自从不是每个人都要整天忙于生存以来，就有无数哲人开始思考自己的内心世界是怎么来的，但限于当时的科学发展水平，这些思考长期仅限于内省和思辨。这种情况一直延续到20世纪80年代。1989年，萨瑟兰（Stuart Sutherland）在为《麦克米兰心理学词典》（The Macmillan Dictionary of Psychology）撰写词条时还在说：“意识（consciousness）是一种令人着迷但又难以捉摸的现象：不可能具体说明它是什么，能做什么，或者为什么会进化出意识。还没有任何值得一读的有关意识的作品。”
不过，由于神经科学和认知科学的发展，以及像功能性磁共振成像这样新的脑成像和刺激技术的出现，事情正在迅速发生变化。克里克（Francis Crick）和埃德尔曼（Gerald Edelman）等诺贝尔奖得主几乎在同一时期提出：已经到了用科学方法研究意识的时候了。此后，意识问题就从自然科学研究的禁区一跃成为热点，各种研究层出不穷。《信睿周报》曾发表过两篇文章，就意识研究目前的各种流派做了比较全面的介绍[1]，相关内容本文不再重复。从这两篇文章中，读者不难发现，几乎在意识研究的每一个方面都缺乏共识。本文试图从这千头万绪中梳理出一个脉络，努力寻找纷乱之源，讲一讲笔者的思考。当然，笔者不敢奢望自己的观点就一定对，只是希望能引起读者的进一步思考和讨论。
意识是一种令人着迷而又难以捉摸的现象。
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Lucas Pacheco
“意识”到底是什么意思？
当我们谈论意识时，不同的人表达的常常是不同的意思，即使是同一个人在不同场合谈到意识也往往有不同的意思——意识的不同方面。因此，一些有关意识的争论也就有了一点鸡同鸭讲的味道。
比如，医院里讲的“意识”往往指病人的清醒程度。克里克和科赫（Christof Koch）在“意识的神经相关集合”（neuronalcorrelates of consciousness）[2]中讲的“意识”是指觉知到的具体特定内容，如您现在正在阅读的文字。[3]之后，科赫和托诺尼（Giulio Tononi）又把这一概念拓广到了所谓的“全意识的神经相关集合”（full neuronal correlates of consciousness），即不限于对某个特定内容的觉知，而是指对所有可能内容的集合的总体[4]——虽然没有明讲，不过笔者认为他们讲的是人脑所具有的跳变到任何一种特定意识内容的潜能，例如一位入定的高僧脑子里可以一片空明，但是他既未睡着也未做梦，如果外界有什么显著的事件，他可以立时做出反应，觉知到当时的内容。
最近大红大紫的迪昂（Stanislas Dehaene）在《脑与意识》[5]里讲到的“意识”，其实指的只是意识的一个重要方面——“进入意识”（conscious access），即从没有觉知到某个特定意识内容，到这个内容进入意识的过程，这显然和老僧入定时脑中一片空明的状态完全不同。有些人讲的“意识”是指“自我意识”，即自我感——至于意识能否和自我剥离，则是另一个有争论的问题。在讨论意识时，如果我们不先讲清楚自己口中的“意识”究竟何所指，那么这种争论就会成为各说各话。
脑与意识
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[法] 斯坦尼斯拉斯·迪昂 / 著 浙江教育出版社 2018
产生上述情况的一个关键原因是，关于意识目前还没有一个公认的定义。[6]无论是百科全书、词典还是教科书，都在用“觉知”（awareness）、“内心活动”这类同义语来解释意识，因而形成同义反复。不过即使没有公认的定义，也至少要有某种共识，这样才能避免鸡同鸭讲的窘境。笔者认为，埃德尔曼的一句话可以作为我们谈论意识问题的出发点：“意识就是随着无梦深睡……深度麻醉或昏迷……而随之而去，而在这些状态之后又随之而来的那个东西。”[7]这虽然算不上什么定义，但是可能是大家都能认可的“最大公约数”，可以作为一条工作假设。
查默斯的“困难问题”
每个正常人都有意识，但为什么对它的研究这样难，甚至连一个公认的定义都没有。2005年，美国科学作家布莱克摩尔（Susan Blackmore）曾遍访当时意识研究的领军人物，[8]她提出的第一个问题就是：意识研究为什么这样难，它有什么特殊性？对于这个问题，受访者倒是取得了罕见的共识：困难在于意识的主观性和第一人称视角不能与他人共享。也正是从这个问题出发，意识研究领域的科学家似乎形成了两个观点尖锐对立的阵营，而其分界岭便是如何对待澳大利亚哲学家查默斯（David Chalmers）提出的把意识研究分成“简单问题”和“困难问题”这一理论。
所谓“简单问题”，就是可以用神经生物学机制解释的问题，虽然这样的问题也并不简单；而所谓“困难问题”，则是问客观的脑何以产生主观的意识。拥护查默斯的科学家认为，后者才是意识研究困难的症结所在，或许需要新的理论才能解释，或许根本就像猴子受到其脑结构的限制认识不了相对论一样，我们的脑由于其结构的限制可能永远也认识不了意识；反对的一派则认为，神经活动和意识是同一个硬币的两面，根本就不存在什么“困难问题”，或者随着神经科学的发展，所谓的“困难问题”就会像当年的燃素学说或活力论一样烟消云散。当然，笔者把此说成“两大阵营”，但现实可能并非那样泾渭分明。
笔者认为，查默斯的“困难问题”是问错了问题。理由是，意识并非一切物质都具有的基本性质，而是多层次系统复杂到一定程度才会涌现出来的一种不可还原的涌现性质。我们目前所知道的这样复杂的系统只有正常人脑。虽然从逻辑上讲，不能排除有其他复杂系统复杂到一定程度也有涌现出意识的可能性，毕竟脑归根到底也是一种物理系统。
-MerooSeth&NachiketJadhav-
人脑是迄今为止我们所知道的宇宙中最复杂的多层次系统，包括原子、生物大分子、离子通道、突触、神经元、神经回路、神经映射系统等在内，而意识甚至可能牵涉整个身体乃至社会。在每个层次上都会涌现出下一个层次所不具备的新的涌现特性；上一个层次不仅是由下一个层次的元件通过相互作用构成的，而且会反向作用到下一个层次，甚至从最高层次或其他比较高级的层次反向作用到其他任何更低的层次，其间有着无数埃德尔曼所说的“复馈”（reentry）双向相互作用。
人们问“怎样”（how）和“为什么”（why）的问题常常是在问如何从下一个层次的元件通过相互作用产生上一个层次所出现的涌现性质，这也就是科学上通常采用的还原论方法。理想的情况是从最高层次向下逐层还原，但是“打破砂锅问到底”总有一个“到底”的时候，那时就无法再用下一个层次的元件性质及其相互作用来解释了，这就出现了不可还原的情况。现在有些科学家也谈到意识是一种不可还原的性质，他们的出发点是：意识是一种普适的基本性质，就像物质、能量、电荷等一样。既然是基本性质，当然就不可还原，但是这样就未免陷入了泛灵论的泥淖，而不为大多数科学家所认可。
笔者认为，他们的错误是认为只有最底层的基本性质才不可还原，否则总可以逐层往下还原，这其实是一种线性因果链的观点。协同学的创始人哈肯（Hermann Haken）早就指出过，还存在另一种因果关系——循环因果关系，也就是互为因果。[9]最简单的例子就是“先有鸡还是先有蛋”的问题。然而，脑有那么多的层次，每个层次内部、各个层次之间都有双向的相互联系。因此，意识作为出现在最顶层的涌现性质，即使不是从原则上来说，至少在实际上也是不可还原的。而既然不可还原，当然也就不能问“怎样”和“为什么”的问题。
面对意识问题，科学研究能做什么？
如果不能问意识是“怎样”从脑中涌现出来的，而只能承认这是一种事实，那么，是不是就不能用科学来研究意识了呢？答案是否定的。
我们可以问的问题是：意识有哪些性质？什么样的系统在什么条件下能涌现出意识？解决意识涌现的充分必要条件，也就是最低限度下能保证意识涌现所必需的条件是什么？由于我们现在能确定的只有“正常人脑在特定条件下具有意识”——即便如此，由于意识的主观性及其带来的私密性，我们甚至不能确定其他人是否有意识，这就是所谓的他人心智的问题。但是笔者认为，我们能够确定自己有意识，那么就可以把“和我有类似脑结构，同时表现出类似行为的其他人也有意识”作为一条“公理”。虽然这条“公理”也有点含糊，诸如“脑结构要类似到什么程度？”“行为要类似到什么程度？”这些都还是无法精确界定的问题，只有在研究的过程中才能逐步明确。
- ChristelAbboud-
因此，当下最现实的研究是对人脑意识涌现，或者更小范围的对人脑意识的某个方面涌现的必要条件的研究。许多意识研究正是在朝这一方向努力，例如迪昂的四条“进入意识”的“标记”是否可以被理解为人脑“ 进入意识”的必要条件。但是，人们认为许多有意识的动物，如灰鹦鹉[10]，甚至没有大脑皮层，因此这四条“标记”不能作为一般意义上脑“进入意识”这一意识特定方面涌现的必要条件，更不要说一般系统（包括人工系统）了。
埃德尔曼提出，要将研究意识的普遍性质作为意识研究的出发点，他强调意识具有整体性和分化性，虽然也提到私密性，但只是一笔带过。[11]整体性和分化性也许可看作是意识涌现的必要条件，其好处是不受制于人脑甚至脑的特定结构，缺点是过于宽泛，许多和意识无关的复杂一点的系统也能满足这些条件。他的合作者托诺尼后来又将此拓展为五条公理，[12]但其中没有任何一条与主观性或私密性有关，因此二者的优缺点是类似的。
对于什么才算人脑涌现意识的必要条件，其实也还存在疑问。科赫提出了意识涌现的“前提因素”（enabling factor）——如心跳、呼吸——的概念，因为没有这些前提保障，连生存都谈不上，何谈涌现意识。但是，必要条件和前提因素应该怎样区分？是不是所有维持生命的因素都只能归于前提因素，只有与维持生命无关，而为涌现意识所必需的条件才算是必要条件，例如网状激活系统的激活？
意识能被测量吗？
笔者的看法是，既能又不能。
能测量的是意识的某个特定方面，例如医院会测量病人的清醒程度。托诺尼在五条公理的基础上推导出了一个指标——Φ值，以度量一个系统不能被还原或简约为其组成部分在互不相关时所具特性的程度。[13]有意识的脑不能还原成其组成部分彼此独立时的总和，因此这个值确实能度量意识的这个方面。度量出来的值和清醒程度也许有着某种相关性，但是否具有因果关系，我们现在还不清楚。另外，这个值和意识的主观性没有任何关系，因为仅凭度量某个系统的这个值大于零就断言这个系统有意识，就像只因为鸡有两条腿就断言鸡是人一样。
在笔者看来，对于非常复杂的现象，特别是当它们本身的概念还没有公认的定义的情况下，是不可能只用一个值就能度量其所有方面的。不要说像意识这样复杂的现象，即使是我们所熟悉的“信息”概念，尽管克劳德·香农对“信息量”的定义已被大家普遍接受，但它只是描述了接收信息“减少了不确定性”这一个方面，这个概念对于通信系统的工程应用自然是重要的，但与我们日常所讲的“信息量”一点关系也没有。香农的“信息量”丝毫没有牵涉信息的内容，以及它对接收者的重要性和意义等方面，直到现在我们都还不知道如何去度量这些方面。
-TaiaBene-
如今，对意识的所有度量都回避了它最主要的一条属性——主观性。笔者认为，主观性和第一人称视角才是意识概念的核心所在，主观性是一种不可还原的涌现性质，也是意识之所以是不可还原的涌现性质的根源。
总之，既可能也应该制定度量意识特定方面的指标，虽然没有一个这样的指标可以概括意识的所有方面，但是有些指标多少与此相关，这对临床应用尤其重要；然而要想制定一个能够全面度量意识的统一指标，至少在目前几乎不可能。
意识研究的两难问题
意识不等于行为，目前意识研究的许多问题就在于混淆了外在表现与内在体验。比如，一个典型的两难问题是：如果仅凭行为判断，则可能把无意识的主体误判为有意识的主体；如果不根据行为判断，则有可能误把有意识的主体误判为无意识的主体，甚至根本无法判断主体是否有意识。
对于前一种难题，可以举一个极端的例子：著名的布莱滕贝格小车（Braitenberg vehicle）表现出了非常复杂的行为，在不明就里的人看来小车有其自己的目的——趋光性或避光性，极端者甚至可能怀疑它也有意识。但是拆开机器一看，其结构非常简单：小车的两个后轮分别由一个独立马达所驱动。车身前部的左右两侧各有一个光敏元件，按其接收到的光的亮度而加快或减慢其连接到的驱动马达的转速。因此，按照光敏元件连接到后轮马达方式的不同，小车就会表现出不同的行为，如趋向光源，或者躲开亮光等。在有多个光源的情况下，小车甚至能表现出非常复杂的行为，这些行为和某些昆虫的行为类似，但是这一切都可以用物理规律加以解释，根本就没有什么意识。向机器人索菲亚授予国籍，则是仅凭行为就误把无意识的物体当作有意识的物体的最新例子。
对于后一种难题，一个例子是：以前某些闭锁综合征病人会被视为是无意识的，因为病人在面对医生的询问时无法做出任何回应。只有在有了功能脑成像技术之后，我们才能通过告知病人以想象两种不同的情景的方式作为“是”或“否”的回答，然后检测病人进行想象时所激活的脑区，来实现和病人的沟通。在这里，笔者把一切可用物理手段观察到的活动都看作是广义的“行为”。
-TeaTrips-
意识研究两难问题的根源依然在于意识的主观性。关于他人心智问题，对于人来说，也许可以有一个前述那样的“公理”，但是一旦把他人心智问题一般化到对人之外的动物，甚至人造物体上，连类似的“公理”都很难提出来，这样的两难问题还没有解决的希望。所以笔者认为目前谈论人工意识还为时过早。
意识的科学理论和意识体验
人们常常将意识的科学理论和意识体验混为一谈。对此，埃德尔曼有一段精辟的评述：“描述意识并不等于产生和体验意识本身……如果我们不先拥有生物个体体内适当的脑结构及其动力学过程，我们就没有办法产生意识。这有助于避免下列观念：有关意识的成功科学理论就是意识经验本身的替身，或者只要根据科学描述和假设（不管它们和意识的关系如何密切）就可以体验到某个主观体验特性。”
从长远来看，意识的科学理论有可能给出意识涌现的充分必要条件。但是，任何理论都不可能代替意识体验本身，就像双眼视差可能是人脑产生立体视觉的必要条件，但不能代替立体视觉本身一样。说到这一点，还有一个有趣的故事。
美国神经科学家巴里（Susan Barry）生下来就是对眼，两眼不能协同工作，所以她总是下意识地快速交替使用一只眼来看东西。除非把东西放到她鼻尖附近，否则她就没有任何双眼视差。不过，因为她可以利用单眼线索判断远近，正常人能做的事她也都能做。有一次，美国神经病学家萨克斯（Oliver Sacks）问她，能否想象立体视觉的感受如何。她回答说，应该能够做到。巴里本人是一位神经生物学教授，读过休伯尔（D。 H。 Hubel）和维泽尔（T.Wiesel）的文章，也读过许多有关视觉信息处理、双眼视觉和立体视觉的材料，她认为这些知识可以使她洞烛自己所缺，尽管其从未体验过立体视觉，但一定知道这种体验是怎么回事。
但在事隔9年之后，她写信给萨克斯说：“您问过我能否想象用双眼看东西的感觉如何，而我告诉您我想自己能做到这一点……但是我错了。”这是因为在此前不久，经过治疗后的她第一次真正拥有了双眼立体视觉。她回忆起当时的感觉：“我回到车里，正巧看着方向盘，方向盘一下子从仪表板处跳了出来……我看了一眼后视镜，它也从挡风玻璃处跳了出来。”她惊叹道：“这绝对是一种惊喜，真无法想象之前我一直缺少的是什么。”“早上，当我带狗去跑步时，我注意到灌木丛看上去不一样了。每片叶子看上去都屹立在它自己那小小的三维空间中，叶片不再像我以前一直看到的那样重叠在一起，我可以看到在叶片之间有空间。树上的枝条、路面上的鹅卵石、石墙中的石块也无不如此。每样东西的质地都丰富了起来……”她在信中描写了所有这些全新体验，都是之前的她无法想象或者推断得出的。她发现没有东西能够代替自己的体验。[14]
-Elif ırmak Akyüz -
在我看来，成功的意识理论应该就像体视的双眼视差理论，它能给出意识涌现的条件，但不能回答意识的主观性是怎样涌现出来的，也不能代替意识体验本身。巴里的切身体验说明，双眼视差确实是涌现立体视觉的必要条件，而立体电影也证实，对于正常的脑来说，有了双眼视差就会涌现出立体视觉。但是，“正常的脑”又包括哪些条件呢？能否说双眼视差就是脑产生立体视觉的“充分必要条件”呢？应该还是不够的，至少大脑皮层中同时接受来自双眼的细胞要能正常活动，确实有双眼正常，但是体视皮层有了问题而丧失了立体视觉的病例。所以双眼视差只是立体视觉涌现的必要条件之一，谈不上充分必要条件。
“加速意识研究”计划
能否在50年内解决意识问题？
几年前，邓普顿世界慈善基金会（Templeton World Charity Foundation）开启了一项总额两千万美元的多年期创新研究计划——“加速意识研究”（Accelerating Research in Consciousness）。其目的是同时资助观点相反的研究者在一个共同的计划中直接进行“对抗性合作”，共同设计实验和分享数据。一些人希望这种对抗性合作能把解决意识之谜的时间从100年减少到50年，[15]从2018年起，该计划已召开了5次讨论会，并在2019年和2020年分别资助了两个项目。其中，2019年项目的目的是解决整合信息理论与神经全局工作空间理论之争。[16]笔者认为，争论历来是推动科学发展的驱动力，期望这种新颖的对抗性合作方式能推进意识研究，如解决前额叶皮层等前部脑区在意识涌现中所起的作用。在2019年的项目中，持前一种理论的人认为前额叶皮层等前部脑区对“进入意识”起了关键作用，而持后一种理论的人则认为其对全意识神经相关集合根本就没有贡献，从脑成像上观察到的前部脑区的活动可能是由注意（attention）、对应答动作的计划等其他因素引起的。但是由于两种观点都回避了主观性的问题，而他们研究的又是意识的不同方面，因此要在50年内根本解决意识之谜恐怕依然是镜花水月。意识研究的征途依然遥远。
*编辑注
本文系作者应杭州师范大学杭州国际植物状态和意识科学研究所狄海波教授的邀请，在其主办的系列意识讨论沙龙会发言的整理稿，并做了修订。
注释
[1] 李恒威。 意识： 从现象学到神经科学[N]。 信睿周报， 2020， 18： 01–06； 陈嘉映。 神经研究与意识： 从神经元聚合假说谈起[N]。 信睿周报， 2021， 47： 01–07。
[2] 以前一般译为“意识的神经相关物”， “物”容易被理解为特定的神经元或脑区， 而其实际所指不仅是特定的神经元或脑区， 还指它们的活动模式等神经事件的集合， 因此改为今译。
[3] 克里斯托夫·科赫。 意识探秘：意识的神经生物学研究[M]。 顾凡及， 侯晓迪， 译。 上海： 上海科学技术出版社， 2012。
[4] KOCH C， MASSIMINI M， BOLY M， TONONI G。 Neural correlates of consciousness： Progress and problems[J/OL]。 Nature Reviews Neuroscience。 2016， 17（5）： 307–321。 https：//www.researchgate.net/publication/301567963。
[5] 斯坦尼斯拉斯·迪昂。 脑与意识：破解人类思维之迷[M]。 章熠， 译。 杭州： 浙江教育出版社， 2018。
[6] 弗朗西斯·克里克。 惊人的假说： 灵魂的科学探索[M]。 汪云九， 等译。 长沙： 湖南科学技术出版社， 2004。
[7] 杰拉尔德·埃德尔曼。 第二自然： 意识之谜[M]。 唐璐， 译。 长沙： 湖南科学技术出版社， 2010。
[8] 苏珊·布莱克摩尔。 对话意识：学界翘楚对脑、自由意志以及人性的思考[M]。 李恒威， 等译。 杭州： 浙江大学出版社， 2016。
[9] 赫尔曼·哈肯。 大脑工作原理： 脑活动、行为和认知的协同学研究[M]。 郭治安， 吕翎， 译。 上海： 上海科技教育出版社， 2000。
[10] PEPPERBERG I M。 The Alex Studies： Cognitive and Communicative Studies of Grey Parrots[M]。 MA： Harvard University Press， 1999。
[11] 杰拉尔德·M。 埃德尔曼， 朱利欧·托诺尼。 意识的宇宙： 物质如何转变为精神（重译版）[M]。 顾凡及， 译。 上海： 上海科学技术出版社， 2019。
[12] 朱利奥·托诺尼。 PHI： 从脑到灵魂的旅行[M]。 林旭文， 译。 北京： 机械工业出版社， 2015。
[13] TONONI G。 Integrated information theory[Z/OL]。 Scholarpedia。 http://www.scholarpedia.org/article/Integrated_information_theory#Predictions_and_explanations。[14] SACKS O。 The Mind‘s Eye[M/OL]。 Alfred A Knopf， 2010。
[15] PATOINE B。 Tracking the Neural Footprints of Consciousness[J/OL]。 Dana， 2020，4（15）。https：//dana.org/article/tracking-the-neural-footprints-ofconsciousness/。
[16] 参见： https：//www.templetonworldcharity.org/our-priorities/accelerating-researchconsciousness。
