我們目前還無從得知龍蝦是否具有意識，還是說它們的行為表現(xiàn)只是自然反射。

托諾尼的理論斷言，意識由特定類型的信息處理產(chǎn)生。

　　英文原文：Are we close to solving the puzzle of consciousness?

　　新浪科技訊，北京時間 4 月 1 日消息，據(jù)國外媒體報道，龍蝦與我們有相同的疼痛感受器，也能表現(xiàn)出自己的痛苦。比如把它們放在水里煮時，它們的尾巴就會抽搐，看上去痛苦萬分。但龍蝦真的能“意識到”這種感覺嗎？還是說這種反應(yīng)只是一種自然反射？

　　人類在做某個動作時，腦中總是充滿了復(fù)雜的意識體驗。但我們不能假定其它動物也是如此，尤其是大腦與人類大相徑庭的動物。有些科學(xué)家甚至提出，與人類腦中的豐富世界相比，像龍蝦這樣的動物可能根本沒有任何內(nèi)在體驗。

　　“狗的行為、身體和大腦都和人類比較相近，因此它們的所見所聞可能和人類差不多，不能說它們內(nèi)心‘一片黑暗’，”威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校神經(jīng)科學(xué)家朱里奧·托諾尼（Giulio Tononi）表示，“但龍蝦就不一樣了。”

　　在意識研究領(lǐng)域，“其它與人腦迥異的大腦是否具有意識”只是眾多困擾科學(xué)家的難題之一。我們的第一次意識是什么時候出現(xiàn)的？為什么會有這種感覺？計算機(jī)能否獲得這種“內(nèi)在生命”？

　　對于這些謎題，托諾尼或許找到了解決方法。他的咨詢統(tǒng)整理論（integrated information thery）是近年來涌現(xiàn)的意識理論中最令人激動的理論之一。雖然尚未得到證實，但該理論給出了一些可進(jìn)行驗證的猜想，也許不久就能給上述問題找到確切答案。

　　托諾尼表示，他從少年時期就著迷于道德和哲學(xué)問題。“我意識到，了解意識的本質(zhì)和形成過程，對我們了解自己在宇宙中的位置和認(rèn)識自己的人生至關(guān)重要。”

　　當(dāng)時他還不確定該如何探索這些問題，是該借助數(shù)學(xué)途徑？還是哲學(xué)工具？但他最終選擇了從醫(yī)，臨床經(jīng)驗大大豐富了他年輕的頭腦。“能夠直接接觸到神經(jīng)學(xué)病例和精神病病例的確是種特殊體驗，”托諾尼表示，“這能迫使你直面失去了意識或意識的關(guān)鍵成分的病人。若非親眼所見，這些影響真的很難想象。”

　　不過，他的科研聲譽(yù)主要來自與睡眠相關(guān)的研究。這個領(lǐng)域的爭議要小得多。“當(dāng)時，你根本就不能談?wù)摵鸵庾R有關(guān)的話題。”但他對上述問題的思考并未停歇。2004 年，他發(fā)表了咨詢統(tǒng)整理論的雛形。

　　他先是提出了一系列定義意識為何物的公理。托諾尼提出，任何意識體驗都必須是“結(jié)構(gòu)化”的。例如，你在觀察周圍的空間時，能夠分辨出物體的相對位置。意識體驗還具有“具體性”和“區(qū)別性”：每次體驗都取決于具體環(huán)境，環(huán)境不同，體驗也會有所不同。此外還有“統(tǒng)整性”：你觀察桌上的一本書時，它的形狀、顏色和位置信息雖由不同腦區(qū)進(jìn)行處理，但都會被同時整合為一次單獨的意識體驗。我們甚至?xí)⒉煌泄俚男畔Ⅳ垭s在一起，將其組合成屬于此時此刻的同一體驗。

意識仍是科學(xué)界最棘手的未解之謎之一。

　　托諾尼從這些公理出發(fā)，提出我們可以從大腦（或 CPU）能夠?qū)崿F(xiàn)“信息統(tǒng)整”的層級數(shù)量，識別出某個意識屬于人類、動物、還是計算機(jī)。該理論認(rèn)為，在同一意識的不同構(gòu)成部分之間分享和處理的信息越多，則意識水平越高。

　　要想更好地理解該理論，我們可以將大腦的視覺系統(tǒng)與數(shù)碼照相機(jī)相比較。照相機(jī)能夠捕捉擊中圖像處理器每個像素的光線，總信息量堪稱驚人。但這些像素并不會“彼此交流”或分享信息，每個像素只會單獨記錄總圖像的一小部分。若不將這些信息進(jìn)行整合，就無法產(chǎn)生豐富的意識體驗。

　　就像數(shù)碼照相機(jī)一樣，人眼視網(wǎng)膜也含有許多傳感器，負(fù)責(zé)捕捉總圖像的一小部分。但這些數(shù)據(jù)會在多個腦區(qū)間進(jìn)行分享和處理。有些腦區(qū)負(fù)責(zé)顏色處理，讓原始數(shù)據(jù)適應(yīng)光線水平，因此我們在截然不同的條件下仍能分辨出原本的顏色。其它腦區(qū)則負(fù)責(zé)分析輪廓，如猜測某個物體被遮擋的是什么部分等等，讓你對物體的整體形狀有個大體感受。接著，這些腦區(qū)會分享這些信息，將其傳遞到更高層級上進(jìn)行信息組合，最終形成我們對所見事物的意識體驗。

　　記憶也是如此。和照相機(jī)的圖片庫不同，我們不會將每段體驗單獨儲存，而是通過組合和關(guān)聯(lián)、形成一整段有意義的記憶。每當(dāng)我們產(chǎn)生一種新的體驗，它便會與之前的信息相整合。所以才會產(chǎn)生《追憶逝水年華》中作者描述的那種場景：一塊瑪?shù)铝盏案獾奈兜烂偷毓雌鹆诉b遠(yuǎn)的童年回憶。這些都是我們意識體驗的一部分。

　　至少理論是這么說的。并且有許多觀察結(jié)果和醫(yī)學(xué)實驗與之一致。

　　2015 年發(fā)表的一項研究分析了在麻醉狀態(tài)下的受試者大腦，包括使用丙泊酚、氙氣等麻醉手段。為了解大腦整合信息的能力，該團(tuán)隊在受試者顱骨上方設(shè)置了一個磁場，對下方皮層進(jìn)行刺激。這是一種標(biāo)準(zhǔn)的非侵入式技術(shù)，名叫“經(jīng)顱磁刺激”（TMS）。受試者清醒時，可以觀察到大腦在 TMS 的刺激下、腦活動形成了復(fù)雜的“漣漪”。托諾尼認(rèn)為，這就是不同神經(jīng)元群之間進(jìn)行信息整合的跡象。

　　但用丙泊酚和氙氣麻醉的受試者大腦則并未出現(xiàn)這種反應(yīng)，其腦電波形式遠(yuǎn)比清醒時簡單得多。通過改變關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì)水平，這些麻醉藥物似乎“破壞”了大腦的信息整合，這也與受試者實驗期間意識全無的狀態(tài)相一致。他們的內(nèi)在體驗一片黑暗，只有虛無。

　　藥物引發(fā)的幻覺

統(tǒng)整信息理論或許能預(yù)測計算機(jī)有朝一日能否擁有意識。

　　為進(jìn)行進(jìn)一步對比，該團(tuán)隊還分析了由氯胺酮麻醉的受試者大腦。雖然這種藥物會使你對外界毫無反應(yīng)，但受試者常報告稱，自己做了瘋狂的夢，而不是像用丙泊酚和氙氣麻醉時那樣意識一片黑暗。托諾尼的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，利用氯胺酮麻醉的受試者大腦對 TMS 刺激的反應(yīng)比另外兩種麻醉劑復(fù)雜得多，說明其意識狀態(tài)在藥物狀態(tài)下有所改變。他們與外界的聯(lián)系被割裂了，但大腦在藥物作用下仍保持“開啟”狀態(tài)。

　　托諾尼在分析不同睡眠狀態(tài)時，也發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)果。在非快速眼動睡眠期間（這期間做夢很少），人腦對 TMS 刺激的反應(yīng)不那么復(fù)雜；而在快速眼動睡眠期間，即做夢較頻繁期間，信息整合度似乎要高一些。

　　托諾尼強(qiáng)調(diào)，這并不能“證明”他的理論是正確的，但這說明他可能走對了路。“這么說吧，如果我們的實驗結(jié)果反過來，事情就很麻煩了。”

　　托諾尼的理論也與各類腦損傷病人的體驗相吻合。以小腦為例。小腦呈核桃形，顏色偏灰粉，位于人腦底部，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)肢體運(yùn)動。其所含神經(jīng)元數(shù)量多達(dá)大腦皮質(zhì)的四倍。大腦皮質(zhì)是大腦的最外層，所含神經(jīng)元約占大腦總數(shù)的一半。但有些因先天或后天原因缺少小腦的人仍有意識感知，能夠在不損失任何意識的情況下度過相對較長、且“正常”的一生。

　　如果意識體驗的產(chǎn)生只與神經(jīng)元數(shù)量有關(guān)，這些病例根本就說不通。但從托諾尼理論的角度來看，小腦處理信息多為局部進(jìn)行，而非交換和整合信號，因此在意識中僅扮演次要角色。

　　測量人腦對 TMS 刺激的反應(yīng)似乎還能預(yù)測處于無法溝通狀態(tài)或植物人狀態(tài)的患者的意識。這一發(fā)現(xiàn)可能具有重大臨床意義。

　　當(dāng)然，非凡的結(jié)論還需要不容置疑的證據(jù)。畢竟鮮有比意識之謎更令人捉摸不透的科學(xué)問題。

　　目前為止，托諾尼的理論對大腦信息整合的描述還非常粗糙。要真正證明該理論的價值，還需要更加精密的工具、對各類生物的大腦都進(jìn)行精準(zhǔn)測量。

　　加州大學(xué)伯克利分校神經(jīng)科學(xué)家丹尼爾·托克（Daniel Toker）認(rèn)為，托諾尼的理論相比其他科學(xué)家的理論更“符合直覺”，但還需要更多證據(jù)。“該領(lǐng)域普遍認(rèn)為該理論很有意思，但尚未完全得到證實。”

　　原因與數(shù)學(xué)有關(guān)。利用此前的技術(shù)，測量網(wǎng)絡(luò)信息整合度的時間會隨著節(jié)點數(shù)量的增加出現(xiàn)“超指數(shù)級增長”。也就是說，即使利用當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)，整個計算過程也會比宇宙壽命還要長。但托克最近提出了一條計算捷徑，也許能把計算時間縮短到短短幾分鐘。這或?qū)⒊蔀榘淹兄Z尼的理論放在更加堅實的實驗基礎(chǔ)上的第一步。“我們在該領(lǐng)域仍處于早期階段。”托克表示。

　　只有在這一基礎(chǔ)之上，我們才能著手回答那些關(guān)鍵問題，比如將不同類型大腦的意識進(jìn)行比較。但托克認(rèn)為，就算托諾尼的理論被證偽，也能推動其他神經(jīng)科學(xué)家從更數(shù)學(xué)的角度思考意識問題，并對未來的理論有所啟發(fā)。

　　如果統(tǒng)整信息理論是正確的，必將產(chǎn)生顛覆性的影響，應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。例如，若能證明龍蝦等動物也有自己的意識，對動物權(quán)益的抗?fàn)幰矊⒕痛宿D(zhuǎn)型。

　　一些遺留已久的人工智能問題也將得到解答。托諾尼稱，現(xiàn)有計算機(jī)的基礎(chǔ)架構(gòu)均由晶體管構(gòu)成，無法形成形成意識所需的信息整合層級。因此就算通過特定程序讓人工智能表現(xiàn)得像人類一樣，它們也永遠(yuǎn)無法擁有我們這般豐富的內(nèi)心世界。

　　“有些人認(rèn)為，計算機(jī)遲早會擁有像人類一般優(yōu)秀的認(rèn)知能力。不僅是在圍棋、國際象棋、識別人臉、駕駛汽車等領(lǐng)域，而是任何事情都如此。”托諾尼指出，“但如果統(tǒng)整信息理論是正確的，計算機(jī)的行為表現(xiàn)也許會和人類一模一樣，但其本質(zhì)上仍是一個空殼。”這又要涉及到一個問題：智能行為是否必須脫胎于意識？而根據(jù)托諾尼的理論，答案應(yīng)該是否定的。

　　托諾尼強(qiáng)調(diào)，這不僅僅是計算機(jī)能力或使用軟件類型的問題。“所有計算機(jī)的物理價格都大同小異，都無法引導(dǎo)意識的產(chǎn)生。”這樣看來，美劇《真實的人類》和《西部世界》中那樣的道德難題也許永遠(yuǎn)都不會成為現(xiàn)實，真是謝天謝地。

　　該理論甚至還能幫助我們理解自己與他人互動的方式。麻省理工學(xué)院集體智慧研究中心主任托馬斯·馬隆（Thomas Malone）最近將該理論運(yùn)用到了人類團(tuán)隊上。他的研究顯示，由團(tuán)隊成員共享的整合信息能夠預(yù)測整個團(tuán)隊在不同任務(wù)中的表現(xiàn)。雖然用“群體意識”一詞可能有些夸張，但馬隆認(rèn)為，托諾尼的理論或能幫助我們理解大規(guī)模人類組織有時是如何像一個實體一樣思考、感覺、記憶和做決策的。

　　不過馬隆提醒道，這僅僅是推測而已。我們首先要證實信息整合是個體具有意識的標(biāo)志。

　　就目前而言，我們還不能確定一只龍蝦、一臺計算機(jī)、甚至一個社會是否具有意識。但未來的某一天，托諾尼的理論或許能幫助我們更好地認(rèn)識與自己截然不同的“思想”。（葉子）

總結(jié)

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