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OldHorse:科学皇冠上的明珠:意识之谜
二十一世纪的科学,已经能够训练出能力惊人的人工智能,探测引力波,编辑基因,制造量子计算机,甚至把望远镜伸向一百多亿光年之外的宇宙深空。然而,在离我们最近、每天都伴随着我们的一个领域,却依然迷雾重重。
那就是意识。
有人说,意识是科学皇冠上的最后一颗明珠。它不像黑洞那样遥远,也不像暗物质那样神秘,它就在每个人的大脑里,是我们清醒、做梦、思考、喜怒哀乐时最直接的体验。可偏偏,人类至今仍然不知道:意识究竟是什么?
二十多年前,我一直试图破解这个谜的努力有过一次非常关键的突破。
2002年的一天,我在美国一家国家实验室工作。午饭后,像往常一样,沿着同步辐射加速器巨大的环形隧道散步。地下,电子束接近光速飞驰;地上,阳光明媚,微风轻拂。
忽然,一个念头像闪电一样划过脑海。
一个人的意识有多强,与他能够瞬间调动和整合的信息量成正比。
这个念头并不是凭空出现的。我已经断断续续思考意识问题二十多年。那一瞬间,零散的想法忽然连成了一条线,我几乎有一种阿基米德跳出浴缸大喊”Eureka!”的冲动。
回到办公室,我立即把这个想法写进了一份工作报告,后来也试图整理成论文。可惜日常科研工作项目一个接一个,养家糊口永远排在第一位,加上数学功底有限,这个设想最终没能正式发表。后来为了保住已经到手的一批房产,干脆绝大部分时间和经历都投入到愿得广厦数栋楼,为天下几十户寒士(也就是俗称的低收入底层人士)提供家园的另一个崇高理想上去了,试图建立一个人人低保,个个努力创造财富的UBI新世界。这是试图解释为什么有了灵感二十年都还没有拿到诺奖的人生失败经历。
言归正传,关于意识的灵感闪现两年以后,我才发现,距离实验室仅两个小时车程的威斯康星大学麦迪逊分校,神经科学家Giulio Tononi发表了后来轰动意识科学界的论文《An Information Integration Theory of Consciousness》。
我当时的第一反应是有些遗憾,估计是因为在国家重点实验室工作,信息受到严格监视,咱的天才想法被盗了!有什么证明?没有!只是相关的美国情报人员曾到咱当年在国家试验室里办公室关照过我一次。不仅没有对咱有任何为难,反而尊敬有加。
当然,人家Tononi毕竟是搞脑神经科学专业的。他的理论远比我的灵感系统,主要是写出了一个数学公式。咱吃亏就吃在数学知识储备欠缺。当年杨振宁能年纪轻轻就能跟李政道一起拿诺奖,不单单是因为有了一个好的想法,而是有一个做数学教授的老爹。一句话,人家数学好嘛。
Tononi提出,如果一个系统能够把大量彼此关联的信息整合成一个不可分割的整体,那么它就可能产生意识,并提出了著名的Φ值来衡量这种信息整合能力。
我一直觉得,IIT最大的贡献,是第一次把意识从纯哲学讨论拉回到了可以实验、可以计算、可以建立数学模型的科学轨道。
当然,破解意识远不止这一条路。
Francis Crick代表的经典神经科学认为,意识就是神经元网络活动;Bernard Baars和Stanislas Dehaene提出全球工作空间理论,把意识看成大脑的信息广播系统;Roger Penrose和Stuart Hameroff则大胆提出量子意识理论,把希望寄托在神经元微管里的量子效应。
近年来,还有一位我十分欣赏的学者——Donald Hoffman。
Hoffman提出了著名的界面理论(Interface Theory of Perception)。
他的观点十分反直觉。
他说,人类看到的世界,并不是真实世界。
正如电脑桌面上的垃圾桶图标并不是计算机真正的文件系统一样,我们的颜色、声音、空间、时间,很可能只是大脑为了帮助祖先生存而设计出来的一套用户界面。
如果进化的目标是真理,那么我们应该看到宇宙的本来面目;但如果进化的目标只是生存,那么看到”有用”远比看到”真实”更加重要。
这一观点虽然争议极大,却解释了为什么我们的感官充满各种错觉,也提醒我们:意识的存在未必为了认识真理,更可能只是帮助生存的工具。
这样看来,不同理论其实讨论的是不同层面的问题。
IIT回答的是:意识是什么样的组织结构。
全球工作空间回答的是:意识怎样工作。
Hoffman回答的是:为什么进化会产生意识。
量子意识则试图回答:意识是否涉及目前尚未理解的物理规律。
也正因为如此,今天的意识科学,仍然是一片群雄逐鹿的战场。
我最近常常做梦。
梦里的世界,同样有逻辑,有推理,有情绪。
可是醒来以后,总觉得梦中的自己像电脑进入了”低内存模式”。
不是CPU坏了,而是RAM变小了。
很多知识调不出来,多层逻辑维持不了多久,背景信息不断丢失。
如果把清醒的大脑比作拥有1280GB内存的超级工作站,那么梦境更像只有8GB内存的老旧笔记本。
我越来越怀疑,梦里的意识并没有消失,而只是能够瞬间整合的信息量大幅下降。
当然,这只是我的猜想。
但如果未来有一天,人类真的能够建立被普遍接受的意识信息方程,用一个数字去测量意识的丰富程度,并能找出对应的生物物理机理,那么今天看来像哲学的问题,也许都会变成科学问题。
科学史告诉我们,几乎所有伟大的发现,都开始于一个看似幼稚的问题。
为什么苹果会落地?
为什么时间会变慢?
为什么光既像粒子,又像波?
也许,意识之谜也是如此。迷底的揭开就来自一个简单到不能再简单的问题:一个人做梦与清醒时整合信息的能力为什么有差别?
如果有一天,人类真正理解了意识,我们理解的将不仅是大脑,更是我们自己。那将不仅是神经科学的一次突破,更可能是整个人类文明的一次飞跃。
作者投稿
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