人為什么有意識

1、人為什么有意識？趙南元（清華大學自動化系）摘要：幾乎每個人都承認人是有意識的，而且也清楚意識這個詞指的是什么，但迄今為止“意識”這個詞仍缺乏明確的定義。本文從“人為什么有意識？”這個問題出發(fā)，通過討論意識的作用、機制、存在判斷等多方面的問題，對意識的概念作出較為全面的說明。關鍵詞：意識一、前言近年來，關于意識的研究正在逐步引起心理學、腦神經(jīng)科學、醫(yī)學、認知科學等各相關學科的重視。但是在各學科之間，對于意識這一基本概念還缺乏明確的共識。本

2、文的目的是從多種角度探討意識的概念，使其逐步明確和深入。關于意識有一個基本的共識，即意識是人腦的功能。這是每一個想要用科學的方法研究意識的人都必須接受的結論，否則就等于承認意識是超自然的靈魂表現(xiàn)，把關于意識的研究推給神學家，趕出科學領域。但是，達到這個基本共識的道路并不平坦，所以克里克會稱之為《驚人的假說》。曾因發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構而獲諾貝爾獎的弗朗西斯克里克在該書的頭一句話就說：“驚人的假說就是說，‘你’，你的喜悅、悲傷、記憶和抱負，

3、你的本體感覺和自由意志，實際上都只不過是一大群神經(jīng)細胞及其相關分子的集體行為?！@一假說和當今大多數(shù)人的想法是如此不相容，因此，它可以真正被認為是驚人的?！盵1]當然，克里克所說的“大多數(shù)人”是指西方等受宗教影響較大的地域。就中國人而言，自孔夫子不語怪力亂神以來，中國的知識界向來不把超自然的鬼神靈魂之說看成可以認真對待的正經(jīng)話題。因此在我們看來，克里克的說法完全合乎常理，并無驚人之處。但是，我們也不可低估怪力亂神在西方的影響力。例如諾

4、貝爾獎獲得者艾克爾斯、著名哲學家波普爾、著名物理學家彭羅斯（《皇帝新腦》作者）都堅持“心腦二元論”。他們秉承笛卡爾、萊布尼茲的傳統(tǒng)，認為存在著與物質(zhì)世界獨立的精神世界，靈魂、意識、自我、自由意志都是精神世界的特有現(xiàn)象，遵循與物質(zhì)世界不同的規(guī)律。二元論對于哲學家而言并不造成什么困難，所以波普爾可以公開承認他相信“機器中的幽靈”。但是對于科學家而言，二元論會產(chǎn)生兩個根本性的困難。第一個是物質(zhì)世界與精神世界之間如何通訊的問題，在科學中找不到非

5、物質(zhì)的通訊方法。艾克爾斯提出的“半開放皮層柱”和彭羅斯提出的“量子微管”都把解決通訊問題的希望寄托于量子力學，其原因大概是看到觀察者的存在對量子現(xiàn)象的影響這一事實。但是這一研究方向注定不會有成果，因為要想驗證這些假說首先需要測定非物質(zhì)的精神信息的存在，而這用科學的方法又是不可能的。即使解決了通訊問題，第二個更大的困難依然存在，即如何用科學的方法研究那個超越的精神世界。這個問題不解決，關于心靈的研究就永遠是哲學家或神學家的專利，而對于科學

6、家將是永恒的謎團。獨立于物質(zhì)世界的精神世界的假說類似于燃素學說和活力論，但由于宗教的影響和問題本身的復雜性，這種假說比燃素說和活力論都要長壽。當然，接受“驚人的假說”只是研究意識的必要開端，前面還有漫長的路要走。要理解意識，首先需要研究幾個問題：（1）怎樣判斷人、動物、機器是否有意識？為此需要知道（2）意識到底有什么作用？從而有助于了解（3）意識是由怎樣的機制實現(xiàn)的？要有意識。三、人為什么要有意識？進化論提醒我們，雖然進化并不創(chuàng)造完美無

7、缺的生物，但生物的多數(shù)重要性狀是有利于生物生存的。由此可以推測出意識的功能可能對于提高人類（或其他不同程度具有意識的生物）的適應度起到很大作用，而了解這種作用對于理解意識的機制會很有幫助。對此理查德利基在《人類的起源》中有如下的說法：在尋求這些問題的答案時，我們不能回避意識是“為了”什么而出現(xiàn)的問題，如同丹尼特所提出的，“是否存在著任何一個有意識的實體能為他自己做的事情，而那個實體的完美的無意識的模擬物卻不能為他自己做的事情？”牛津大學

8、的動物學家理查德道金斯也承認這是令人困惑的。他講到生物體需要能預見未來，這種能力是用計算機來模擬腦子同樣可以得到的。他宣稱，這個過程是不需要有意識的。然而，他提到“模擬進化的能力似乎最后達到主觀的意識?！彼J為為什么竟然會發(fā)生這種情況，是當代生物學面臨的最深奧的問題。“也許當腦對世界的模擬變得如此完美以致于它必須包括一個它自身的模式時，意識就出現(xiàn)了。”[2]看來我們面臨的是一個“最深奧的問題”，對此很難有一種單刀直入的解決方法，需要兩方

9、面的迂回包抄。一個是進化論的啟示，一個是人工智能的成果。人類自稱是“萬物之靈”。靈與不靈姑且不論，至少我們還沒有發(fā)現(xiàn)另一種動物可以在智力方面向人類提出挑戰(zhàn)，因此說人是最聰明的動物大概不會錯。問題在于什么是智力，人怎么會進化到如此聰明須知那些“愚蠢”的動物們也可以活得很好。人的智力首先體現(xiàn)在人是有“文化”的。動物也存在“文化”現(xiàn)象，但與人相比，其生存技能主要來自遺傳本能，而人卻是主要來自后天習得的文化。在有文化資源可利用時，顯然善于學習者

10、更有利于生存。這里面有個先有雞還是先有蛋的問題，智力可以創(chuàng)造文化，文化有利于智力發(fā)展，到底何者在先呢？這個進化過程可以這樣考慮：群居的猿由于需要處理復雜的個體間關系（玩政治），導致智力一定程度的發(fā)達，同時在智力不太發(fā)達的狀態(tài)下，也可以在長時間里積累一定的文化。當文化中積累的生存技能與本能相比占到一定比例，足以使智力的高下影響生存和繁殖的適應度，就會形成促使智力提高的進化壓力，而較高的智力又會創(chuàng)造更多的文化，增加文化積累，加大對智力的進化

11、壓力，在這樣的正反饋機制作用下，使人類在幾十萬年的短暫時間里腦容量急劇增大，進化成智人。由此可知，所謂“智力”指的就是學習的能力，是通過學習掌握文化提供的生存技能的能力（也包括創(chuàng)造新文化的能力，但學習與創(chuàng)造的機制是很相似的，學習是有引導的創(chuàng)造）。早期的人工智能是編制求解智力問題的程序，例如河內(nèi)塔、八皇后問題，其后是各種游戲程序，例如跳棋、國際象棋，再后是所謂專家系統(tǒng)，都沒有涉及學習的問題。直到人工神經(jīng)網(wǎng)絡研究熱潮的興起，開始進入了關于學

12、習的研究。人們研究了很多學習算法，發(fā)現(xiàn)了學習的共同特征，也發(fā)現(xiàn)了學習的共同困難。學習的問題可以歸結為高維空間中的非線性優(yōu)化問題，而相應的算法都是NP完全或NP困難的。在實際運行中的表現(xiàn)就是，如果設定一個很大的搜索范圍，結局是在漫長的時間里也得不到結果，而縮小搜索范圍的結果是很快給出一個不精彩的答案。人腦中的天然神經(jīng)網(wǎng)絡和計算機中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有相同的數(shù)學局限性，其實人也不能一下子學會一種極其復雜的技能。機器目前的學習實驗與人類學習的最