对人类意识的科学探索

2005年02月24日09:30 光明日报

陈刚

用科学方法研究心理意识问题面临一个难以逾越的鸿沟：科学方法强调的是客观公共的观察和可重复的实验，而像疼痛和思维这样的精神事件本质上是主观隐私的。尽管如此，在过去的130年里，探索人类心理及意识的各种科学研究活动仍然产生了大量有意义的成果，特别是对大脑的物理运转机制提供了大量的知识。这一方面对哲学提出了严峻的挑战，另

一方面也需要哲学的诠释和综合。本文主要介绍一下当代3位诺贝尔奖获得者艾克尔斯、克里克、艾德尔曼对人类意识的探索工作。

随着认知科学和神经科学在二十世纪六十年代后期的兴起以及大脑扫描技术 脑电图、CT、MRI、CAT、PET等 的进步，科学家终于将研究领域推进到大脑的内部。在二十世纪九十年代，意识问题逐渐成为一个合法的科学问题。这主要得益于三位诺贝尔生理医学奖获得者利用他们在学界的地位和影响力带头从事这方面的研究。

艾克尔斯(John Eccles)通过与哲学家波普尔的合作，逐渐发展出了他自己的互动二元论，以反对当时哲学界流行的一种所谓“科学导向”的心物等同论：精神状态等同于大脑的物理化学状态，大脑就好比是一台超级计算机，大脑皮层中发生的物理过程以某种方式生成思想和感觉。艾克尔斯认为这种“贫乏而又空洞”的理论无法说明“人自己的许多奇迹和奥秘，他的精神价值、创造性和我们每个人的独特性。”他批评心物等同论没有给人类自由留下任何空间。他认为科学还原主义严重低估了人自身的奥秘。

克里克(Francis Crick)主张采用一种典型的科学方法来研究意识问题，那就是将普遍的大问题分解为特定的小问题，然后分而治之。他认为意识问题的哲学层面应该留待未来再考虑，自我意识是意识的一个特别案例，也应该暂不考虑。所以他集中研究视觉意识，并将它作为一个简易的突破口。人类是非常视觉化的动物，我们的视觉对象生动活泼而又信息丰富。并且视觉信号的输入通常是高度结构化而且在实验中易于控制。脑科学中已经存在大量关于视觉的解剖学和生理学工作。如果我们希望理解神经元放电是如何产生意识的，我们可能首先应该着手于理解大脑中一个相对简单的子系统。

艾德尔曼(Gerald Edelman)在对人类意识探索方面出版了至少六本专著，因而做了最实质性的工作，其中最著名的是三步曲：《神经元达尔文主义》(1987)，《拓朴生物学》(1988)和《对现在的记忆》(1989)。他相信任何成功的意识理论的基础不在量子物理，也不在哲学思辩或计算机程序，而在神经科学，即作为进化发展结果的大脑所特有的复杂结构。艾德尔曼的神经元达尔文主义由三个主要理论成份构成：1)神经元群体选择理论，2)神经元片层学说，3)交互并行放电学说。人脑的发展不是一个完全由基因控制的过程，它经历了一个达尔文式的自然选择机制。当个体的神经元组合在一起形成功能性群体的时候，70%的神经元会在大脑达到成熟前死亡。被选择的单位不是个体的神经元，而是神经元群体。神经元群体是作为功能性工作单位的神经元片层。在神经元片层之间存在系统的多重连接，片层之间的交互式并行信号放电活动构成大脑中的神经元事件的基本工作机制，这也是意识形成的关键机制。

如果说克里克关注的是“捆绑问题”，即单个的神经元放电活动合在一起是如何产生视觉意识的，艾德尔曼关注的则是知觉的范畴化问题。他认为大脑本身从一开始是没有被分类或被范畴化的，它预先也没有任何程序来指导其发展过程。当大脑接收到大量某一类型的刺激的时候，某一特定的神经元群体模式从大量片层中被选择出来。某些模式被感觉经验所加强，而其它模式被取消，这是一个类似于进化的选择过程。艾德尔曼以免疫系统作为类比来说明他的理论，人的免疫系统通常产生大量不同种类的随机性抗体，只有那些与外来的异质客体成功发生联系的抗体能够快速地大量繁殖，这就说明人体是如何能够对那些它从来没有遇到过的异质客体产生抗体的。克里克和艾德尔曼都抱有那种典型的科学家对哲学的偏见。他们在哲学概念上的贫乏削弱了他们对意识的探索。他们真正所研究的仍然是人类大脑的物理工作机制。我们认为，尽管有这样那样的局限，他们的工作所产生的知识对我们理解大脑和意识问题是很有价值的。他们的工作对我们的哲学思维既提出了挑战，也提供了照明。遗憾的是，当代英美哲学的典型回应是各种一元唯物的还原主义。我们有必要期待一种可行的二元论，它对心物本体区别的描述比属性二元论强，比实体二元论弱；它既能说明常识的心物互动现象，又能化解自由意志和自然必然性之间的冲突；既与科学的基本成就相一致，又能证明人类精神及其价值的实在性。对意识的哲学分析和科学研究可能还将导致科学方法的扩展和创新。(作者系当代哲学研究基地执行主任)