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意识科学，拥抱微小心灵

萌宠菠菠乐园
2024-10-22 17:54

25年前，蓬勃发展的意识研究充满希望。随着先进的神经成像工具推动着新的研究项目，神经科学家克里斯托夫·科赫（Christof Koch）表现出十分乐观的态度。他甚至用一箱葡萄酒打赌，认为我们现在就能揭开意识的秘密。哲学家大卫·查尔默斯（David Chalmers）对此深表怀疑，因为意识研究（委婉地说）就是困难重重的。即使是被查尔默斯称为“意识的容易问题”也很难，而这正是打赌的目的：我们是否会发现意识体验所涉及的神经结构。于是，查尔莫斯接受了这个赌约。

在大张旗鼓的宣传下，这场比试备受媒体的关注：今年夏天，科赫当着800名学者的面，递给查尔默斯一箱葡萄酒。科学杂志《自然》记下了比分：哲学家1分，神经科学家0分。到底是哪儿出了问题？过去25年的意识研究并非毫无成果。该领域的研究成果极其丰富，其发现和应用似乎离科幻小说只有一步之遥。问题在于，即使有了这些发现，我们仍然没有找到意识的神经相关物（neural correlates of consciousness, ncc）。这也是科赫赌输的原因。

如果容易的问题都这么难，那“困难问题”又是什么呢？查尔默斯将意识的“困难问题”描述为：理解究竟为什么像我们这样的物质生命会有意识。解决了这个难题，我们就有了一个可靠的意识理论，可以解释意识经验的本质。哲学家和科学家都想解决这个难题。为此，许多人都将关注放在简单问题上。但是，所有这些关注都使困难问题变得难上加难。

我们可能会喜欢难解的谜题，但却对残缺不全的谜题深恶痛绝。今天的意识科学相较25年前，拥有更多的拼图块。但我们有充足的理由认为，关键的拼图块仍然缺失。这让智力拼图变成了棘手的难题。为了弄清原因，我们必须重新审视启动意识研究领域的假设。

意识研究的起点

就在科赫和查尔默斯下注的八年前，意识研究领域还没有形成一个统一的体系。少数科学家主张研究动物意识。虽然也有关于盲视、健忘症和裂脑人的研究，但这些研究项目在很大程度上是相互独立的。从某些科学内部研究意识的呼吁遭到了怀疑和嘲笑。例如，个体生态学家唐纳德·格里芬（Donald Griffin）从《动物意识的问题》（The Question of Animal Awareness，1976年）开始，写了四本书倡导研究动物意识。虽然格里芬是一位备受尊敬的科学家，曾与他人共同发现了蝙蝠的回声定位，但他在推动本领域的意识研究方面并没有取得多大成功。学生们被警告远离这个话题，一本比较认知学（comparative cognition）的教科书嘲笑对动物意识的关注，因为“一个动物心理学家误入连哲学家都不敢涉足的领域，似乎是非常愚蠢的”。对许多人来说，意识如同其他关于人工智能、迷幻药或外星生命的虚构问题一样，是一个禁忌话题（有趣的是，这些问题如今也都受到了科学界的关注）。

可以说，正是科赫发表的《迈向意识的神经生物学理论》（Towards a Neurobiological Theory of Consciousness，1990年），帮助意识研究成为一门真正的科学。这篇论文是与弗朗西斯·克里克（Francis Crick）共同撰写的。毕竟，克里克发现DNA结构并获得了1962年的诺贝尔奖，因此在科学界享有极高的声望。克里克和科赫的宣言对这门新科学的发展产生了巨大影响，为它奠定了基础：

我们将假定某些动物物种（特别是高等哺乳动物），拥有意识的某些基本特征，但不一定是全部。因此，在这些动物身上进行适当的实验，可能有助于找到意识的内在机制......我们认为，在现阶段争论章鱼、果蝇或线虫等“低等”动物是否有意识，是无益的。不过，意识很可能在某种程度上与任何神经系统的复杂程度相关。

克里克和科赫响应格里芬的号召，通过假设“高等哺乳动物”拥有意识的某些必要特征，开始研究动物的意识。克里克和科赫勇敢地采取了这一方法，摒弃了当时仍普遍存在的笛卡尔式观点——意识经验需要语言：

（一个）语言系统（人类的语言系统）对于意识并不是必不可少的。也就是说，没有语言也可以拥有意识的关键特征。但这并没有否认语言能极大地丰富意识。

通过摒弃当时的语言中心主义（ the language-centrism ），克里克和科赫为科学家们提供了更多的拼图片。具体来说，他们建议科学家们关注人类与“高等动物”共有的能力——视觉。他们给出这一选择的理由是务实的，但也是明确的人类中心主义和理论驱动的：

在这一点上，我们建议做出一个有些武断的个人选择。由于我们假设意识的基本机制在大脑的不同部位（特别是在新皮层的不同部位）相当相似，我们建议，视觉系统最适合用于初步实验方法。与语言不同，视觉系统在人类和高等灵长类动物中相当相似。心理物理学家和神经科学家已经对此进行了大量的实验研究。此外，我们相信它比意识的复杂方面更易研究，后者与自我意识相关。

今天读克里克和科赫的宣言几乎令人毛骨悚然。因为它以哺乳动物的视觉为重点，很好地预测了接下来33年的意识研究。在启动意识研究领域的过程中，克里克和科赫指定了可接受的研究对象和研究问题范围。他们的想法是，如果不依靠我们已知的意识，我们就无法探索意识——我们已知的意识就是人类意识。而所谓的“高等哺乳动物”，就是像我们这样的社会性灵长类动物——在很大程度上依赖视觉来接触世界。

- Devin Elle Kurtz -

但被我们视而不见的事实是：与我们截然不同的动物也使用视觉。所谓的“低等哺乳动物”也有眼睛，因为所有哺乳动物都有。而鸟类、大多数爬行动物和鱼类也一样有眼睛，只有一些目盲的洞穴鱼类除外。但是，眼睛并不仅存于我们熟悉的这些物种中。箱水母（The box jellyfish）有24只眼睛，其中4种不同类型的眼睛专门负责不同的任务。扇贝有大约200只相同类型的眼睛，其中包括可以放大的瞳孔和两个视网膜。当对意识的研究以对类似人类视觉的研究为基础时，就会使意识研究领域毫无保留地以人类为中心，而忽略了可能成为关键拼图片的动物模型。

更重要的是，这种研究方向还使意识研究领域明显以神经为中心。通过将仅研究“高等哺乳动物”囊括进意识研究领域，克里克和科赫用神经中心主义取代了以语言为中心的意识观。现在，人们认为意识所必需的不是语言，而是神经系统。隐藏在克里克和科赫提议背后的理论假定是：在人类大脑的不同区域存在着类似的意识神经机制，由于一些动物的神经系统与我们的一些神经系统相似，我们可以研究这些像我们一样的动物大脑。如果我们坚持认为意识需要复杂的大脑，那么我们就无法对扇贝（它们甚至没有大脑）或水母（它们只有由大约1万个神经元组成的小神经网络）进行有益的研究。“查尔默斯-科赫赌注”正是基于这一承诺，这也是为什么赌约是关于科学是否会发现意识的神经相关物。

虽然在过去几十年中，这种方法之下进行的研究未能得出特定的意识理论，但神经科学研究确实在一个非常不同的、令人吃惊的方面获得了回报——它被用来识别其他有意识的动物。

意识的标志

2012年，科学家们举行了一次会议，纪念克里克的研究成果，克里克早在8年前去世了。他们在会上公开发表了《剑桥意识宣言》，指出有足够的证据可以推断“所有哺乳动物和鸟类，以及包括章鱼在内的许多其他生物”都经历过有意识的状态：

没有新皮质（neocortex）似乎并不妨碍生物体体验情感状态。综合证据表明，非人类动物具有意识状态的神经解剖学、神经化学和神经生理学基础，并有能力表现出自主行为（intentional behaviours）。

《宣言》使用了“意识状态的基础”（substrates of conscious states）一词，这意味着关于意识的来源已经有了确定的发现——这是那个简单的问题的答案。但是，正如赌局的结果所表明的，我们并没有一个可靠的理论。相反，《宣言》确定了新的意识标志，这些特征提供了该系统有意识的证据。

在日常生活中，我们是否把其他人视为有意识的主体，取决于目标导向的行为、交流互动和情感表达等标志。我们是否把宠物（以及其他“高等哺乳动物”）视为有意识的行为主体时，也取决于这些标志。这些常见的标志有助于我们解释行为，并帮助我们解释为什么个体会做他们所做的事情。我们将这些标志视为行为者欲望和信息状态的结果。这种前科学的标志让我认为，我的狗里德尔（Riddle）喜欢散步，因为当我拿起狗绳时它会很兴奋。它们还让我觉得它很依恋我，因为如果家里有其他人拿了它的狗绳，它就会紧张地看着我，担心我不会陪它一起去。

- Leigh Ellexson -

《宣言》指出了五个意识标志，它们是科学研究的成果：同源脑回路（homologous brain circuits）；人工刺激脑区，在人类和其他动物身上引起相似的行为和情感表达；支持注意力、睡眠和决策等行为或电生理（electrophysical）状态的神经回路；镜像自我认知；以及致幻药物对不同物种的类似影响。所有这五个标志都是衍生标志，是对人类和高等哺乳动物进行科学研究的结果。《宣言》的作者认为，拥有其中一些标志足以证明意识的存在。对于章鱼，它们的神经生理学被认为足够复杂，我们足以得出它们可能有意识的结论，尽管它们还没有表现出镜像自我认知能力。

镜像自我认知是动物能够执行的一种行为，但并不假设该行为有生理学上的支持证据。你可以通过触摸或摩擦身上被偷偷留下的印记，来通过镜子测试。儿童在18个月左右就能通过这项测试。类人猿、海豚、清洁鱼、喜鹊、亚洲象以及最近的鬼蟹也通过了这项测试。但是，镜像自我认知只是一个标志。其他四个标志强调的是神经生理学——反映了克里克和科赫提出的神经中心主义。通过行为测试可以提供意识的一些证据，但对于《宣言》来说，强有力的证据来自于具有正确的神经解剖学、神经化学和神经生理学特性。可能正是这种对神经学的强调阻碍了科学的发展。与人类生理相似性可以支持其他动物也具有意识的结论，但我们不应认为我们的生理结构对于意识是必要的。首先，研究人员在进行动物研究时，就已经认可了多重可实现性，即心理能力可以通过截然不同的物理系统实例化。当我们关注只略有不同的物理系统时，我们就可能忽略了意识之谜的关键部分。

克里克和科赫原始提议中的人类中心主义，或许令人惊讶地导致了对其他有意识动物的新结论。这种远离人类的转变可以被看作是对科学家们的一种邀请，让他们能够研究诸如章鱼等新物种的意识，并得到经济支持。然而，在过去的10年里，研究的物种并没有发生大的变化。大多数实验室仍然专注于人类和猴子的视觉，仍然坚持意识与神经系统复杂程度相关的观点。改变是困难的，也是昂贵的，尤其是围绕灵长类动物的研究。但是，如果不把注意力转移到其他物种和意识的其他方面，我们就会使难题变得更加困难。

人类中心与神经中心

如果像克里克和科赫那样把视觉与自我意识相提并论，视觉似乎只能作为一种简单的意识能力去研究。但哺乳动物的视觉系统是一个神经系统高度进化的典型，出现于两亿多年前。这是一段漫长的时间，足以使一个系统获得复杂性。通过研究更简单的系统来探究意识的提议，遵循标准的科学程序，因为科学中的许多进展都来自于在转向更复杂的情况之前，研究更简单的情况。

我们目前的神经中心主义与先研究较简单系统的方法相矛盾。研究有意识动物的复杂例子来理解意识，就像逆向工程电子计算器，以理解机器执行加法的原理，而不是从算盘开始。在生物学中，秀丽隐杆线虫*等模式动物凭借其简单的神经系统和易于观察的细胞发育和死亡，在过去80年的许多科学发现中发挥了重要作用。这些微小的蠕虫被用来研究从尼古丁成瘾到衰老等现象。为什么不也利用它们来研究意识呢？

译

者

注

秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是一种透明的线虫，通常在科学研究中使用，特别是在发育生物学和神经科学领域。由于其简单而明确定义的解剖结构、短的生命周期以及进行基因操作的工具的可用性，它是一种常用的模式动物。研究人员通过研究秀丽隐杆线虫来深入了解基本的生物过程、遗传学和神经功能。

这个问题的答案也很简单：这类动物不被认为具有意识。我们在意识文献中一再看到这种观点的表达。哲学家迈克尔·泰伊（Michael Tye）在《紧张的蜜蜂和惊恐的螃蟹》（Tense Bees and Shell-shocked Crabs，2016）一书中写道：“由于蠕虫只有大约300个神经元，假设它们能真正感受到疼痛似乎是一种极大的信仰飞跃。”神经科学家阿尼尔·塞思（Anil Seth）在《成为你》（Being You，2021 年）一书中也重复了这一担忧：“当我们看到线虫只有区区302个神经元时，我发现很难赋予它任何有意义的意识状态......”

- Josie Morway -

关于蠕虫没有意识的观点，反映在2020年的一项调查中，这是个哲学家对重大哲学议题的看法调查。其中有一个问题是关于什么样的实体是有意识的。大多数哲学家接受（或倾向于接受）成人有意识（95.15%）、猫有意识（88.55%）、新生儿有意识（84.34%）和鱼有意识（65.29%）。对苍蝇（34.52%）、蠕虫（24.18%）和植物（7.23%）持怀疑态度的人要多很多。这很能说明问题：39.19%的受访哲学家认为未来的人工智能系统会有意识。请注意，这项调查是在ChatGPT被介绍给大众之前进行的。

如果未来的人工智能系统与现在的人工智能系统一样，它们将没有神经元，但在语言行为方面与我们非常相似。今天，当科学家们通过研究神经相关性来探讨意识问题时，我们也在思考人工智能系统中的非生物意识。人工智能的意识问题与当前科学的神经中心主义并列存在，这令人不安。也许人类中心主义比神经中心主义更能促使人们思考什么是意识。神经中心主义是人类中心主义的推理结果，它推动了意识研究，而类似哺乳动物的神经系统被认为是关键特征。如果ChatGPT鼓励研究人员摒弃神经中心主义，那么我们最终可能会回到格里芬曾致力于削弱的语言中心主义。这样的科学是不会有成果的。

但还有另一种方法，那就是将动物研究扩展到目前以哺乳动物大脑为焦点的研究之外。克里克和科赫之所以提出研究视觉系统，是因为我们对视觉系统已经有很多了解，而且不同哺乳动物的视觉系统都很相似。据推测，他们之所以提出研究视觉系统，还因为他们认为，视觉通常涉及有意识的体验。视觉是一种感觉模式，虽然它在许多动物类群中广泛存在，但它并不是唯一的感觉模式，也不是动物种系中最先进化出来的感觉模式。化学感受器能感知化学特性，如味觉和嗅觉，这些感受器存在于动物类群中，包括秀丽隐杆线虫。这种感觉能力使秀丽隐杆线虫能感受味道、气味、温度和运动，并通过习惯化和联想形成关联记忆。这种蠕虫会习惯于人工敲击，并学会避开先前与大蒜关联的盐离子。它们会学习，它们有记忆，它们会在环境中向它们所需之物移动，远离它们不需要的事物。

有一些研究人员正在研究无脊椎动物的意识，但这些研究往往集中于识别能证明动物有意识的标志。例如，最近对大黄蜂意识的研究，主要集中在确定疼痛体验的标志上，英国环境、食品和农村事务部（ the UK Department for Environment, Food and Rural Affairs，DEFRA）委托编写的一份报告提出了螃蟹和章鱼疼痛体验的证据。

研究微小动物的意识

如果我们的人类中心主义没有让我们把大脑作为意识所需的相关生理部分，而是引导我们研究与经验相关的行为，我们会学到什么呢？这样，我们就可以把蜜蜂、章鱼和蠕虫作为研究对象来研究意识的本质。所有这些动物都有强大的行为特征，来验证“它们有意识”的假设。远离痛苦的刺激、了解所需营养物质的位置以及寻找繁殖所需的东西，这些都是我们与其他动物广泛共有的行为。通过研究秀丽隐杆线虫等其他动物，我们可以大大简化对意识的研究。

研究没有哺乳动物神经系统的动物物种的意识，对于科学避免人类中心主义毫无用处。我们仍然是从人类的情况出发，考虑我们与意识体验相关的行为——感知环境、感觉疼痛和快乐。这没有问题。在意识研究科学中，拟人化是不可避免的，就像在其他科学中一样。这是因为我们是人类，我们以人类的视角看待事物。正如哲学家托马斯·纳格尔（Thomas Nagel）所指出的，没有无本无源的观点，相反，总有来自不同角度的观点。作为人类，鉴于典型的人类生理和生活史，我们有一些共同的视角。但我们也有彼此迥异的视角。

- Quint Buchholz -

在哲学家的调查中反映出的观点是，婴儿可能是有意识的，鱼可能是有意识的，而植物可能没有，这是一种文化观点，反映了当今专业哲学家的人口统计特征。如果专业哲学家不以白人、男性和WEIRD*为主，对于意识的起始假设可能会是什么样子呢？

译

者

注

WEIRD是指“Western, Educated, Industrialized, Rich, and Democratic”，即“西方、受过教育、工业化、富裕和民主化”的缩写，用于描述在文化心理学研究中经常参与的一类人群。

科学可以从将意识视为人类的一种属性开始，同时也要面对在陌生的地方出现的令人惊讶、甚至可能令人不安的意识案例，比如那些由于体型、形态或栖息地而在很大程度上对我们隐藏的动物。发现我们与最微小、最简单的动物间的相似之处，可能会让部分人不安，但这种相似之处也提出了耐人寻味的谜题，让我们有更多的拼图片，用来解决问题。

在20世纪90年代和千禧年代，克里克和科赫启动了对意识进行科学研究时，将注意力集中在与人类密切相关的模式动物上，这或许是重要的。当时，由于语言中心主义，一些领域对动物意识仍存在相当大的怀疑。今天，我们看到，接受“高等哺乳动物”有意识这一前提并没有促使意识理论诞生，但却让我们接受了更多动物是有意识的。现在，是时候把意识研究也扩展到其他物种了。

正如克里克和科赫推翻了当时流行的、意识需要语言的观点，今天我们也应该推翻流行的、意识需要复杂大脑的观点。也许再过几年，我们将需要推翻另一种假设，到那时，我们会发现研究动物以外的生物系统（如植物和真菌）的意识是有益的。如果我们认识到，我们的起始假设是可以修正的，并允许它们随着新的科学发现而改变，我们就可能找到新的拼图片，使得这个难题变得更易解决。

作者：Kristin Andrews

译者：Jade | 审校：绒球兔纸

排版：绒球兔纸 | 封面：Quint Buchholz

原文：

https://aeon.co/essays/are-we-ready-to-study-consciousness-in-crabs-and-the-like