據(jù)國(guó)外媒體報(bào)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(shí)，它們的尾巴就會(huì)抽搐，看上去痛苦萬分。但龍蝦真的能“意識(shí)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(gè)動(dòng)作時(shí)，腦中總是充滿了復(fù)雜的意識(shí)體驗(yàn)。但我們不能假定其它動(dòng)物也是如此，尤其是大腦與人類大相徑庭的動(dòng)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(dòng)物可能根本沒有任何內(nèi)在體驗(yàn)。

 

　　“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（GiulioTononi）表示，“但龍蝦就不一樣了。”

 

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

 

　　對(duì)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（integratedinformationthery）是近年來涌現(xiàn)的意識(shí)理論中最令人激動(dòng)的理論之一。雖然尚未得到證實(shí)，但該理論給出了一些可進(jìn)行驗(yàn)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(shí)期就著迷于道德和哲學(xué)問題。“我意識(shí)到，了解意識(shí)的本質(zhì)和形成過程，對(duì)我們了解自己在宇宙中的位置和認(rèn)識(shí)自己的人生至關(guān)重要。”

 

　　當(dāng)時(shí)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(yàn)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(yàn)，”托諾尼表示，“這能迫使你直面失去了意識(shí)、或意識(shí)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(gè)領(lǐng)域的爭(zhēng)議要小得多。“當(dāng)時(shí)，你根本就不能談?wù)摵鸵庾R(shí)有關(guān)的話題。”但他對(duì)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(shí)為何物的公理。托諾尼提出，任何意識(shí)體驗(yàn)都必須是“結(jié)構(gòu)化”的。例如，你在觀察周圍的空間時(shí)，能夠分辨出物體的相對(duì)位置。意識(shí)體驗(yàn)還具有“具體性”和“區(qū)別性”：每次體驗(yàn)都取決于具體環(huán)境，環(huán)境不同，體驗(yàn)也會(huì)有所不同。此外還有“統(tǒng)整性”：你觀察桌上的一本書時(shí)，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(huì)被同時(shí)整合為一次單獨(dú)的意識(shí)體驗(yàn)。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(shí)此刻的同一體驗(yàn)。

 

　　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(jí)數(shù)量，識(shí)別出某個(gè)意識(shí)屬于人類、動(dòng)物、還是計(jì)算機(jī)。該理論認(rèn)為，在同一意識(shí)的不同構(gòu)成部分之間分享和處理的信息越多，則意識(shí)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(gè)像素的光線，總信息量堪稱驚人。但這些像素并不會(huì)“彼此交流”或分享信息，每個(gè)像素只會(huì)單獨(dú)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(shí)體驗(yàn)。

 

　　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(huì)在多個(gè)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?cè)诮厝徊煌臈l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(cè)某個(gè)物體被遮擋的是什么部分等等，讓你對(duì)物體的整體形狀有個(gè)大體感受。接著，這些腦區(qū)會(huì)分享這些信息，將其傳遞到更高層級(jí)上進(jìn)行信息組合，最終形成我們對(duì)所見事物的意識(shí)體驗(yàn)。

 

　　記憶也是如此。和照相機(jī)的圖片庫(kù)不同，我們不會(huì)將每段體驗(yàn)單獨(dú)儲(chǔ)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(yàn)，它便會(huì)與之前的信息相整合。所以才會(huì)產(chǎn)生《追憶逝水年華》中作者描述的那種場(chǎng)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(shí)體驗(yàn)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(shí)驗(yàn)與之一致。

 

　　2015年發(fā)表的一項(xiàng)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(duì)在受試者顱骨上方設(shè)置了一個(gè)磁場(chǎng)，對(duì)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(shí)，可以觀察到大腦在TMS的刺激下、腦活動(dòng)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(shí)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)期間意識(shí)全無的狀態(tài)相一致。他們的內(nèi)在體驗(yàn)一片黑暗，只有虛無。

 

　　藥物引發(fā)的幻覺

 

　　為進(jìn)行進(jìn)一步對(duì)比，該團(tuán)隊(duì)還分析了由氯胺酮麻醉的受試者大腦。雖然這種藥物會(huì)使你對(duì)外界毫無反應(yīng)，但受試者常報(bào)告稱，自己做了瘋狂的夢(mèng)，而不是像用丙泊酚和氙氣麻醉時(shí)那樣、意識(shí)一片黑暗。托諾尼的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，利用氯胺酮麻醉的受試者大腦對(duì)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(shí)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(shí)，也發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)果。在非快速眼動(dòng)睡眠期間（這期間做夢(mèng)很少），人腦對(duì)TMS刺激的反應(yīng)不那么復(fù)雜；而在快速眼動(dòng)睡眠期間，即做夢(mèng)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(duì)了路。“這么說吧，如果我們的實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(dòng)。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(shí)感知，能夠在不損失任何意識(shí)的情況下度過相對(duì)較長(zhǎng)、且“正常”的一生。

 

　　如果意識(shí)體驗(yàn)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(hào)，因此在意識(shí)中僅扮演次要角色。

 

　　測(cè)量人腦對(duì)TMS刺激的反應(yīng)似乎還能預(yù)測(cè)處于無法溝通狀態(tài)、或植物人狀態(tài)的患者的意識(shí)。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(shí)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(duì)大腦信息整合的描述還非常粗糙。要真正證明該理論的價(jià)值，還需要更加精密的工具、對(duì)各類生物的大腦都進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。

 

　　加州大學(xué)伯克利分校神經(jīng)科學(xué)家丹尼爾？托克（DanielToker）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(shí)。”

 

　　原因與數(shù)學(xué)有關(guān)。利用此前的技術(shù)，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)信息整合度的時(shí)間會(huì)隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加出現(xiàn)“超指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)”。也就是說，即使利用當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)，整個(gè)計(jì)算過程也會(huì)比宇宙壽命還要長(zhǎng)。但托克最近提出了一條計(jì)算捷徑，也許能把計(jì)算時(shí)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(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的第一步。“我們?cè)谠擃I(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(shí)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(dòng)其他神經(jīng)科學(xué)家從更數(shù)學(xué)的角度思考意識(shí)問題，并對(duì)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(dòng)物也有自己的意識(shí)，對(duì)動(dòng)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(jì)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(shí)所需的信息整合層級(jí)。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(jì)算機(jī)遲早會(huì)擁有像人類一般優(yōu)秀的認(rèn)知能力。不僅是在圍棋、國(guó)際象棋、識(shí)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(jì)算機(jī)的行為表現(xiàn)也許會(huì)和人類一模一樣，但其本質(zhì)上仍是一個(gè)空殼。”這又要涉及到一個(gè)問題：智能行為是否必須脫胎于意識(shí)？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(jì)算機(jī)能力、或使用軟件類型的問題。“所有計(jì)算機(jī)的物理價(jià)格都大同小異，都無法引導(dǎo)意識(shí)的產(chǎn)生。”這樣看來，美劇《真實(shí)的人類》和《西部世界》中那樣的道德難題也許永遠(yuǎn)都不會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，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(dòng)的方式。麻省理工學(xué)院集體智慧研究中心主任托馬斯？馬?。═homasMalone）最近將該理論運(yùn)用到了人類團(tuán)隊(duì)上。他的研究顯示，由團(tuán)隊(duì)成員共享的整合信息能夠預(yù)測(cè)整個(gè)團(tuán)隊(duì)在不同任務(wù)中的表現(xiàn)。雖然用“群體意識(shí)”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(shí)是如何像一個(gè)實(shí)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(cè)而已。我們首先要證實(shí)信息整合是個(gè)體具有意識(shí)的標(biāo)志。

 

　　就目前而言，我們還不能確定一只龍蝦、一臺(tái)計(jì)算機(jī)、甚至一個(gè)社會(huì)是否具有意識(shí)。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(shí)與自己截然不同的“思想”。