《意识机器:成为你自己》,[英]阿尼尔·赛斯著,桥蒂拉译,中译出版社,2023年10月出版,408页,79.00元
从意识的难问题到意识的真问题
想象有一个叫玛丽的女孩从一出生,就被关在一个只有黑白色的房间里。玛丽从小就被教育成神经科学家,在她二十五岁时,她掌握了关于实现感觉经验的神经系统的所有知识。例如,当我们看到红色时,是哪些神经被激活,经由哪些神经通道传递到大脑,由哪些脑区处理,整个过程相关数值是什么样的,她都知道。但她从来没看到过红色。二十五岁生日这天,她从黑白房间里走出来,看到了正在盛放的红色玫瑰,她有获得关于红色的新信息吗?她获得了以前没有过的红色体验。这是澳大利亚哲学家杰克逊(Frank Jackson)提出来的知识论证,即关于神经生理系统的物理知识不等同于关于意识的所有知识。我们一般认为,神经系统是实现主观意识体验的物理系统。理解了神经系统就能理解主观意识。然而,知识论证告诉我们,即便我们掌握了关于神经系统的所有知识,也无法知道“看到红色是种什么样的体验”。查莫斯(David Chalmers)称如何理解主观体验的问题为意识的难问题。在哲学里,人们用现象意识来命名主观体验。
大卫·查莫斯著《现实+》
过去几十年,哲学家围绕着意识的难问题进行了激烈的争论。直到现在,对于现象意识究竟是什么,在哲学上状况也没有比之前好多少。哲学一直在原地打转。一个朋友曾经说,现象意识大概会是最后一个哲学难题。在新书《意识机器:成为你自己》中,英国计算与神经科学家阿尼尔·赛斯(Anil Seth)也把目标指向意识中最难理解的部分,现象意识。在这本书中,他结合自身的研究经历、翔实的实验案例,用流畅轻快的文笔,为读者勾勒了关于意识的新科学图景。作为科学家,赛斯认为,与其在形而上学上进行无望的争论,不如转换问题,把解决不了的哲学问题转换为可解决的科学问题。即便这样的科学研究不能直接回答意识的难问题,至少也会间接地推进对这个问题的思考。
英国计算与神经科学家阿尼尔·赛斯(Anil Seth)
要科学地研究意识,面临的第一个困难是,科学是客观的,研究客观的现象,而现象意识是主观的。更糟糕的是,主观性是现象意识最根本的特征。因此,现象意识尤为神秘,一直在抵抗着科学的解释。当然,一种直观的方法是观察现象意识与神经活动之间的关联。现象意识的变化确实伴随着神经活动的变化,因此可以通过观察神经活动的变化来探讨现象意识。不过,现象意识与神经活动之间的相关性不是对意识的解释,我们总可以像查莫斯那样去问,为什么这样的物理神经活动会产生这样的感受。赛斯建议,我们应该超越这种相关性,“去发现将神经机制的属性与主观体验的属性联系起来的解释”(20页),解决真正的问题。如果我们能够通过理解、操纵特定的机制来预测、控制自然现象,那么我们就理解了这个自然现象。同样,如果我们能够通过一定的神经机制来预测和控制看到红色的感受,那么“看到红色是种什么样的感受”就不再是神秘的了。
要实现对自然现象的预测和控制,首先需要测量。如何科学地测量意识?要测量意识,需要先确定意识的基本单位,然后考虑测量什么。对意识进行量化的最有影响力的理论大概是托诺尼(Giulio Tononi)提出的信息整合理论(information integrated theory)。这个理论认为意识最基本的单位是结构信息,意识水平是由信息性和整合程度来测量的。赛斯认为,这个理论存在两大困难,一个是实际操作上的困难,即虽然理论上我们可以把信息性和整合性分开,但实际上无法测量,也无法验证这个测量与意识的等效性;第二个困难是哲学上的,按照这个理论,万事万物都有信息性和整合性,也就都有意识,只是水平高低不同。
对于第一个困难,赛斯认为,对意识水平的恰当测量,不应该是测量信息本身,而是应该看信息与整合是如何共同表达的,而这正是复杂度的测量。通过测量神经活动的复杂度,可以将机制属性和体验属性直接联系起来,进而研究意识具体的真正问题。第二个困难实际上来自信息整合理论支持的形而上学,即泛心论,代表心灵本质属性的信息性和整合性是宇宙的基本性质。对此,赛斯认为要把这两种属性看作是需要解释的,而不是基本的,才能真正帮助我们理解意识。那么,意识究竟是如何表达的呢?
“受控的幻觉”
每当我们说我们有意识时,是说意识是有内容的:红色的感受、闷热的感受、蝉鸣的感受……我们为什么会有这样的感受?一直以来的解释是,感觉对象的属性作用于我们的感官,产生了相关的神经信号,神经信号经过大脑相关机制的处理,产生了感受……这个传统想法虽然非常符合我们的直觉,然而却很难解释幻觉和错觉。例如,我们都曾看到过的“蓝黑白金裙子”,明明是同样的照片,为什么不同的人却看到了不同颜色?赛斯之所以将这本书的标题定为“关于意识的新科学”,是因为他与这种传统观点决裂了。他认为,感知不是被动接受刺激的自下而上的过程,而是自上而下主动预测的过程。
根据这个理论,我们的大脑根据贝叶斯推理进行预测。贝叶斯推理是用概率进行推理。假设早上出门时,我们看到地面是湿的。为什么地面是湿的?我们会考虑不同的可能性,例如,昨晚下雨了,或者洒水经过,或者有人泼水了。根据贝叶斯推理,首先要考虑这些可能原因本身发生的可能性有多大。这被称为这些可能性的先验概率。其次考虑如果某一可能性发生,那么地面湿的概率是多大。这被称为似然性。由于现在是六月份早上八点的上海,下雨的概率很大;由于是在小区里,洒水车经过的概率很低,有人泼水的概率很大。不过,泼水导致大面积地面潮湿的概率很低。因此,通过不同可能性的先验概率和似然性的计算,可以得出导致地面湿的最佳猜测:昨晚下雨了。我们所有的感受就是大脑通过贝叶斯推理作出的关于产生信号的状态是什么的最佳猜测。
即便是概率最高的猜测,也只是猜测,不是对刺激来源本身的直接感受。因此,我们的感受永远是“受控的幻觉”。这种认为感知过程是自上而下的推理的想法,在哲学史上多次出现:从柏拉图的“洞穴隐喻”,到康德的认识理论,再到冯·亥姆霍兹的“感知即推理”。不过,预测加工理论不是简单的承继,而是将原本只是思辨的哲学观念,变成了可测量、形式化的理论,使之变成了科学。
赫尔曼·冯·亥姆霍兹
赛斯认为预测加工理论为我们提供了一个可以统一解释所有感受(现象意识)的框架,不论是对外部事物的感受,还是内感受,乃至于自我同一性,都可以得到解释。赛斯在这本书的第四到十一章,用生动的案例解释了这些。我在这里只介绍这个理论是如何解释“蓝黑白金裙子”现象的。这张照片曝光过度,导致丢失了关键的背景信息,这条裙子究竟是在什么光线条件下拍摄的。如果是在室内待的时间比较多,适应了略微偏黄的环境光,视觉系统就会根据带黄色光源的假设推出蓝黑色;如果视觉系统适应了户外偏蓝色的阳光,就会推测出白金色。
预测加工理论背后隐藏着一个更深刻的问题,大脑为什么要做预测?为什么我们的感受是这样进行的?赛斯认为,这源自心智与生命深刻的关联,意识是生命活动的延续。生命与心智可能共享一个统一的原理:自由能原理。
生命与心智的统一原理
赛斯在一定程度上支持英国著名神经科学家卡尔·弗里斯顿(Karl Friston)艰涩又有些神秘的第一原理,自由能原理。弗里斯顿认为,自由能原理是任何生命活动都遵守的原理,从单细胞有机体最简单的新陈代谢活动,到最复杂、难解的大脑和神经系统的活动,无一例外地根据这一原理组织。自由能原理是生物学中的“万有理论”。那么,究竟什么是自由能原理?
热力学第二定律告诉我们,在一个孤立系统中,熵会不断增加,直到热平衡。也就是说,孤立系统会变得越来越无序,直到系统成分的分布没有任何偏好,成分之间没有任何关联。然而,生命有机体是一种非常特殊的热力学系统,活着的生命系统不但不会走向无序,反而会一直维持自身的有序结构。生命活着,就要抵抗第二定律。自维持状态最好的方式就是保持在能够自维持其状态的条件之中。对于生命有机体来说,能够保持在对自身最熟悉的状态之中。自由能是测量自身所处状态与自维持状态之间的差异。自由能越大,有机体偏离自维持状态越大。为了自维持,有机体就需要最小化自由能,就要做主动推理,进入其自身所期待的状态之中,实现自维持。
赛斯告诉我们,自由能原理在数学上等价于预测加工,这意味着,生命的热力学本质与意识产生的机制有着深刻的连续性,意识是生命的延续。反过来说,意识是深深嵌套于生命活动之中的,是一种生命活动。赛斯认为,生命与意识这种深刻的连续性也推动着我们重新思考非人智能。在该书的最后一部分,赛斯探讨了动物意识和人工智能意识。
既然意识与生命的本质是一样的,那么同样是生命的其他物种也应该具有某种意义上的意识。赛斯带领我们回顾了像猴子和章鱼这样具有高度发达神经系的动物非凡的智能,让我们意识到,既然预测加工和主动推理可以在不同类型、不同层次的生命活动上,以不同的方式实现,那么意识完全可以具有不同类型,人类意识并不是意识的唯一形式。例如,章鱼的神经系统是分布式的,与猴子和人类这样的具有大脑这样的神经中枢的神经系统完全不同。这可能意味着,章鱼的现象意识,章鱼的感受,可能与人类的现象意识和感受完全不同。或许,我们应该接受意识的多元主义。
在该书的最后一章,赛斯考虑了另一种非人智能,人工智能。“深度学习革命”推动了人工智能再次快速崛起,以ChatGPT为代表的大语言模型的兴起,更让人考虑“奇点”是否即将来临,也就是是否人工智能马上具有像人一样,甚至超过人的智能。赛斯认为,人工智能的确是一种非常有效的信息加工方式,不过目前的人工智能不是生命,没有生命最基本的内驱力——维持生存,因此,不遵循自由能原理和主动推理,所以不可能有现象意识。正如他在2025年博古睿论文竞赛获奖论文中又一次强调的,大脑不是计算机,而是时刻进行新陈代谢的生物系统,没有计算机中软件与硬件的分离。生命对意识非常重要,因为生命系统是通过预测加工来对抗热力学第二定律,维持生存的系统,目前的人工智能没有这样的内驱力。即便像大语言模型这样的人工智能,也只是模拟了大脑的某些信息处理功能,但不是实现了大脑具体的生物因果力。因此,假如未来能够有一种人工意识,至少得像生命一样,具有维持自生存的内驱力,通过最小化自由能来实现自维持。
最后,我想说,这篇书评我写得非常痛苦。痛苦的点不在于我对这本书涉及的理论和内容不熟悉。相反,我对这本书采用的预测加工理论、主动推理理论和自由能原理,以及书中提到的各种心理学和认知科学的案例,都非常熟悉。我的痛苦在于,我无法像赛斯那样,用非常浅显易懂、轻快流畅的文字来向读者介绍这本书。我之所以读这本书,是一位专研心智哲学的朋友跟我说,“你应该读读这本书,因为这是我看到过的唯一一本让我读懂预测加工理论的书”。我读过之后,可以说,我朋友说得毫不夸张。这也让我的文字表达相形见绌。既然如此,我就诚挚地邀请,任何对意识、心神问题、认知、预测加工、主动推理和自由能原理感兴趣读者,都读一读这本书,看当代最有影响力的科学家如何科学地研究意识,如何能够用科学的方式推进我们对最神秘现象的认识。
热门跟贴