意识研究范围近期热闹非凡，一场绵延25年的研究赌约兑现了，一个历时5年的对抗性研究也有了初步结果，还有124位科学家联名发表公开信，把一项理论斥为“伪科学”……诸此种种，甚至让意识研究学界陷入乱战局面。事实上，因为到底什么是意识还没一个公认的概念，甚至对意识到底包含那几个方面都没共识，那样，不同学者探寻全方位刻画意识的指标就相当困难。身处局中的学者们也要有耐心，不急于达成一个无所不包的大统一意识理论。

撰文 | 顾凡及

全局神经工作空间理论

法国认知神经科学家德阿纳（Stanislas Dehaene）提出的全局神经工作空间理论[5]，也以其较强的神经生物学背景而引人注目。

因为对意识仍然没明确和常见同意的概念，为了防止混淆，德阿纳将他的研究集中在他所谓的“进入意识（conscious access）”（受试者意识到了其所受刺激并可以向别的人报告的现象）上。极少人会不承认这是意识的一个要紧方面，并且是通向更复杂形式的有意识体验的门户。

他们用掩蔽、眼睛角逐和其他办法表明，虽然刺激维持不变或几乎不变，但受试者的知觉却可能发生根本变化，比如从意识不到变成意识到，或正好相反，因此进入意识可以被视为唯一的变量，并可以通过实验对这一变量进行操控。然后，他们就探寻当也只有当受试者对相应刺激有“进入意识”时才会出现的脑活动模式。他们将这类模式作为进入意识的标志，并称之为“意识标记（conscious signature）”。他们发现有如下这类标记：（1）刺激诱发的脑活动大大增强，扩大到多个脑区并忽然引发前额叶皮层和顶叶皮层很多回路的活动；（2）脑事件有关电位中的晚成分P3忽然增强；（3）在晚期忽然爆发高频振荡；（4）跨脑地区活动的同步化。

依据这类实验结果，他概要说：

“在给刺激后大约300毫秒左右开始进入有意识状况，在此期间，脑的额区以自下而上的方法同意感觉输入，但这类地区也以相反的方向自上而下发送很多投射到分布非常广的很多地区。最后的结果是形成一个由很多同步活动的地区构成的脑互联网，其每个方面为大家提供了很多意识标记。”

“当有有意识的知觉时，神经元群以协调的方法开始发放，第一是在一些局部的特定地区，然后蔓延到皮层的广大范围。最后，它们侵入到很多前额叶和顶叶脑区，同时与前面的感觉区维持紧密同步。正是在这时，忽然形成了一个协调一致的脑互联网，有意识觉知也好像由此产生。”[5]

据此，他们提出了一种“全局神经工作空间假说”（global neuronal workspace hypothesis）：

意识是一种在全脑范围里的信息共享。人脑中有高效的长距离互联网，尤其是在前额叶皮层，以选择有关信息并将它扩播到整个脑。意识是一种演化装置，它使大家可以注意某个信息并在这一扩播系统中维持活跃。一旦这个信息被意识到了，依据大家当时的目的，它可以被灵活地传送到其他地区。因此，大家就能叫出它的名字，对此进行评估，记住它，或者用它来规划将来。 [5]

和科赫与托诺尼的“后脑理论”相反，在德阿纳的“全局神经工作空间”理论中前脑饰演着要紧用途，笔者在本文中把它称为“前脑理论”。

一对对抗性合作

在邓普顿世界慈善基金会所资助的对抗性合作中，牵涉到20种左右的意识理论。科赫/托诺尼学派和德阿纳学派以其较强的神经生物学基础和明显不一样的看法崭露头角：前者强调后脑有哪些用途，而后者则强调前脑有哪些用途，如此两者看着好像有更明确的可比性。

基金会资助了六个独立实验室遵照双方预先商定的策略，并分别用功能性核磁共振、脑磁图和皮层电图技术对250名受试者测量其脑活动，以检验这两种理论对他们一同认可的两个实验策略中第一个策略的不同预测，双方自己并不参加实验。这类结果尚未经过同行评审，结果对这两种理论既有支持之处，又不完全匹配。这类结果同时在ASSC‘23年会上公布了，难怪大家把25年前的一场打赌和对两大派理论的对比进行评判如此两件不一样的事混为一谈了。

参与该检验的德国神经科学家梅洛妮（Lucia Melloni）觉得，“关于IIT，大家确实察看到，后皮层脑区持续有信息。”但研究职员并没发现IIT所预测的脑区之间有持续的同步活动。

至于GNWT，研究职员发现，意识的某些方面确实可以在前额叶皮层中表现出来，但并不是所有意识活动都可以在此有所反映。除此之外，实验发现只有体验开始时才有信息扩布的证据，但未能发目前体验结束时也有扩布。

总体而言，IIT稍优。不过梅洛妮强调说：“但这并不意味着IIT全对，而GNWT全错。”这不过意味着两派的支持者都需要依据新的证据重新考虑他们的理论。

大家正期待着2024年年会上宣布第二个策略的检验结果。以前在科学上极少这种有点像体育比赛的同台竞技，这自然引起了媒体的兴趣，甚至在像《科学》[6]和《自然》[1]如此的权威杂志上都有报道。不过报道中称这两派理论为“领先的”（leading）一词却引起了轩然大波。并就IIT遭到了实证检验的说法让人大做文章。

124名意识研究专家联名公开信指责IIT为伪科学[7]

IIT和GNWT遭到举世瞩目，也为盛名所累。124位意识研究者，其中包含巴尔斯（Bernard J. Baars）、丹纳特（Daniel C. Dennett）和丘奇兰（Patricia S. Churchland）等著名学者，联名发布一封公开信，指责《科学》《自然》等媒体做了不实报道，并指责IIT是伪科学。但信中通篇没谈到这一对抗性合作的重要主题——前、后脑之争，而是抓住了和托诺尼的Φ值有关的问题全盘否定。

笔者读后不禁会想，签署联名信的专家不至于连后脑理论和Φ假设有什么区别也看不出来吧，以笔者小人之心，不免怀疑这可能是有科学本身以外的原因在起用途吧！不过因为IIT并未将后脑理论与Φ理论做过切割，两者都顶着IIT的名义，提出者相同，也不可以说是代人受过，这又怨得哪个来！

笔者点评

意识研究上的这一场大混战，真可谓好戏连台，让人目不暇接。假如不追根溯源，真有点让人不知所措。笔者作为一个长期对此有兴趣的旁观者想贡献我们的一得之见，和读者讨论。

第一，是有关科赫和查默斯之争。关于科赫想双倍下注在以后25年内解决的问题，笔者以为先要讲了解是指解决意识的神经有关集合的问题呢，还是解决查默斯的困难问题。科赫好像把这两个问题觉得是同一个问题。

笔者则不敢苟同。由于前者是指探讨涌现意识的最小神经事件集合，或者说探讨人脑涌现意识的必要条件，注意这里讲的是“有关”，而不是“因果”，这在以后25年内是大概解决的（不过笔者不敢打赌）；而查默斯所说的“困难问题”则是要想说明脑这个物理系统如何产生主观意识的问题。笔者以为这个问题本身可能就是一个问错了的问题[8]。其理由是意识在像人脑如此一个极复杂的多层次系统顶层出现来的一种不可还原的性质，其不可还原性并不是是由于处于多层次系统的最底层（也有人虽然承认意识的不可还原性，但因为没认识到这是因为循环因果关系带来的结果，而错误地觉得意识也像电荷一样是万物普有些一种基本性质，从而陷入到泛灵论的泥沼之中），从而没办法进一步往下还原。而是由于这种复杂系统所遵从的因果关系不再是线性因果链，而是循环因果关系，也就是说在每个层次之间都存在着复杂的双向的相互用途【埃德尔曼把其称之为“复馈（reentry）”，觉得这是产业务识的必要原因】，也就是说互为因果。意识既然不可还原，因此就不可以问“如何”产生的问题，而只能研究其涌现所需要的条件和它所具备的性质。

因此，在笔者看来查默斯的“困难问题”事实上是一个问错了的问题，在大家没能认识循环因果关系的规律之前，大家就没办法回答“困难问题”。所以假如科赫打赌的是在以后25年内解决意识的困难问题，那样他得再筹备10瓶葡萄酒。

第二，科赫/托诺尼和德阿纳的对抗性合作事实上是关公战秦琼。虽然表面上看着针锋相对，前者强调后脑，后者强调前脑；但他们实质上研究的是意识这把大伞的不同方面，前者是研究无报告的全意识神经有关集合，其首要条件是要竭力排除注意、计划等原因，而后者基于进入意识，注意在其中饰演重要性角色而没办法排除。而有关注意和意识的关系问题，到今天并无定论。

第三，虽然124人公开信故意回避了在对抗性合作中的IIT事实上是指后脑理论，而和Φ没直接关系，因此他们对对抗性合作的批评就像是枪打稻草人，但他们对Φ理论的批评却有其合理之处。

事实上，在笔者看来，且不说像意识如此复杂的对象能否用公理化的办法来进行研究，即便可以，在托诺尼的5条公理中也故意扔掉了对意识来讲最重要的“主观性”，因此由如此不完备的公理系统推导出来的Φ指标，充其量也只能度量意识作为神经系统超越其各组成部分所含信息量的总和的信息量这一个方面，而非意识本身。可能用这个指标在某些场所下也能作为判断意识程度的参考（比如当深睡和癫痫大发作时，大脑皮层各部分的活动高度同步，缺少特异性和信息性，其Φ值也低，而此时的意识程度也非常低），但绝不可以用以判断对象之是不是有意识，不然就会得出任何内部有相互用途的系统都在一定量上有意识的荒谬结论。从这一点上来讲，公开信对Φ理论的批评是有道理的，但由此说其为伪科学则是过了。香农（Shannon）的信息量概念刻画了信息传输降低了发送者的不确定性，并不可以刻画信息对接收者的意义或重要程度，但大家不可以因此说香农的信息论是伪科学。当然香农审慎地仅把他的理论应用于信息传输的问题上，并没说他的理论也适用于信息处置，甚至发送者的状况变化对接收者的意义问题上，笔者也并不是说这两个意识理论就像信息论一样要紧。

第四，笔者觉得全局神经元工作空间假设对于进入意识标记的讲解没问题，但对他的假设是不是也可以讲解意识或者即便只不过进入意识本身持怀疑态度。[9]其主要理由如下：

（1）“进入意识标记”并非“进入意识”本身，就像某人的签名并不就是他一个人一样。你不可以简单地用相应标记的机制来讲解事物本身的机制。对标记的讲解或许会对其所有者的讲解给出一些提示，但并不可以给出后者的确切讲解。严格地说，德阿纳的研究只不过表明，假如主体有进入意识，那样他/她的大脑中就有如此的标记，但反之并不肯定成立。另外，尽管进入意识是意识的一个要紧方面，但并不是是意识全体。比如不接收任何刺激时的胡思乱想，甚至“意守丹田，内心一片空明”显然还是有意识的，但并不是“进入意识”。

（2）除去用受试者的主观报告来判断他们是不是意识到了什么以外，德阿纳的工作并没触及意识的主观性问题。他所有些实验和理论都是基于客观事实。他用客观标记来取代主观的进入意识。因此，即便他的假设说明了这类标记是怎么样起来自于一些特殊的脑活动模式的机制，并且即便他的说法可以扩展到进入意识本身的机制，他的理论最多也就像关于立体视觉的眼睛视差理论。后者确实讲解了立体视觉在哪种状况下会出现，就像3D电影已经证明了的那样，但它仍然不可以讲解大家“如何”可以具备如此的主观体验特质。

第五，后脑理论的一个要紧依据是使用“无报告”范式的研究办法，但也有科学家依据一些报道称在使用这种办法时，也能在前额叶皮层测试到有活动，因此把这种办法贬之为“误导”，不过被贬一方则坚称“从大体上来讲，前额叶皮层对意识来讲既非必要，也不充分，这和皮层后部完全不同。”看来这一争论还会持续下去。尤其是由于目前对到底什么是意识还没一个公认的概念，甚至对意识到底包含那几个方面都没共识。近期动物行为学家戴维·培尼亚-古斯曼提出意识包含三个要紧方面：主观意识、情感意识和元认知意识。所谓主观意识是指主观存在感和具身的自我觉知感，所谓元认知意识就是自己了解自己是有认知能力的。[11]但显然，大伙理解的意识并不只限于此，同一作者在别处强调的意识的感知方面和理性方面，不过显然他并没提及像在冥想状况下的意识方面。笔者不了解怎么样穷尽意识这把大伞下面的所有方面。所以假如当实验者都用同一个术语“意识”来指意识的很不一样的方面，那样就非常难评判哪个对哪个错。

最后，笔者还想说几句一定的话，有关前脑理论和后脑理论的实验事实并无多大问题，是意识实验研究上的一大进步，问题是怎么样讲解这类实验事实。对抗性合作也是科学研究的一种新形式，应该用好这种形式，问题是怎么样选择好适合的对立双方，不要形成关公、秦琼争霸战，鸭同鸡讲。探寻度量意识的定量指标也是有意义的，但需要认识到，意识作为一个很复杂的有极多方面的对象，不可能概念一个指标全方位刻画完其所有方面，而只能是刻画其某个方面，把个别方面等同于意识全体就一定犯了错误。现在，意识还没一个公认的概念，每一个人讲的意识都是在自己语境下讲的，他们的实验也是在这种意义下做出的，由此引申出来的有关意识的“一般”理论，非常难摆脱这种局限性，这也会是为何目前有20种以上的“意识理论”的根本缘由。

让大家如已经过世江渊声教授所说：科学家要耐心些，不要指望在近期的以后就会有一个无所不包的大统一意识理论，虽然任何有肯定实验依据的意识理论都可能能够帮助向最后目的前进有所贡献，至少引起大家的考虑。

致谢：本文在酝酿和写作过程中曾多次和梁培基教授、Karl Schlagenhauf博士、Hans Braun教授和Hans Liljenstrom教授做了有益的讨论，梁培基教授还审读了全稿，并提出宝贵建议。谨此致谢。

参考文献

[1] Lenharo M (2023) Philosopher wins consciousness bet with neuroscientist. Nature 619:14-15

[2] Koch C (2004) The Quest for Consciousness – A Neurobiological Approach. Roberts and Company Publishers, Englewood, Colorado.

中译本：科赫著，顾凡及、侯晓迪译（2012）意识探秘 － 意识的神经生物学研究。上海科技出版社。（2021年重版）

[3] Koch C, Massimini M, Boly M, Tononi G (2016). Neural correlates of consciousness: Progress and problems (https://www.researchgate.net/publication/301567963). Nature Reviews Neuroscience. 17 (5): 307–321.

[4] Tononi G. Integrated information theory - Scholarpedia (http://www.scholarpedia.org/article/Integrated_information_theory#Predictions_and_explanations).

[5] Dehaene S. Consciousness and the brain: deciphering how the brain codes our thoughts. New York: Viking Press, 2014.

中译本：迪昂著，章熠译（2018）脑与意识：破解人类思维之迷. 浙江教育出版社

[6] Finkel, E.(2023) Consciousness hunt yields results but not clarity. Science 380, 1309–1310.

[7] Fleming SM et al. (2023) The Integrated Information Theory of Consciousness as Pseudoscience. （https://psyarxiv.com/zsr78）

[8] 顾凡及（2021）有关意识的“困难问题”或许只不过问错了问题。《信睿周报》第57期11-14

[9] 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《意识之谜与心智上传的迷思：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》系列丛书，上海教育出版社。

[10] Odegaard (2017) Should a Few Null Findings Falsify Prefrontal Theories of Conscious Perception? The Journal of Neuroscience, 37(40):9593–9602

[11] Peña-Guzmán, D（2022）When animals dream : the hidden world of animal consciousness. Princeton University Press. 中译本：戴维·培尼亚-古斯曼著，顾凡及译（2023）动物会做梦吗？——动物的意识秘境。上海：上海科技出版社。

本文受科普中国·星空计划项目扶持

出品：中国科协科普部

监制：中国科技出版社公司、北京中科星河文化传媒公司

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