 然后我读了 A.J. 艾耶尔的作品，他是一位著名的逻辑实证主义者，他认为自伯特兰·罗素以来的英国和美国哲学本质上是一项非经验性的事业。 我是一个新手，所以也许我完全错了，但我成为了一名心理学专业的学生，并且很幸运。 我才华横溢的入门教授让我们阅读了乔治·A·米勒的优美小历史书《心理学：精神生活的科学》。
这对我来说就足够了，因为在行为主义的专业限制下，你不应该谈论“精神生活”，而米勒（以一种非常礼貌的方式）提出了激进行为主义者是错误的论点。 那时我并不知道哈佛大学心理学系实际上在 20 世纪 50 年代因这场辩论而分裂成两部分。 被称为“心理学”的那一半以 B.F. 斯金纳的激进行为主义而闻名，而新的社会关系系则拥有当时最著名的感觉心理学家 S.S.（史密蒂）史蒂文斯。 英国科学家兼小说家 C.P. 斯诺的一篇非常著名的文章宣传了所谓的“分裂文化”，将科学与传统人文学科对立起来。 历史学家仍然认为这是一场灾难。
所以我有一些出色的教授，他们真诚而渴望交流，并且私下里对同样的事情感到好奇。 从那时起，我写的所有几乎所有内容都源于我的本科和研究生教授的研究项目。 甚至 B.F. 斯金纳也在 1976 年出版的两卷自传《我生活的细节》中改变了他对激进行为主义的看法。 那是莎士比亚的名言，它来自他四年本科期间追求成为意识流小说家的过程。
我对人性的各个方面都感兴趣。 当我 1980 年开始担任认知科学家时，行为主义仍然很强大，没有人愿意直接研究意识。 这被认为是职业自杀。 80 年代的认知科学是一种比当时其他方法更开明的心理学方法——我们将人工智能、语言学、人类学、神经网络和语言科学纳入其中——我非常喜欢它。
当您问我是如何误入意识和大脑的孤林时，而现在这已成为一个连贯的科学领域，我不得不归咎于西方思想的整个历史，可以追溯到古典希腊。 但即使是现在看来也很武断。 现在我们又有了上千年的古代历史，很明显，印度河流域文明与苏美尔有着繁荣的贸易，苏美尔是新月沃土的一部分，那里的人们不断进行贸易并拥有早期的楔形文字字母表，其中有大量的档案。 最重要的是，阿育王的希腊-佛教帝国进口了希腊雕塑家，印欧语系已经遍布欧亚大陆的大部分地区。 因此，关于东方是东方，西方是西方，两者永远不会相遇的想法是一个故意的笑话，因为鲁德亚德·吉卜林了解希腊-佛教帝国的一切。
在我所知道的每一个智慧传统中，主观性（又名意识）都是一个中心话题，或许是因为它以如此明显的方式将个人与社会群体结合在一起。 我们的个性是大脑皮层的功能，现在大脑研究已证明大脑皮层是“意识的器官”。 怀尔德·彭菲尔德在 1934 年通过对完全清醒的患者进行开颅手术发现了这一点，这些患者能够与他交谈和打手势。 在过去的三十年中，他在蒙特利尔神经病学研究所研究了大约 1,200 名患者。 这种手术仍在进行中，生物医学档案中充满了直接证据。 只需搜索“意识”和“大脑”，它就会弹出。
无论如何，如您所知，自威廉·詹姆斯以来，意识已经被忽视了大约 100 年。 这当然是一个巨大的机遇和挑战，而且我可以看到科学地解决它的方法。
科学工作在外人看来可能很单调，但许多科学家将其视为一种创造性的斗争，充满了以前从未解决过的实践和概念挑战。 我们只需要看看今天基因组学的增长，就能找到无数的例子。 但是，科学的创造性方面能告诉我们关于我们心智大脑的什么呢？ “心智大脑科学”这个术语来自神经科学家雅克·潘克塞普关于情感的精彩著作，我认为他想强调的是，心智和大脑不是分离的，它们是深刻联系的。
因此，在 1982 年，我能够将全局工作空间架构的想法与意识流结合起来。 在某种程度上，它将“群体计算”的新颖想法与我们掌握的关于意识流有限容量的证据结合起来。 该经验理论被称为全局工作空间理论，或 GWT。
GWT 继续发展，越来越多的证据表明了这一点。 这个想法后来进入了主流科学。
意识是一个基本概念，就像质量和能量、熵和生命一样。 科学家无法避免它，所以我们使用了许多化名。 人们称之为“感知”或“注意力”，甚至“知识”。 这些术语捕捉到了部分真理，但它们绝不是经验性锚定概念的整个网络。
即使在今天，意识事件的经验性锚点也正在出现，在意识事件的皮质标记方面取得了一些真正的进展，这些标记可以与实验匹配的无意识标记相媲美。 这是一个新兴领域，但优秀的 researchers 正在以非常可靠的方式进行开发。
问：什么是全局工作空间理论？
全局工作空间理论旨在理解我在心理生物学（从意识一直延伸到深层生物学）的广阔领域中了解到的最大经验悖论。 我称这个众所周知的难题为“悖论”，因为我不知道答案。 但 GWT 旨在对此进行一些解释。
全局工作空间理论源于艾伦·纽厄尔、赫伯特·A·西蒙、唐纳德·诺曼和丹尼尔·卡尼曼等人的认识，即意识流的狭隘性似乎与无意识“记忆”或“自动化”或人们所称的任何东西的巨大容量相冲突。 你拥有这个惊人的“记忆”领域，没有人对其进行过任何定量估计，而且它完全由威廉·詹姆斯所说的“细小溪流”运行。 他也想不通，但他知道证据。
艾伦·纽厄尔在卡内基梅隆大学的研究小组发现，没有一种可用的算法能够解决 ARPA 识别 1,000 个口语单词的挑战。 因此，他们找到了一种群体计算答案：如果你将一百个糟糕的算法放在一起，让他们分享假设并对最流行的假设进行投票，结果证明，非常不足的算法可以共同解决单个算法无法解决的问题。
人们一直在思考并行计算机和并行交互式问题解决，一小群神经网络先驱不知何故得出了非常相似的观点，或许是从考虑大脑中许多分层阵列的角度出发。
这演变成了全局工作空间理论，作为组织大量关于密切相关的意识和无意识大脑处理的证据的一种方式。 我们研究了双耳分听，其中受试者戴着带有左右两个输入通道的耳机，并且必须尽可能快地说出听到的音节。 这被称为“跟随”输入。 人们可以做得非常好，唯一的代价是“未注意”的耳朵完全没有意识。 但我读到了唐纳德·G·麦凯的一个美丽的实验，他发现意识（注意）通道中的一个歧义词可以被“无意识”通道中同时出现的无意识词改变。 无意识大脑事件塑造意识事件的现象现在已得到常规研究，尽管它仍然以行为主义术语描述。
现在我们有了出色的脑仪器，我们可以实际观察视觉和听觉中的信号处理，虽然没有“地面实况”的精确度，但足以检验假设。 我很幸运能与杰拉尔德·埃德尔曼一起研究这些问题，到目前为止，非常清楚的是，皮层是“动态”全局工作空间的完美大脑结构。
我目前的研究将意识体验的全局工作空间 (GW) 理论扩展到大脑证据，特别是皮层和丘脑的作用。 虽然皮层和丘脑在肉眼看来是分开的，但它们作为一个集成系统发挥作用（Llinas 和 Pare，1991；Edelman 和 Tononi，2000；Steriade，2006；Freeman，2007）。
意识状态研究通常将清醒状态与慢波睡眠、昏迷、全身麻醉和癫痫进行比较。 意识内容的研究比较了清醒状态下的意识与无意识认知，使用了双眼竞争、注意瞬脱、后向掩蔽和注意操作。 意识和无意识刺激都会触发感觉冲击，这些冲击可以追溯到大脑皮层深处（Gaillard 等人，2009；Panagiotaropoulos 等人，2012）。
脑成像实验支持了最著名的 GW 预测“广泛整合和广播”（Dehaene 和 Naccache，2001）。 也就是说，意识刺激通常会比匹配的无意识刺激引发更广泛、更强烈且更相关的皮质活动。
我的最新著作《关于意识：科学与主观性》的第四部分发展了 GW 动力学，表明意识体验反映了大脑中灵活的“绑定和广播”功能，该功能能够调动大量分布式的、专门的皮质网络和过程，而这些网络和过程本身并没有意识。 请注意，该理论提出的“广播”阶段应该引发广泛的适应，原因与火警应该引发广泛的响应相同，因为事先不可能完全知道特定任务相关的响应者的具体需求。 一般警报会根据当地情况进行解释。
基于大脑的 GW 与高度分布式、专门的知识来源“受众”互动，这些来源根据当地知识解释全局信号（Baars，1988）。 全局信号触发重入信号，共振是皮层的典型活动。
问：意识的拟议生物学功能是什么？
大量证据表明，意识感觉和认知为对感觉、社会和概念世界的瞬时适应提供了领先优势。 达尔文进化发生在世代之间，并通过表观遗传表达也调节着生命发展。 但是动物会遇到世界上非常快速的变化，这些变化是新颖且模棱两可的。 为了适应快速且定义不清的危险和机遇，我们需要大脑。
据信皮质感觉意识以约 10 赫兹的频率运行，这是大脑振荡的 θ 和 α 范围。 如果你是一只兔子，面对一条潜在的蛇，你首先必须跑到安全的地方，然后再尝试评估你看到了什么。 100 毫秒域（10 赫兹）对于感觉输入来说是一个非常有用的停留时间，它也是小型祖先哺乳动物的嗅探率。 从生物学角度来看，100 毫秒域非常有意义，而意识显然是生物学的。 它必须具有合理的生物功能。
新的证据现在也暗示了较慢的 δ 范围。 这些慢振荡有可能受到携带内容的 β 和 γ 振荡以及通过“标记线”连接逐点链接的空间阵列的调制。 这是一个非常令人兴奋的前沿领域。
问：全局工作空间理论对意识认知有什么预测？
与任何其他理论一样，它具有许多含义。 我在我的最新著作《关于意识：科学与主观性 - 关于全局工作空间理论的更新著作》（鹦鹉螺出版社，2019 年）中专门探讨了这个问题，为意识和无意识体验在活体大脑中的作用奠定了框架。
GWT 最新的预测是与大脑中有意识事件（而非无意识事件）相关的全局广播的想法。 它已获得多个实验室的大量证实。
问：现代科学如何研究意识？
意识是自然的一部分，我们现在有明确的证据表明“意识思维的器官”，即大脑皮层，它占据了颅腔体积的 80%。 广义上讲，感觉知觉是有意识的，而“存储的记忆痕迹”则不是。 内在感觉，如内心言语和视觉意象也是有意识的，在儿童中可能更生动。
最具启发性的研究是比较匹配的意识和无意识条件，又名“对比分析”，这使我们能够精确定位视觉意识产生的location 和过程，例如。
问：科学有进步吗？
是的，取得了巨大的进步。 当我于 1982 年首次提出 GWT 时，我们所拥有的只是心理学证据和对“并行交互处理”的新理解。 两者都至关重要。 但现在我们可以直接以高时空分辨率观察活体大脑，我们可以追踪纤维系统，我们可以看到大脑皮层是如何布线的，以实现“全局整合和广播”。
我们还了解了为什么大脑皮层如此灵活，并且我们有了新的实验工具。
通过化石记录可以追溯到哺乳动物之前的大脑皮层。 目前的证据权重表明，所有“皮质”动物至少在感觉上是有意识的。 人类具有口语和更精确地使用含义的额外优势，这取决于大脑皮层的联合区域。 关于意识的生物学基础，还有其他替代方案，但它们不具备大脑皮层的巨大带宽。
如您所知，有一些简单且信息丰富的方法可以研究意识流 (SoC)。 主观世界并非遥不可及。 人们可以告诉我们关于他们有意识的内心生活的很多信息。 您可以研究自发幻想、创造力和创伤后入侵。 只要大脑皮层处于清醒状态，它基本上就永远不会“静止”，因此“静息状态”这个术语具有误导性。 大脑皮层的意识成分始终处于活动状态，即使在梦中也是如此，它只是自然因果网络的一部分。 它不是生活在其他形而上学空间中的东西。
现在我们有了非常好的脑仪器，我们也可以在神经元水平上研究感觉过程。 我认为，新的是我所说的“对比分析”，即对密切匹配的意识和无意识事件进行精确的实验比较。 它使我们能够“将意识视为一个经验变量”。 然后我们以卡尔·波普尔的方式检验可证伪的假设。
这已通过两种方式得到了非常精美的阐述：感觉竞争（如双眼竞争）和所谓的注意瞬脱 (AB)。 这两种方法都允许对大脑中几乎相同的意识和无意识线程进行密切的实验比较。 有意识的那些我们知道，因为我们可以描述它们； 而匹配的无意识条件是不可报告的，但可以通过直接皮质记录进行研究。 现在我们可以问，是什么使有意识的大脑活动与所有其他活动不同？ 在那里，我们得到越来越多的全局工作空间 (GW) 理论。
在科学中，诀窍是找出可以通过经验回答的问题。 大约在 1900 年，物理学意识到“宇宙以太”是无法检验的，因此他们放弃了它。 在生物学中，他们放弃了亨利·柏格森的“生命力”，因为它无法检验。 甚至爱因斯坦也放弃了尝试用经典术语理解量子现象。 经验可检验性使我们能够扫除推测，这大大简化了事情。
我特别喜欢巴黎 CNRS 的 Stanislas Dehaene 和 Jean-Pierre Changeux 以及德国蒂宾根马克斯普朗克研究小组（由 Nikos Logothetis 和 Fanis Panagiotaropoulos 等人 (2012) 领导）所做的工作，后者建立在对猕猴进行颅内记录近二十年的研究结果之上。 他们使用了一种称为“闪光抑制”的实验技术，涉及有意识（感知）和匹配的无意识（未感知）感觉输入之间的长期双眼竞争。 这种方法允许对意识与无意识内容进行“对比分析”，并对双眼进行相同的刺激呈现。
我很高兴这项工作广泛证实了我于 1982 年提出的预测，即“全局工作空间”假设，这有点像视觉大脑中的“整合和广播”功能，正如您所期望的那样：在 IT/MTL 区域，视觉输入被整合到连贯的完形中。
IT/MTL 是我们将视觉信息组织成“人、建筑物和场景”的地方。 因此，它是视觉信息的高级整合和广播区域。 “广播”或“点火”似乎会传播到大脑皮层的其他部分。
称为 MTL 的区域是海马体，现在看来它是记忆的第一个体验性“保持缓冲区”，这些记忆稍后将传播到大脑皮层和其他区域。 它获取瞬时体验的痕迹，并将它们转化为大量的突触连接。 有意识的大脑皮层是对世界上新的和重要事件进行瞬时适应的领先优势。 它不是漂浮在头顶的光环。
问：关于心智与物理世界的“难题”呢？
对于我的朋友戴维·查尔默斯，我深感歉意，“难题”没有任何支持性证据。 泛心论的新提议也没有，因为它被描述为不可证伪的。 科学只能使用经验上可检验的假设。
“身心”问题以各种形式存在，由来已久，但它被提出为非此即彼的二分法，仿佛心智必须是大脑的基础，反之亦然。 这就像问先有鸡还是先有蛋？ 你把世界分成两半，并期望得到一个明智的答案。 这行不通。 你需要做的是研究基因组及其表型表达； 这非常复杂，答案永远不是“一个导致另一个”。 它总是一组互动。 难题试图将所有这些都塞进简单的类别中，而且它是无法检验的。
我制定了一条规则，即忽略任何在经验上无法检验的想法，并将重点放在可检验的想法上。 这是科学史上非常古老的做法，它使我们能够过滤掉空洞的经院主义——遵循卡尔·波普尔的规则，即经验假设必须是可证伪的，否则它们是无用的。 这对于 20 世纪的物理学和生物学至关重要。
人们似乎很难将意识视为一种自然现象。 但现在我们有数十年的证据和一些指向这一想法的理论。
问：您今天如何追求这些想法？
传播新科学是一项艰巨的任务。 我的编辑娜塔莉·戈尔德和我一直在共同努力，通过我们的最新著作《关于意识：科学与主观性》、讲座、虚拟研讨会以及我和神经科学家戴维·埃德尔曼共同主持的新播客《关于意识》来接触受过教育的受众。 我正在探索其他皮质假设，并与数学家一起回答一些新问题。