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简单的介绍

“什么是意识”这个问题困扰了人类数千年。随着脑科学的普及和人工智能的兴起,意识再次成为人们讨论的话题。许多开创性的研究不断改写科学,但人们对大脑、意识的理解却始终存在混乱。认知神经科学之父迈克尔加扎尼加(Michael Gazzaniga)通过对心智和脑科学60 多年的探索,带领我们走出了这一困境,为理解意识提供了新的视角。

加扎尼加将历史积淀与跨越心理学、哲学、神经学、进化论和物理学等学科探索人类意识的前沿成果相结合,提出了打破意识神话的开创性视角。 —— 大脑实际上是协同工作的独立模块的关联,意识是一种复杂的本能,并回答了意识领域中非常感兴趣的问题。神经元是如何变得有意识的?物质如何在头脑中创造出各种生命世界?大脑的物理系统是如何工作的?人工智能的发展如何利用神经科学的进步?因此,它暗示了神经科学和人工智能的未来方向。

本书语言清晰、指导性强,因此神经科学领域的研究人员、从业者和普通大众都会发现阅读的智力扩展和乐趣。正如著名的Zapp 作家Julian所说,《意识本能》 是解开意识之谜的一次非常清晰和令人信服的尝试。

关于作者

[附加] Michael Gazzaniga,伟大的现代思想家和认知神经科学之父。加州大学圣巴巴拉分校SAGE Mind 研究中心主任,认知神经科学研究所创始人兼所长。

了解左右脑的分工,让“左脑”和“右脑”成为日常用语,让脑科学走进普通人的视野。它结合了生物学和心理学,创造了一个认知神经科学领域。

《人类的荣耀》 《双脑记》 《谁说了算?》等经典作品的作者。 《纽约时报》 赞美:“加扎尼为脑科学增添了斯蒂芬霍金对宇宙学所做的一切。”

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部分简介:

在英吉利海峡的对岸,与笛卡儿和他的巴黎同事们一水之隔的地方,英国人也在思考生命、灵魂和心智的意义。英国哲学家们对“意识”一词颇感兴趣,在笛卡儿《沉思录》(Meditations)提及意识的50年后,约翰·洛克(John Locke)对之展开了进一步阐释,同样这么做的还有英国人大卫·休谟。当然,哲学家们并非孤军奋战。医学家们怀着对身体和解剖学的兴趣,也开始探索心智和大脑的问题。托马斯·威利斯(Thomas Willis)和威廉·配第(William Petty)在牛津大学刻苦钻研,他们的发现即将对蓄势待发的心脑之争造成极大的影响。在某种意义上,事情的发展还是过去那老一套。当时的科学依旧是宗教之子,自幼建立的虔诚信仰与新涌入的科学知识在科学家的心里发生了剧烈冲突。他们体验到了如今我们所说的认知失调,也就是人在同时持有两种或更多彼此矛盾的信念、观点或价值观时产生的心理上的不适感。为了减轻这种不适感,人们会试图对冲突进行解释或合理化,甚至直接改变自己的信仰。在这一时期,几乎所有学者都拥有一种强烈的愿望,希望他们那新生的科学不会因为对上帝的信仰而分崩离析。他们一方面对心智知之甚少,另一方面又在不断积累关于身体的知识,为了从中调停以解释心智与肉体之间的关系,这些科学家给出了一些荒谬可笑的假说。事实上,在早期,这一时代的神经科学家与哲学家一样,被自己对意识的主观体验与对客观思维方式日益坚定的信念折腾得困惑不已。

在法国和英国科学界百家争鸣的同时,德国人也做出了巨大的贡献。从莱布尼茨到康德,欧洲大陆热热闹闹地讨论着心智的本质。围观思想诞生、成型和改变的过程本身就是一件奇妙的事情。笛卡儿凭借其非凡的智慧与自信,提出了心智与脑由不同物质组成的观点,就像中世纪骑士丢出金属手套一般,向接下来两百年间无数学富五车、孜孜不倦的头脑发起了挑战。从很多方面来看,这场漫长的争论就是一场随时会有新人加入的大混战,在科学史上拥有其耀眼的地位。

白板、人类经验与神经科学的开端

17世纪中叶,英国因为宗教与君主权力争端陷入了一场惨烈的内战。保皇党成员兼博学家(如果真的存在博学家的话)托马斯·霍布斯(Thomas Hobbes)因为在伦敦出版了一本评论时局政治的小册子而备受攻击,于是离开伦敦来到巴黎。在巴黎,他成了流亡中的查理王子(即后来的查理二世)的导师,随后很快成了梅森沙龙的座上宾。物理学出身的霍布斯从一开始就对非物质灵魂的观点不感冒。他直白地否定了笛卡儿对灵魂的描述并称之为谬论。霍布斯认为,理性并非产生自某种神秘的非物质,它无非是身体用以维持大脑秩序的一种能力。霍布斯的思维方式和工程师一样:造出一套系统,想办法让它运作起来,这就够了,没什么玄乎的。

霍布斯的日程安排十分紧张,一边要辅导王子,一边要同时写两本书:一本关于视觉,一本关于身体及其机制。他需要一名助手,于是找到了年轻聪明的英国医学生威廉·配第。出于某种原因,霍布斯先入为主地提出了一个理论,认为感觉能够产生压力,从而引起心脏跳动。在年轻的配第的协助下,霍布斯研习了维萨里的著作,但未能从中找到证据来支持自己的理论。尽管如此,霍布斯依旧执迷向前,这点与许多科学家的本性相符。


霍布斯和配第一起进行了解剖实验,期望看到神经像海胆的刺一样从心脏上生长出来向各个方向延伸的景象。结果并非如此。尘埃落定后,霍布斯彻底放弃了自己的理论。和现实生活一样,科学研究也会受到社会环境的影响,使得思想得以在人与人之间来回传播。霍布斯的思维转变给配第留下了深刻的印象:如果假设与观察不符,就改变自己的想法。配第继承了这种在深入探索问题的同时依旧保持开放心态的研究方式。他返回英国时,从霍布斯那里获得了几件礼物,一件是物质上的——一台被他夹在胳膊底下带走的显微镜,另一件则是观念上的——他坚信人体由不同部件构成,运作方式如同机器。霍布斯送给配第的礼物中最珍贵的一件,则是教会他用观察和实验来回答问题,而不去扭曲观察结果以匹配自己的假设。相信我,这件事说起来简单做起来难。没人愿意承认自己是错的。

配第后来成了一名杰出的解剖学家。回英国后不久,他在牛津大学找到了安身之处。和前辈维萨里一样,他能稳定地获得绞刑犯人的尸体。另外一名年轻的医生托马斯·威利斯加入了他。威利斯是保皇党,同时也是一位坚定的圣公会教徒,这一身份在当地并不受欢迎,因此威利斯一直没接受过系统性教育。配第加倍努力地帮助他弥补了欠缺,并在5年后将威利斯培养为又一名同样乐意通过观察和实验来学习知识的优秀解剖学家。在配第和威利斯成长为科研主力军的年代,神经科学在英国还是一门刚刚起步的年轻学科。很快,人们在思考心智状态、意识乃至(对部分人来说)灵魂时,将再也无法忽视大脑的核心作用。

科学的一小步

在科学界树立威信需要付出诸多努力,在一个年轻的、未经考验的领域尤其如此。配第开始工作约一年后的某一天,一口棺材抵达了他的工作室,里面是一个名为安妮·格林(Anne Greene)的绞刑犯的新鲜尸体。这一刻,配第和威利斯受到了幸运的垂青。格林曾被强奸,后来因为杀死她的新生儿被判处死刑。她被勒住脖子悬挂了整整半个小时,朋友们在格林被挂上绞索时紧紧地拽住她的身体,用自身体重帮她缩短痛苦的时间,这在当时是常有的事。第二天,格林尸体被送检,配第的工作室很快挤满了观众。

有配第坐镇,尸体解剖俨然成为一项颇具观赏性的盛事。但是,在他入场之前,有人提前打开了棺材盖,只听里面传来了一阵咯咯声,情形有如爱伦·坡笔下的恐怖小说。当配第和威利斯赶来时,一名观众正在猛踩格林的胸口。他们发疯般地用尽一切手段对格林实施抢救,并且获得了成功。第二天早上,格林已经可以开口讨要啤酒了。法官想再次送她上绞架,但两位医生说服了他们,表示格林其实是流产(她只怀孕了4个月),孩子在出生时已经死亡。她被宣判无罪,后来拥有了三名子女。这桩轰动一时的事件让配第和威利斯名利双收。他们再也不需要四处寻求经济支援,从此开始了一段令人倾羡的研究生涯。

其后,配第和威利斯在一起又工作了4年。在配第的指导下,威利斯开始解剖死亡病人的尸体,以便更好地理解人体及不同疾病对其的影响,探寻疾病的起因。后来,配第找到了更好的职位,前往爱尔兰,在奥利弗·克伦威尔(Oliver Cromwell)领导的军队里担任军医(他后来成了著名的经济学家、国会议员,并参与创办了英国皇家学会)。威利斯接管了配第的工作。他开始对大脑萌生兴趣,并开发了一套新的解剖技术,使得他能够比前辈更清楚地观察大脑的结构。威利斯的合作者是克里斯托弗·雷恩(Christopher Wren)。雷恩平生有诸多成就(他同时是天文学家、外科医生和建筑设计师),其中一项便是率先使用了一门精妙的技艺,即向血管注射染料。在他的帮助下,威利斯向狗的颈动脉注射墨水和番红花染料,从而勾勒出整个脑部的血管系统。威利斯首次确定了脑底血管结构的功能,为了纪念他,这一结构被命名为“威利斯环”(Circle of Willis)。

威利斯和雷恩一起绘制了迄今为止最精确的人类大脑图谱,发表在著作《大脑解剖》(The Anatomy of the Brain and Nerves)中。这本书很快被抢购一空,在一年内就再版4次。书中的解剖学画作在其后的200年间都没有人能超越。

尽管有如此深厚的解剖学知识储备,威利斯依旧执着于那个似乎经久不衰的观点,认为躯体的生命活力全靠感性的灵魂来维持。不过,配第终归是指导有方。在学生们完成大量实验研究之后,威利斯最终转变了想法,同意其中并无灵魂参与。血液从空气中提取某种物质并将其传输给肌肉,从而成为躯体的驱动力。他们暂时还没想到化学元素氧的作用,但已经很接近真相了。

经过无数次动物解剖,威利斯发现人类的脑与其他动物的脑极为相似。基于观察,他得出了人类和其他动物的灵魂基本一致的结论,认为其差异仅存在于躯体。例如,嗅球大的动物嗅觉更灵敏。威利斯发现人类的大脑皮层远大于其他动物,从而认为大脑皮层是记忆的所在地,因为人类能记住更多东西。威利斯的思路看上去简单粗暴,但和现代神经科学的一些最有前景的观点十分接近。事实上,2016年卡弗里奖就颁给了发现特定功能的脑区会越用越大的科学家迈克尔·梅泽尼奇()。

话说回来,威利斯的动物解剖实验给他带来了一个严重的问题。人类的思维能力与其他动物截然不同,脑部构造却如此相似。由于无法找到任何一个脑结构来解释这一差异,他推理出一个结论,认为一定是有其他东西赋予了人类思考的能力,也就是理性灵魂。就这样,威利斯重蹈覆辙。因为无法在身体中找到理性思维的生理归属,他采纳了伽桑狄的观点,认为理性思维是非物质的,同时他也同意笛卡儿的看法,相信思维位于大脑。他认为神经负责从外界获取感觉,动物的灵魂随后将感觉运往大脑。来自各处的灵魂跟随神经通路来到大脑深处,最后汇聚在一个中央地带,即连通左右半球的巨大神经束:胼胝体。又一次,一个伟大的头脑在核心问题上偏离了正轨。这就好比一名现代科学家打开电脑机箱,没发现里边有什么特别的东西,便声称一定是主板上有某种非物质的灵魂在驱动电脑。

灵魂是国王,而非总管

身为保皇党的威利斯视理性灵魂为身体的“国王”。就像任何大型组织的首领一样,国王只知晓呈递给他的信息,而非对外界拥有直接认识。在此类组织架构中,呈递的信息可能是错的,也可能根本不会上达国王。因为大脑本身是一个生理器官,它或它的部件会生病,从而无法产生正常的智能,并对理性灵魂的信息渠道造成影响。大脑生病了,理性灵魂就可能出问题,甚至出现永久性的损伤。无论在当时还是现在,这都是一个强有力的观点。如你所料,为了证明自己的理论,威利斯描述了多个他所遇到的精神疾病病例。


在人类理解意识的征途中,威利斯是一个重要的人物,因为他是首批将特定大脑损伤与特定行为障碍联系起来的学者,同时他还认识到大脑不同区域负责不同的任务。他在著作《关于野兽灵魂的两个论述》(Two Discourses Concerning the Soul of Brutes)中阐述了这些观点,认为脑能够在不同区域而非单一脑区自动完成多个任务;他还描述了大脑的信息交流通道,不过当时人类还没有发现电,在他的观点中,通道传输的是灵魂,而不是电信号。他推动了历史的巨轮,为认知神经科学这门向理解人类认知体验发起冲锋的现代科学奠定了基础。

洛克的崛起

人们通常认为,威利斯的解剖学实验成果和理论思想对后来的著名哲学家约翰·洛克影响深远。他同样是医师出身,曾在牛津大学受教于威利斯。学生时代的洛克觉得有意义的课程并不多,威利斯的解剖学讲座算一门。洛克随后同另一位医师托马斯·西德纳姆(Thomas Sydenham)成为挚友,后者也是威利斯的校友。西德纳姆通过亲身实践掌握了大部分医学知识,这种方法逐渐被洛克认同为学习的基础。

在接诊数百名病人之后,西德纳姆逐渐意识到,一些疾病具有类似的症状,不管病人的身份是萨塞克斯郡的铁匠还是约克公爵本人。他开始相信疾病能够通过症状特征来区分,并开始像给植物分类一样对疾病进行分类。这是一个具有划时代意义的举动,因为直到当时,盖仑建立的诊断和治疗方法依旧广受推行,而这套方法在很大程度上是带有主观性的。在盖仑看来,每位病人的疾病都由独特的体液失衡引起,因此需要量身定制治疗方案。和他不同,西德纳姆开始了实证医学的早期实践。他在一群有同样病症的病人身上尝试了不同的疗法,并根据疗效评估和调整药物。颇具讽刺意味的是,反倒是盖仑的观点更贴合现代医学新兴的个体化疗法风潮,西德纳姆的观点则更符合系统医学思路,即对所有症状相同的病人实施标准化的治疗流程。在本书第7章和第8章中我们将看到,科学界经常会像这样出现不同的方法流派,从而引发“非此即彼”的大争论,然而事实上总存在至少一个其他选项。这就是所谓的“假两难推理”,属于一种非形式谬误。你或许没有想到,最终是物理学家站了出来,证明通常来说没有任何一种答案能独立解释一切。在讨论神经元如何产生心智的问题时,这种思想就变得非常有用了。

你或许已经猜到了,作为一名未来的哲学家,洛克对西德纳姆的方法进行了追问:真的要先知道病因才能对之进行治疗吗?病因真的是能找到的吗?威利斯认为病因是可知的,并通过解剖和实验来寻求病因,洛克和西德纳姆却不这么想。他们最终得出结论,认为病因是超越人类认知范围的。洛克在后期更是相信,心智的运作机理和万物的真理同样是不可知的。他采用西德纳姆研究疾病的方法来研习哲学:限定自己只基于日常经验来讨论哲学思想。基于这种立场,洛克顺理成章地提出了著名的“白板说”,拉丁语称“tabula rasa”,即认为心智源于经验和自我反思。这一思想构成了当今社会科学的经典人类理论:后天经验占主导地位。

洛克最终和笛卡儿一样成了二元论者,但他们的思想在很多细节上存在差异。洛克从心理学角度对灵魂进行了阐释,并写道:“意识是人对进入自己心灵的东西的知觉。”1根据他的观点,这种对知觉的知觉或察觉是通过一种“内在感觉”来实现的,他将之称为“反思(reflection),其所提供的思想仅通过心智对自身运作的反思来获得”。洛克甚至进一步提出,潜意识的心智状态是不可能存在的:“人无法不通过知觉来知觉自己是有知觉的。”


与笛卡儿不同,洛克切断了灵魂与心智(会思考的东西)之间的联系。回忆一下,对笛卡儿来说,心智和灵魂是一体的:思想是心智的主要属性,物质不可能脱离其主要属性而存在。因此,心智无时无刻不在思考,甚至包括睡眠状态,即便此时产生想法会被立刻遗忘。洛克同意心智在清醒状态下是时刻保持思考的,但是,基于自己的经验,他不认为人在无梦睡眠状态时依旧会思考。不过,睡着的人肯定是有灵魂的;不然人如果在睡觉的时候死了该怎么办?因此,对洛克来说,(拥有意识性质的)心智和灵魂必然是分开的!多简单的推理!

笛卡儿同时还将意识的内容限定为当前的心智运作。洛克则没有这样的限制。他认为人们完全可以对过去的心智运作和活动持有意识。洛克将意识视作将个人经历整合为自我意识和个人同一性的“黏合剂”。他相信正是意识让我们觉察到自己过去的经历是属于自己的。他认同笛卡儿关于人类具有自由意志的观点,却又通过引入全知全能的上帝来回避物质如何产生自由意志的问题,只是声称这都是上帝的作品。

以上就是一群全世界最聪明的人针对身体、心智和灵魂的运作机制提出的模型。他们用自己观念中那些无可争辩的事实来拟合这个模型,用以把人类和动物、神明、心智及意识区分开来。这就是模型制作者的行事风格,直至今日依旧如此。他们创立一个模型,随后不断地进行修改,所有的改动理论上都基于新获得的信息,直到模型看上去能被用来解决问题为止。他们在这种情况下提出的模型是相当混乱的。

17世纪末,关于意识的理论数量庞大却令人困惑。科学界已经积累了很多相关的事实证据,有朝一日会为后来的理论学家提供框架基础,但依旧缺乏一个基础的、综合的概念结构来解释意识究竟为何物。哲学家们就整个意识问题争执不休,有些人甚至认为意识这一哲学概念本身就毫无逻辑可言。终于,少年老成的英国哲学家大卫·休谟站了出来。他早就对哲学家们“无止境的争论”感到不耐烦了,并在18岁时将意识问题扶上了前进的快轨。他认为古人关于道德和自然的哲学“完全出自假想,更多地依赖捏造而非经验”。2

准备迎接现代观念

在横空出世时,休谟俨然一副权威瓦解者的姿态,已准备好打破一切唯心主义的空谈。他认为“心智对于肉体是超自然存在”的观点根本是谬见,更直白地说就是愚蠢。他希望能舍弃这一观点,建立一门探索生命真理的科学。休谟也的确做到了,他从此扭转了人类对心智本质的思考方式,其影响持续了几个世纪。

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