就某些方面来看,20世纪的科学界中仍存在二元论的拥趸者不足为奇,甚至其中的大多数研究者都曾对脑有过深入研究。意识的存在似乎不容否认。可是,对脑的最为细致的组织的学检查并没有揭示它。现在或他时,科学也无法充分解释它。正如埃克尔斯在1980年写道:
无论是物理学定律还是一些衍生科学、化学和生物学的定律,都不曾在任何地方提到意识或心智……不管电气的、化学的或生物的机制如何复杂,都没有任何“自然规律”的命题表明意识或心智这种奇怪的非物质实体是如何出现的。这并不是说,意识不是在演化过程中出现的,而仅仅是说意识的出现无法与我们当下所理解的自然规律调和。(Eccles,1980)
埃克尔斯由此得出结论,“自我意识的心智”(the self-conscious mind)(他的术语)必然具有某种非物质性存在。同时,埃克尔斯认为,自我意识的心智对脑的功能活动必然具有因果作用,否则它就不可能一直在演化。他宣称,完全采用脑功能来解释心智功能的理论,与生物演化原则是相违背的:
既然他们都……断定,意识就其自身而论是因果无效的,因此他们完全不能解释意识的生物演化,而意识的生物演化是无可否认的事实。首先,伴随脑复杂性的增长,意识出现并不断发展。按照演化理论,只有那些对生存有益的结构和过程才会在自然选择中得到发展。如果意识不具有因果作用,那么演化理论就不能解释它的发展。根据生物演化理论,只有当心智状态和意识能够因果作用于脑内神经事件使其发生变化并带来随后行为的变化,它们才会一直演化。而这只有当意识体验世界的心智事件能够影响脑的神经组织时才可能发生,这是二元论一交互作用论的基本假定。(Eccles,1980)
按照埃克尔斯的观点,意识的因果角色(causalrole)包含两方面。首先,“自我意识的心智”整合从感觉器官传递到脑新皮层神经模块的信息,从而提供了一个统一的意识流。其次,在意志运动(willed movement)中,自我意识的心智刺激适当的控制动作反应的神经元集群(assemblages of neurons)。本质上,这同样也是柏拉图和笛卡尔捍卫的理论。心智通过自由意志的运用影响身体,而身体通过提供被心智整合为知觉体验的感官信息而影响心智。当然,埃克尔斯更新了笛卡尔的神经生理学,以优势脑半球中模块化组织的神经元代替了松果体,这些神经元能够接受自我意识的心智的影响,因此在心智与脑之间“建立了联络”。也就是说,自我意识的心智积极地读取来自主要位于优势脑半球的大量联络模块的信息。自我意识的心智根据注意和兴趣从这些模块中进行选择,一刻不停地将其选择整合,赋予转瞬即逝体验以统一性。而且,自我意识的心智还会作用于这些模块,更改它们的动态时空模式。因此,可以认为自我意识的心智扮演了一个上位的解释和控制的角色。这一假设的关键部分是,意识体验的统一性由自我意识的心智而非脑半球联络区域的神经组织所提供。到目前为止,人们还未发展出任何神经生理理论来解释如此多样性的脑事件如何被合成从而形成具有全局或格式塔特性的统一的意识体验。(Eccles,1980)
在关于这一主题的大量著作中,埃克尔斯提出了另外一些更为详细的观点。例如,尽管埃克尔斯承认脑的两半球都具有意识形式,但他更关注位于优势半球的“联络脑”(liaison brain),正如他相信只有那里才是完全有意识的。也就是,只有优势半球才"知道它知道",并且能够交流它的觉知(awareness)——他声称,这些是“有意识自我”(conscious self)的本质条件。
这些主张,基本都源自对“裂脑”(split-brain)患者的研究发现,这里不作过多说明。上面的摘录表明,一个古代的哲学立场如何在原则上被重新解释从而与现代科学相契合。它们提供了一个评估作为现代心智理论的二元论-交互作用论的可行性的初始基础。
不幸的是,埃克尔斯为辩护他所持的立场而作出的这些"科学"论证是十分薄弱的。埃克尔斯关于意识是一种非物质实体的结论,在20世纪80年代基本被排除在自然规律和自然科学范围之外。但我们对自然规律和科学范围的理解在原则上也并非不容改变,正如作为一门主要科学学科的意识研究(consciousness studies)的再次出现所清楚表明的那样。埃克尔斯理所当然地认为,意识的出现和生物演化遵循达尔文原则,这是“无可否认的事实”,但是,尽管这是一个普遍假设,但它并非是一个科学经各种途径证明的“事实”,并且还存在看待意识与生物演化关系的其他观点。这一论证的力度还依赖于人们是否接受二元论。如果意识是埃克尔斯所认为的一种非物质实体,那么否认它的因果作用就可能被认为背离了演化理论(如果有人愿意将演化理论扩展至非物质实体)。但如果意识被证明仅仅是脑的某种状态或功能,正如各种还原论者所建议的那样,那么它具有因果作用就不再是问题,同时也并不违背演化理论。
并不存在任何证据支持这种观点,认为脑内优势半球模块对于非物质心智的操作是“开放”的。无论如何,正如我们将在第11章中看到的,当代各种神经生理学理论都在尝试处理这样的问题,如果没有任何非物质的介入,"如此多样性的脑事件如何被合成从而形成具有全局或格式塔特性的统一的意识体验”(通常被称为“神经绑定”(neural binding))。
在尝试为非物质的意识如何介人神经活动提供一种更全面理解的过程中,贝克和埃克尔斯(Beck and Eccles,1992,2003)又提出了一个更为精细的模型。该模型的原理是:以顷刻间增加胞外分泌(exocytosis)——即引起突触后神经元(postsynaptic neurons)激活的突触间隙处神经递质的释放——概率的方式影响量子力学事件,从而使有意识的意志操作运动控制(及其他脑功能)。他们认为,当这样的影响作用于大量突触时,这就会产生重要心理效应。因为量子力学效应无论如何都是概率的,因此他们认为,这对心理意向导致的自愿运动(voluntary movement)提供了一种不违背物理守恒定律的自然解释。量子力学对脑效应的另一个相似论证由斯塔普(Stapp)提出。他写道:
量子力学处理宏观系统的可观察行为,无论何时那些行为都敏感地依赖于原子层级的实体的活动。脑就是这样的系统。例如,它们的行为就强烈地依赖于流向神经末端的离子(ions)的作用。计算表明,神经末端的神经递质分子的离子诱发释放中的量子不确定性是很大的(Stapp,1993)。这些不确定度在原则上会扩散至宏观层次。因此,量子理论在原则上必须被用于处理脑的物理行为,而不管它的尺寸。(Stapp,2007)
然而,斯塔普反对贝克和埃克尔斯将量子力学应用于意识一脑交互作用的方式,理由是偏向于量子统计规则的概率实际上与这些规则冲突,因此也与量子力学标准模型相冲突。斯塔普认为,没必要使意识操作与这些规则发生冲突,正如遵循玻尔(Bohr)著名的“哥本哈根公约”(Copenhagen Convention)(之后冯·诺依曼(Von Neumann),再后斯塔普本人都对它作了扩展),意识在量子力学运算中就起着核心的因果作用。
为什么?在量子世界中,所观察到的现象严格地取决于观察者对所使用的观察方法作出的选择。以光子为例,其行为表现或者是波或者是粒子,这取决于实验安排以及测量。比方说,对一个电子位置的测量会影响人们无法测得其动量(因此,一旦决定测量电子的位置就排除了知道其动量的可能性)。在经典物理学中,人们能将这种观察者一依赖性在认识论上(epistemically)解释为一种人们通过物理实验认识这个世界的局限性,而不是在存在论上(ontologically)解释为一个有关自治(autonomously)存在的物理世界本身的事实。然而,在量子力学的各种解释中,这种认识论对存在论的区分已经变得模糊。
例如,哥本哈根公约认为量子力学并没有描述一个自治存在的外部世界。确切地说,它所描述的是有意识的观察者所作出的观察,这些观察是随特定的测量操作而发生的。正如斯塔普所说,将观察者的知识结合到量子力学的数学中涉及物理学的一个重大转变:
科学实践的心理学与物理学所描述的成分之间关系的量子构想,只有在抛弃了自牛顿、伽利略和笛卡尔时代以来就统治科学的经典物理世界的图景后才能获得。科学的积木(building blocks),已经从描述无心智的微细物质的行为转向说明我们由之获取知识的活动,以及说明我们由此所获得的知识。(Stapp,2007)
这显然是一个关于物理学如何进行以及物理学是关于什么的认识的(epistemic)主张。然而,在同一段,斯塔普继续写道:
科学由此从它的17世纪的形式(这种形式有效地从自然的机械活动的因果作用中排除我们有意识的思想)转向它的20世纪的形式(这种形式关注我们对自然的主动介入,以及通过采取适当的行动我们能学到的东西)。(ibid.)
当强调经典物理学“有效地从自然的机械活动的因果作用中排除我们有意识的思想”时,斯塔普清楚地暗示:在量子力学中,意识确实在自然的机械运动中起到因果作用——这既是一个有关意识也是有关自然的存在论主张。但作为说明,他后来又补充说,在量子力学中我们的选择会进入“通过采取适当的行动我们[关于自然]学到的东西”中,这就又重新返回到观察者的选择在获取物理知识时所起到的作用这一认识的主张。重要的是:当强调斯塔普(Stapp,2007)所指的“量子二元论交互作用论”时,要注意这些精微的转变。
如上所述,经典“二元论-交互作用论”认为,自治存在的有意识体验具有与脑的双向因果交互作用。为了意识影响脑状态,在意识操作的神经因果链中必然存在某种“鸿沟”。而在经典物理学领域,并不存在这种鸿沟。所以通常认为,物理世界是“因果闭合的”。
然而,依据斯塔普的观点,同样的"因果闭合"并不适用于量子力学。哥本哈根公约承认,由实验者做出要去测量什么的决定本身并不由量子规则来描述。如果有意识的行动者能够自由地选择他们在物理上提出的研究问题,并且这样的选择本身并不由已知的物理定律所决定,那么物理学就不再形成一个闭合系统。因此,在新物理学中,存在一个有意识的选择对物理学有真实影响的天然位置。
然而,请注意,这个意识因果效应的论证再一次模糊了两种意义之间的区分,这里指“物理世界的因果闭合”的两种意义。例如,有人可能接受,从物理学家能自由选择其想要做出的物理测量而所作的选择并不由量子规则描述这一意义上,物理世界是“开放的”;同时他们反对这种看法:脑内神经生物过程存在为“有意识选择”的介入提供空间的因果“鸿沟”。
在各种量子力学的解释中,有关在观察过程中的何处作出要观察什么以及随后观察的选择,对此无论如何都存在模糊性以及相关争论。例如,根据“哥本哈根公约”(由尼尔斯·玻尔提出的量子理论的最初表达),在发生于观察者中的过程(过程1)与发生在被观察的系统中的过程(过程2)之间存在一个明显的分离,但对观察者的定义却非常宽泛:
观察者由人类行动者的意识流连同这个人的脑和身体以及他或她用以探测这个被观察系统的测量装置所构成。每位观察者可使用语言描述自己以及他的知识,这使他可以与同事交流两类信息:他如何行动以便使自己—-他的心智、身体以及装置——准备好接收可识别、可报告的数据;以及从他由此获得的数据中他学到的东西。这个描述是根据行动者自己的有意识体验作出的。这是对他意向性的探索行动的描述,也是对他随后接收到的体验反馈的描述。(Stapp,2007)
发生在系统的“进行观察的”(observing)部分中的“过程1”必然是用日常语言和经典物理学语言进行描述的。相比之下,发生在被探测系统中的"过程2"是以量子力学的符号语言进行描述的。在进行每一次观察前,被观察系统的所有可能状态是以“叠加”(superposition)的方式存在的,它们变成现实的概率由薛定谔波动方程描述。只有作出观察后,从可能状态向现实状态的转变才发生。一旦作出观察,这个观察行动就会使可能状态“塌缩”成一个现实的可测量的状态(这是薛定谔波动方程不再适用的状态)。
但还有一个问题并没有解决:如果"观察者"包括测量工具(例如,盖革计数器)以及观察者的身体、脑和有意识体验,那么是测量过程中哪一部分引起了“塌缩”就出现很多争论。例如,有可能的情况是,在量子事件被盖革计数器记录的那一时刻,量子事件就已经被现实化了,而不是在它们被有意识地体验到的时刻——有意识体验对物理世界的因果影响微乎其微。
然而,在之后量子理论的扩展中,冯·诺依曼证明,在对所观察系统的量子力学描述进行形式化的过程中,不可能排除所涉及的任何物理系统,包括测量装置、身体甚至有意识观察者的脑。无论人们将切分线置于观察者与被观察的物理世界之间,还是置于观察者的脑、身体和外部世界与观察者的有意识体验之间的交界面,都不会改变量子力学的数学或它作出的预测。这也不会改变如下本质观念:即当主体以确定的方式探索这个世界时,数学能描述他体验到的东西。因此,为了消除这种模糊性,冯·诺依曼重新将边界划在有意识体验与脑的交界面上。在这个重新表述中,有意识体验本身成为进行选择的行动者,而他们探索和直接影响的量子势(quantum potentials)就在他们自己的脑中!
正如斯塔普认为的:这样划定切分线并没有使过程1显得不再必要。它仅仅是将过程1的心理物理事件(psycho physical event)的物理的方面置于有意识行动者的脑中,而将有意识地选择哪个探索问题置于他的意识流中。也就是说,选择探索问题时的有意识行动被表征为行动者心智中的一个心理学描述的事件,这被冯·诺依曼(Von Neumann,1955)称为“抽象自我”(abstract ego)。这种选择在物理上和功能上是由其脑中的过程1的行动实现的。心理描述和物理描述的行动是同一心理物理事件的两个方面,其中物理描述的方面以一种数学界定的良好方式介入过程2的有序演化。(Stapp,2007)
为了将过程1的有意识部分(即“有意识的自我”)与物理具身(embodied)部分相区别,斯塔普(Stapp,2007)把它称为“过程0”。斯塔普相信,这种量子二元论交互作用论恰好避开了心-身(或意识-脑)交互作用的经典问题(参见Stapp,2007)。按照冯·诺依曼/斯塔普的理论,意识(过程0)选择要问什么问题;通过过程1的调节,这与过程2(即由所探索的物理系统的量子力学来加以说明的发展的可能性,包括脑)交互作用——而自然(Nature)提供答案,答案接着反映在有意识体验中(这使整个过程成为一个二元论-交互作用论的形式)。
然而,不必奇怪的是:一个旨在理解量子力学中观察者一被观察对象的交互作用的理论"恰好避开了"意识-脑交互作用的经典问题,因为量子力学理论从未想要从事这一问题!例如,冯·诺依曼/斯塔普理论的核心主张是,正是观察者的自由意志(冯·诺依曼的“抽象自我”或斯塔普的“过程0”)选择如何探索自然(Nature)。但这些选择如何由“抽象自我”作出以及意识现象学如何以不受其神经相关物(过程1的操作)影响的方式来影响脑,这些问题依旧含混不清,正如我们在后文看到的那样。
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