周日清晨的陽(yáng)光爬上窗臺(tái)，

你是不是一邊刷著“腦機(jī)接口讓癱瘓者意念寫(xiě)字”的新聞，

一邊好奇AI會(huì)不會(huì)偷偷產(chǎn)生自我意識(shí)？

開(kāi)車(chē)時(shí)不用刻意思考就完成換擋

這是無(wú)意識(shí)在“打工”嗎？

自由意志是天生的，

還是大腦給我們的“小錯(cuò)覺(jué)”？

這些日常里的奇妙疑問(wèn)，都藏著意識(shí)的終極密碼。

黨的二十屆四中全會(huì)審議通過(guò)的十五五規(guī)劃建議明確提出大幅提高科技自立自強(qiáng)水平，培育壯大新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)，讓前沿科技真正惠及民生。

意識(shí)是什么，為何它能賦予生活的意義？意識(shí)研究與腦機(jī)接口、心理健康有哪些密切聯(lián)系？今日，中國(guó)科協(xié)之聲與您一同走進(jìn)國(guó)家科技傳播中心學(xué)術(shù)發(fā)展講堂，聽(tīng)中國(guó)認(rèn)知科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所學(xué)術(shù)副所長(zhǎng)何生，解碼大腦深處的“生命密碼”→

“意識(shí)并非虛無(wú)縹緲的‘靈魂’，而是由大腦中神經(jīng)元活動(dòng)所產(chǎn)生的涌現(xiàn)現(xiàn)象。理解腦與意識(shí)的關(guān)系，不僅是探索人類(lèi)自我的終極疆域，也將對(duì)人工智能、腦機(jī)接口和心理健康等領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)意義?！敝袊?guó)認(rèn)知科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所學(xué)術(shù)副所長(zhǎng)、認(rèn)知科學(xué)與心理健康全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任何生，在國(guó)家科技傳播中心學(xué)術(shù)發(fā)展講堂“腦科學(xué)專(zhuān)場(chǎng)”上發(fā)表如上觀點(diǎn)。

腦生“心”，心生萬(wàn)物：漫談腦與意識(shí)

何生

意識(shí)是什么？

笛卡爾“我思故我在”也沒(méi)說(shuō)透的終極問(wèn)題

什么是意識(shí)？

它源于何處？

這或許是科學(xué)界面臨的最深刻也最迷人的問(wèn)題之一。笛卡爾曾言“我思故我在”，便將意識(shí)的存在視為了最不容置疑的思辨基點(diǎn)。然而，從科學(xué)的角度定義意識(shí)卻異常困難。哲學(xué)家約翰·塞爾就將其描述為“從無(wú)夢(mèng)的睡眠醒來(lái)之后，除非再次入睡或進(jìn)入無(wú)意識(shí)狀態(tài)，否則在白天持續(xù)進(jìn)行的，知覺(jué)、感覺(jué)或覺(jué)察的狀態(tài)”，神經(jīng)科學(xué)家克里斯托夫·科赫則更詩(shī)意地稱(chēng)之為“意識(shí)，就是你的體驗(yàn)”。盡管意識(shí)沒(méi)有特別清楚的定義，但我們每個(gè)人似乎腦子里面也知道它是什么，那么，意識(shí)究竟有多重要？

試想，如果在痛苦的監(jiān)獄生活與“舒適”的植物人狀態(tài)之間進(jìn)行選擇，幾乎沒(méi)有人會(huì)選擇后者。這表明，意識(shí)的存在賦予了人類(lèi)生命意義。不僅如此，理解意識(shí)對(duì)于理解知覺(jué)、注意、記憶、決策等各種認(rèn)知功能都至關(guān)重要，它是貫穿認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的一條主線(xiàn)。

從理解意識(shí)到底代表什么含義的角度，我們就可以把對(duì)意識(shí)的描述分成兩個(gè)維度，橫坐標(biāo)代表意識(shí)的水平，即從昏迷、麻醉到清醒的覺(jué)醒程度?？v坐標(biāo)代表意識(shí)的內(nèi)容，即個(gè)體對(duì)特定信息是否“覺(jué)知”。臨床上會(huì)關(guān)注植物人、昏迷患者的意識(shí)水平恢復(fù)，而在認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中，則會(huì)更多地去探究為何有些進(jìn)入大腦的信息未被“意識(shí)”到，卻仍能影響行為。

腦如何生“心”？

丘腦與大腦皮層的“雙人舞”決定意識(shí)高低

腦生“心”中的“心”并非指生理上的心臟，而是代指意識(shí)這個(gè)概念。腦生“心”的核心內(nèi)涵在于揭示意識(shí)如何從物理的神經(jīng)元產(chǎn)生主觀意識(shí)的體驗(yàn)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一弗朗西斯·克里克，在其科學(xué)生涯的后半段就轉(zhuǎn)向了意識(shí)研究，并提出了“震驚假說(shuō)”：即你所有的喜怒哀樂(lè)、記憶與自我，歸根結(jié)底都是神經(jīng)元的活動(dòng)。

我們通常說(shuō)的“意識(shí)”，包含了兩個(gè)維度，一個(gè)是覺(jué)醒，一個(gè)是覺(jué)知。從覺(jué)醒的這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，是人的丘腦里面的神經(jīng)活動(dòng)，特別是丘腦里面神經(jīng)和大腦皮層的神經(jīng)之間的連接程度，功能連接的程度對(duì)覺(jué)醒非常重要，而覺(jué)知，從我們現(xiàn)在的神經(jīng)科學(xué)的了解，更多的是在大腦皮層這個(gè)地方來(lái)表達(dá)來(lái)支持的。

哲學(xué)家大衛(wèi)·查爾莫斯把意識(shí)研究要回答的問(wèn)題分成兩個(gè)大方向，一個(gè)是容易的問(wèn)題，一個(gè)是困難的問(wèn)題?！叭菀讍?wèn)題”是從第三人稱(chēng)視角出發(fā)，研究特定意識(shí)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的大腦神經(jīng)活動(dòng)。這類(lèi)研究是我們目前通過(guò)腦成像等技術(shù)能夠客觀開(kāi)展并逐步推進(jìn)的，屬于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的常規(guī)范疇。“困難問(wèn)題”則指向一個(gè)更根本的困惑：大腦中的物理性神經(jīng)活動(dòng)，究竟是如何產(chǎn)生出主觀的“意識(shí)體驗(yàn)”的？這一問(wèn)題被哲學(xué)家稱(chēng)為“解釋的鴻溝”，至今仍缺乏明確的研究路徑。

盡管意識(shí)研究中的“困難問(wèn)題”依然存在，但學(xué)界仍涌現(xiàn)出諸多理論，其中以“全局工作空間理論”和“整合信息理論”最具影響力。前者將意識(shí)比喻為舞臺(tái)聚光燈，被照亮的信息得以被全腦廣泛訪(fǎng)問(wèn)；后者則認(rèn)為，意識(shí)源于系統(tǒng)內(nèi)部信息的整合程度。除了理論框架，意識(shí)研究也深入于具體的神經(jīng)活動(dòng)層面，即探究當(dāng)我們產(chǎn)生特定主觀體驗(yàn)時(shí)，大腦中對(duì)應(yīng)的神經(jīng)活動(dòng)模式。這類(lèi)研究旨在尋找所謂“意識(shí)體驗(yàn)的神經(jīng)對(duì)應(yīng)物”。

意識(shí)起源論戰(zhàn)：

是宇宙基本屬性，還是生命演化的“意外涌現(xiàn)”？

關(guān)于意識(shí)的起源，學(xué)界存在兩大派別。一派是泛心論，其認(rèn)為意識(shí)本身是宇宙里面的最基本的存在，如同時(shí)間、空間一樣，是宇宙不可還原的基本屬性，普遍存在于萬(wàn)物之中，只是其復(fù)雜程度不同。這一觀點(diǎn)試圖繞過(guò)“意識(shí)如何從無(wú)生命的物質(zhì)中產(chǎn)生”這一難題。另一派是涌現(xiàn)論，它主張意識(shí)并非宇宙的初始設(shè)定，而是物質(zhì)在演化到特定復(fù)雜階段后“涌現(xiàn)”出的全新性質(zhì)。具體而言，它是在生命出現(xiàn)、神經(jīng)系統(tǒng)逐漸復(fù)雜化，尤其是在生物體與環(huán)境互動(dòng)、進(jìn)行信息整合和維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程中，所誕生的一種高級(jí)功能。

就我個(gè)人而言，我更傾向于支持意識(shí)的“涌現(xiàn)論”觀點(diǎn)。生命體為了維持內(nèi)部穩(wěn)態(tài)，需要不斷監(jiān)測(cè)并糾正對(duì)其生存不利的偏差。最初這可能只是簡(jiǎn)單的趨利避害機(jī)制。但隨著演化，這種對(duì)“失衡”的全局性監(jiān)測(cè)，可能逐漸伴隨了最原始的“不適感”。這種原始的“感受”隨著進(jìn)化不斷分化和細(xì)化，最終形成了我們今天豐富的情感體驗(yàn)和意識(shí)內(nèi)容。這便是意識(shí)從無(wú)到有“涌現(xiàn)”出來(lái)的可能路徑。

自然界中“涌現(xiàn)”現(xiàn)象比比皆是。例如，單個(gè)螞蟻的行為簡(jiǎn)單，但蟻群卻能構(gòu)筑出結(jié)構(gòu)精妙的巢穴；黏菌雖為單細(xì)胞生物，卻能在地圖上找出連接食物源的最優(yōu)路徑，其效率堪比人類(lèi)工程師設(shè)計(jì)的東京地鐵網(wǎng)絡(luò)。在人類(lèi)知覺(jué)中，也存在“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，如“卡尼薩三角形”中主觀輪廓的浮現(xiàn)，或從隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的圓點(diǎn)中“看到”一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)菱形，這些主觀建構(gòu)的知覺(jué)模式在大腦中都有真實(shí)的神經(jīng)活動(dòng)基礎(chǔ)。

沒(méi)有意識(shí)也能行動(dòng)？

“盲視”現(xiàn)象揭露的大腦“暗操作”

意識(shí)有多重要，有什么意義？一個(gè)有效的方法就是研究“沒(méi)有意識(shí)的情況下，我們能做什么”?！懊ひ暋爆F(xiàn)象為此提供了有力證據(jù)。一些因視覺(jué)皮層損傷而宣稱(chēng)自己看不見(jiàn)的病人，卻能在無(wú)視覺(jué)意識(shí)的情況下，精準(zhǔn)完成投遞信件或規(guī)避障礙等任務(wù)。他們的行為表明，在沒(méi)有視覺(jué)意識(shí)的情況下，仍然能夠利用視覺(jué)信息來(lái)引導(dǎo)他的行動(dòng)。

在實(shí)驗(yàn)室中，研究者通過(guò)“雙眼競(jìng)爭(zhēng)”方法，將不同的圖像（如一張面孔和一副動(dòng)態(tài)噪音圖）分別呈現(xiàn)給被試的左右眼，使其對(duì)其中一幅圖像（如面孔）產(chǎn)生“看不見(jiàn)”的知覺(jué)狀態(tài)。然而，研究發(fā)現(xiàn)，這些被主觀意識(shí)“屏蔽”的面孔信息，其基本屬性（如朝向與表情）仍能在腦內(nèi)獲得相當(dāng)程度的無(wú)意識(shí)加工。更引人注目的是，一個(gè)完全“看不見(jiàn)”的人像仍能像“幽靈”般吸引空間注意，并且這種注意的定向效應(yīng)并非隨機(jī)，而是系統(tǒng)地受到被試自身性別與性取向的調(diào)節(jié)，揭示了社會(huì)性信息在無(wú)意識(shí)層面的高效處理。

既然無(wú)意識(shí)加工如此強(qiáng)大，意識(shí)究竟有何不可替代的價(jià)值？學(xué)者尼古拉斯·漢弗萊提出，意識(shí)讓我們的生活更有意義。意識(shí)為生物體在學(xué)習(xí)過(guò)程中提供了更強(qiáng)大的、更長(zhǎng)期有效的反饋信號(hào)。這對(duì)于應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境和進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃至關(guān)重要。

意識(shí)研究的現(xiàn)實(shí)意義：

可讓失語(yǔ)者“說(shuō)話(huà)”，提供抑郁癥的新解法

意識(shí)研究不僅具有理論價(jià)值，更在腦機(jī)接口、臨床診斷與精神健康等現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域展現(xiàn)出深遠(yuǎn)意義。在腦機(jī)接口方面，其核心任務(wù)可精準(zhǔn)地概括為“解碼意識(shí)內(nèi)容”與“調(diào)控意識(shí)狀態(tài)”，例如通過(guò)讀取大腦信號(hào)幫助鎖閉綜合征患者實(shí)現(xiàn)交流，或利用神經(jīng)調(diào)控技術(shù)干預(yù)意識(shí)水平。這為醫(yī)療康復(fù)與人機(jī)融合開(kāi)辟了全新路徑。

在臨床領(lǐng)域方面，科學(xué)家已能通過(guò)讀取大腦信號(hào)，幫助因漸凍癥等失語(yǔ)的病人“說(shuō)話(huà)”，甚至嘗試區(qū)分植物人患者是否仍有殘存的意識(shí)活動(dòng)，這對(duì)于臨床診斷和倫理決策意義重大。在調(diào)控方面，穿顱磁刺激等技術(shù)可通過(guò)擾動(dòng)大腦活動(dòng)，并分析其響應(yīng)復(fù)雜度來(lái)定量測(cè)量意識(shí)水平，為評(píng)估意識(shí)障礙患者的預(yù)后提供了新工具。

此外，意識(shí)研究也為理解精神疾病開(kāi)辟了新視角，精神分裂癥的幻聽(tīng)幻視，本質(zhì)上是沒(méi)有外界輸入時(shí)產(chǎn)生的異常意識(shí)表征。而抑郁癥則可被視為一種“意識(shí)涌現(xiàn)的異態(tài)”，患者對(duì)相同的外界輸入（如陰雨天）產(chǎn)生了與常人截然不同的、灰暗的意識(shí)體驗(yàn)。這些進(jìn)展共同表明，對(duì)意識(shí)的科學(xué)理解正不斷轉(zhuǎn)化為應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)健康挑戰(zhàn)的有效工具。

人工智能是否會(huì)有意識(shí)？這是一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。何生認(rèn)為，關(guān)鍵在于如何定義意識(shí)。目前的人工智能，尤其是大模型，展現(xiàn)了極高的智能，但智能不等于意識(shí)。何生更傾向于認(rèn)為，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，AI仍將是強(qiáng)大的智能系統(tǒng)，而非擁有主觀體驗(yàn)的意識(shí)主體。然而，如果認(rèn)同意識(shí)是特定信息處理過(guò)程的產(chǎn)物，那么從原理上講，未來(lái)AI產(chǎn)生意識(shí)也并非絕無(wú)可能。這不僅是技術(shù)問(wèn)題，更將引發(fā)深刻的倫理思考。

自由意志是錯(cuò)覺(jué)？腦電實(shí)驗(yàn)引發(fā)激烈爭(zhēng)論

在探討意識(shí)時(shí)，“自我意識(shí)”是一個(gè)核心議題。經(jīng)典的鏡像識(shí)別常被拿來(lái)作為研究工具，但能否識(shí)別鏡像并不完全等同于自我意識(shí)的存在?？赡苤皇鞘苤朴谡J(rèn)知稟賦或測(cè)試情境。我國(guó)神經(jīng)科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，獼猴可通過(guò)訓(xùn)練的方式學(xué)會(huì)識(shí)別鏡像中的自己。這表明某些自我意識(shí)的基盤(pán)或許可以通過(guò)后天經(jīng)驗(yàn)被激活和塑造。

關(guān)于自我意識(shí)的本質(zhì)，蘇格蘭哲學(xué)家休謨認(rèn)為，自我意識(shí)本質(zhì)上是各種知覺(jué)意識(shí)的“捆綁”。而“裂腦人”與“半腦睡眠”的動(dòng)物研究則表示，意識(shí)可能并非鐵板一塊，大腦的不同半球或許能支持相對(duì)獨(dú)立的意識(shí)控制、意識(shí)體驗(yàn)。

那我們?nèi)说降子袥](méi)有自由意志？這是一個(gè)很大的課題。加州大學(xué)教授本杰明·利貝特的經(jīng)典腦電實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在個(gè)體主觀意識(shí)到“決定”之前，大腦中已出現(xiàn)預(yù)示著該動(dòng)作的電信號(hào)。這引發(fā)了“自由意志是否只是一種錯(cuò)覺(jué)”的激烈爭(zhēng)論。

斯坦福大學(xué)教授羅伯特·薩波爾斯基在《行為》一書(shū)中指出，人類(lèi)行為的善與惡，都是生理、成長(zhǎng)、演化與社會(huì)結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果；要讓人類(lèi)更好地“行為”，必須理解而非簡(jiǎn)單地譴責(zé)，這也論證了行為是由先天與后時(shí)的諸多因素共同決定的。科幻作家姜峯楠在《自然》上發(fā)表的一篇短文中曾構(gòu)想了一個(gè)讓人無(wú)法取勝的腦機(jī)游戲，以一種極端而有趣的方式，展現(xiàn)了如果自由意志不存在，人類(lèi)處境可能面臨的哲學(xué)困境。

意識(shí)是大腦這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)所產(chǎn)生的涌現(xiàn)現(xiàn)象，它賦予我們體驗(yàn)世界、建構(gòu)意義的能力。盡管意識(shí)的“困難問(wèn)題”尚未解決，但通過(guò)科學(xué)的實(shí)證研究，我們正一步步揭開(kāi)其神秘面紗。意識(shí)研究不僅深化了我們對(duì)自身的理解，也為腦機(jī)接口、人工智能和心理健康等領(lǐng)域的發(fā)展提供了關(guān)鍵啟示。

面對(duì)未來(lái)，無(wú)論是擁抱認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)，還是審慎應(yīng)對(duì)人工智能的潛在意識(shí)，都需要我們建立在對(duì)意識(shí)本質(zhì)更深刻的理解之上。正如意識(shí)讓我們每個(gè)人的生命體驗(yàn)充滿(mǎn)意義，對(duì)意識(shí)的科學(xué)探索本身，也是一段充滿(mǎn)驚奇與思考的非凡旅程。

在對(duì)談環(huán)節(jié)，北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院教授羅歡作為學(xué)術(shù)主持人，與何生研究員、清華大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)系主任劉嘉教授、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員余山圍繞自由意志、人工智能意識(shí)、意識(shí)的研究方法、腦機(jī)接口倫理等議題展開(kāi)了深入的討論與交流。

劉嘉教授

在自由意志問(wèn)題上，我認(rèn)為自由意志不僅存在，而且是我們作為人的必需品。意識(shí)的功能是“讓我們愛(ài)上我們自己”，賦予我們存在的意義。從復(fù)雜系統(tǒng)的“計(jì)算不可約”性來(lái)看，未來(lái)并非在宇宙大爆炸時(shí)就已完全確定，我們當(dāng)下的選擇依然能定義未來(lái)。

羅歡教授

我認(rèn)為人有意識(shí)的原因恰恰是因?yàn)槿说恼J(rèn)知非常有限，就是我們的腦子跟機(jī)器不一樣，我們其實(shí)沒(méi)有那么多的算力，也沒(méi)有那么多的存儲(chǔ)空間，所以我們?cè)诓粩嗟刈鲋饔^建構(gòu)，變成一個(gè)自洽的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)使得人有非常強(qiáng)的主觀感受，并且產(chǎn)生自己的意義，所以對(duì)待每一件事情，我們都會(huì)主觀建構(gòu)自己的意義，主觀建構(gòu)自己的解釋。

余山研究員

從信息處理的角度看，如果意識(shí)是特定信息處理的產(chǎn)物，那么原則上人工智能也有可能擁有意識(shí)。腦機(jī)接口帶來(lái)的認(rèn)知增強(qiáng)，可以拓展人類(lèi)體驗(yàn)和智能的邊界，是值得擁抱的大趨勢(shì)，但必須同步考慮其安全性和倫理規(guī)范。

何生研究員

意識(shí)研究已從哲學(xué)的“偽科學(xué)”禁區(qū)，走向了科學(xué)的實(shí)證舞臺(tái)。理解“腦生‘心’”的原理，對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活的啟示或許在于：人生重在體驗(yàn)。意識(shí)到生命的意義在于豐富而獨(dú)特的主觀體驗(yàn)，或許有助于我們減少焦慮，更投入地活在當(dāng)下。

中國(guó)科協(xié)推出的國(guó)家科技傳播中心學(xué)術(shù)發(fā)展講堂，突出前沿性、思辨性和傳播性，面向科技工作者尤其是青年科技工作者，傳播學(xué)術(shù)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)。

講堂將持續(xù)邀請(qǐng)戰(zhàn)略科學(xué)家、一流科技領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，講述突破傳統(tǒng)的前沿探索、卓有成效的改進(jìn)方法、顛覆認(rèn)知的創(chuàng)新理論以及改寫(xiě)行業(yè)規(guī)則的研究成果。

素材來(lái)源：中國(guó)科協(xié)科學(xué)技術(shù)傳播中心

責(zé)　　編：李蕙帆

審　　核：張敬一

值班編委：孟令耘