探析意识研究的模型化进路
2021年05月11日 09:58 来源:《中国社会科学报》2021年5月11日第2162期 作者:李夏冰

  近几十年里,哲学和科学都在试图解释意识的起源和本质,面向意识的自主性、独立性等问题形成了一个重要的研究领域。一方面,心灵哲学家们已探索许多不同的理论立场以解开意识的概念复杂性问题。另一方面,神经科学家、心理学家和认知科学家已建立了一整套关于意识背后的大脑机制的理论和经验模型。对意识的哲学研究与对意识的科学研究在复杂甚至困难的关系中交织发展。对意识研究的困境和争论此起彼伏,各流派对意识研究的具体路径也未能达成一致。这在推动意识研究发展的同时,也在一定程度上由于研究方法过于多元化以及面对意识难题困境的局限性,而对意识研究的深入发展造成一定阻碍。在这一背景下,为突破困境、合理弥合解释鸿沟,意识模型构建成为有效沟通大脑与心灵的桥梁。

  意识模型的类别

  随着意识科学的发展,关于意识的认识已不仅是笛卡尔式对身心关系的探讨,而是已作为自然科学问题被广泛研究,并逐渐形成了一种多学科、多维度、多层次的研究范式。基于认知神经科学的意识模型,就是此背景下的产物。意识模型作为意识经验性研究复兴的产物,在对意识机制及其本质进行深层次探索时,逐渐展现出其优越性。认知神经科学的迅猛发展,特别是功能强大的脑成像方法的广泛应用,使人们对意识机制的研究不断深入。意识模型化建构的方法,能够探究意识经验的主观特征,并展示出这些特征是如何看似合理地从候选机制中产生。意识模型方法对意识的复杂性、主观性、动态性、不确定性等提供了合理的解释机制,逐渐成为当今解决意识问题颇具潜力的方法。意识模型研究在当前意识理论中占很大的比例,几乎每种类型的理论都有相应的意识模型出现,根据其对意识现象的不同切入视角,主要有三大类别。

  1.以神经解剖学和生理学为基础,探求意识产生的具体位置及发生机制。埃德尔曼(Gerald Edelman)与托诺尼(Giulio Tononi)共同发展了“动态核心模型”,以一种动态的观点来讨论意识,从动态核心到信息整合理论的发展,将意识构建为丘脑皮质系统功能活动的产物。克里克(Francis Crick)与科赫(Christof Koch)从坚定的还原论视角,对意识模型的建构经历了40Hz模型到神经元联盟的发展,致力于寻找意识的神经相关物。泽基(Semir Zeki)则构建了多重意识层次模型,强调整体意识是由大量微意识构成的,通过对微意识的强调、捆绑问题及意识层次的划分来说明其意识模型的具体机制等。

  2.基于认知信息加工与认知神经科学的最新成果发展而来的意识模型,主要采用信息加工的框架来解释意识现象,并专注于意识过程可能执行的计算任务。巴尔斯(Bernard Baars)和迪昂(Stanislas Dehaene)提出的“全局工作空间”模型,主张意识是一种大脑全局范围内的信息共享。唐孝威在继承此模型的基础上,进一步突出强调默认活动网络,提出了意识全局工作空间的扩展理论。此外,神经生物学家泰勒(John G. Taylor)构建的意识的CODAM模型,对内在自我的确证也得到了不少学者的认同。

  3.基于量子力学的意识模型从量子力学角度探索意识发生的依据。彭罗斯(Roger Penrose)与哈梅洛夫(Stuart Hameroff)提出了关于意识的Orch OR模型,结合量子力学,将意识定位于微管中的量子计算。此外,斯塔普(Henry Stapp)的“量子互动二元论”、埃克尔斯(J. C. Eccles)的与意识相关的“突触间隙的量子力学”、维提耶罗(G. Vitiello)的“量子场论”等,都使用了量子理论的概念来探究意识的本质。

  意识模型的优势

  当前流行的意识模型各有侧重,并从不同层面展示了各自的优势。不同的模型并不是完全独立、各自为政的,而是在科学实证的基础上,共同协作推动意识问题的解决。意识模型进路下对意识问题解决的优势如下。

  1.具有坚实的科学基础。意识的生物学基础,即“意识在哪里”的问题,也是意识模型得以发展的科学基础。意识的神经解剖学结构、与意识密切相关的注意系统的实证发现、脑功能成像技术对大脑可视化研究的推进及对意识进一步的生理机制的发现等,这些成果是基于对神经系统疾病患者的观察和实验实现的。通过采用客观、可重复的方法,形成了意识神经相关的假设。这些构成了意识模型发展的实证基础,是意识模型得以构建的基石。意识模型的发展很大程度上是由于神经科学的迅猛发展,特别是功能强大的脑成像方法的广泛应用,使人们可以看到大脑各层级的相关活动。

  2.构建意识产生的核心机制。作为多学科交叉的产物,各类意识模型的建构吸收了来自神经科学、认知心理学、数学、量子力学及哲学等多学科的优秀成果,是心灵与大脑、物质与精神、理论与实证科学结合的产物。意识模型致力于消解心身之间的二元对立,基于意识的全局性、整体性、复杂性进行构建,旨在提出弥合解释鸿沟的全面模型。比如,“动态核心”模型强调意识的复杂性概念,“动态核心”的“专门的子系统”涉及高度复杂的信息流,而大脑的复杂性区域可能就是意识创造的地点,因此要对其检索过程进行跟踪。全局工作空间模型展现了意识的全局性,在信息加工的框架下,从意识功能的角度指出意识是全局信息共享。以量子力学为基础编制的客观还原模型,展现了意识在量子层面的特征,将意识视为离散物理世界的结果来构建意识的量子模型。

  3.模型构建具有方法优势。正如心理学家、认知科学家埃斯塔(William K. Estes)所说,“选择科学模型结构要提供某个科学理论或假设的稳健描述”。在物理主义的立场下,意识模型的出现在一定程度上承担了沟通科学实证与经验分析间桥梁的角色。一方面,模型方法能够帮助我们在意识研究过程中暂时忽略一些次要的因素,并将主要因素突显出来,从而便于研究者逐步进行分析。这不仅为研究者分而治之提供了条件,也为科学假说提供了逻辑证明的条件。另一方面,意识模型的整合能力使其允许证伪,能为“可能世界”留下一席之地。意识的“难问题”正需要这种解释能力。目前,学界较为流行的意识模型实质上是对意识本质探究的尝试性概括,随着科学研究的深入可能随时被证实或证伪,并没有形成得到普遍认同的一致模型建构的基础,所以学界还未达成普遍共识。但意识模型的发展将逐步推动这种共识的形成。所以,对意识模型进行整体分析是十分必要的。意识模型为未知带来的可能世界,需要我们进一步整合及证实。这样,我们才能获得被普遍认同的意识模型。

  意识模型的问题

  目前,意识的模型化研究还处于建构上升期,各类模型在展现其优越性的同时,也暴露出了各自的缺点。比如,埃德尔曼的动态核心模型的副现象主义倾向就饱受争议。他虽然主张动态核心的神经活动和意识之间的关系是非常必要的,但又声称神经系统的特定活动必然会产生特定的意识体验。如果没有特定的潜在大脑活动模式,这种意识体验就不可能出现。这样,意识似乎不过是动态活动神经系统的一种副现象。托诺尼进一步发展的信息整合模型,也展现出区别于传统意义上的泛心论。信息整合模型所捍卫的同一性不是意识经验与大脑过程之间的同一性,而是意识经验与信息关系形态之间的同一性。而全局工作空间模型则是一种研究意识的粗略方法,并没有提供更具体的神经结构来创造有意识的体验。该模型在一定意义上只是一种隐喻式的假设,未能在科学实证层面实现。量子意识模型的理论假设更是引起了广泛的批判,其适用范围仍不能确定。

  论证意识模型研究对意识难题解决的可行性与合理性,推动了科学共同体对意识全面模型的构建不能一蹴而就的普遍认同。构建意识的全面模型是一项较为宏伟的工程,既需要考究意识模型构建的核心机制是否合理,对不同角度切入的意识模型作出全面分析,还需在科学发展的推动下,不断整合完善意识模型,进行实证检测及具体科学(如人工智能、机器意识)应用。同时,对意识模型的论证也是一个循序渐进的动态发展的过程。可以确定的是,对意识模型相关研究现状及具体机制的深入探析,对现有成果进行细致把握,将推动意识模型对意识难题全面解决的进程。

  (作者单位:山西大学科学技术哲学研究中心)

责任编辑:张晶
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