靈魂的科學(xué)探索

驚人的假說

作者：弗蘭西斯.克里克

題獻(xiàn)

前言

第一章　引言第二章　意識的本質(zhì)

第三章　看（Seeing)第四章　視覺心理學(xué)

第五章　注意和記憶第六章　知覺瞬間：視覺理論

第七章　人腦的概述第八章　神經(jīng)元

第九章　幾類實驗第十章　靈長類的初級視覺系統(tǒng)

第十一章　靈長類的視皮層第十二章　腦損傷

第十三章　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第十四章　視覺覺知（1）

第十五章　一些實驗第十六章　種種推測

第十七章　振蕩和處理單元第十八章　克里克博士的禮拜天（1）

關(guān)于“自由意志”的跋

致謝

題獻(xiàn)

謹(jǐn)將此書獻(xiàn)給克里斯托弗·科赫，沒有他的熱情和支持這本書就不可能面世。

原作者為中譯本所作的序

很高興《驚人的假說》一書已被譯成中文。這使得它可以供許許多多有學(xué)識的中國讀者

閱讀。這本書是為對意識問題感興趣的非科學(xué)界人士，同時也為科學(xué)家，特別

是那些具有一些神經(jīng)科學(xué)背景的科學(xué)家而著。

自1994年本書出版以來，神經(jīng)科學(xué)又取得若干進(jìn)展。Nikos Logothetis和他的同事們

對雙眼競爭的研究已經(jīng)延伸到其他的皮層區(qū)，特別是視覺等級系統(tǒng)的較高層次，比如顳下區(qū)

（IT）。一個引人注目的結(jié)果是：很大一部分的相關(guān)神經(jīng)元都按照猴子預(yù)先推測的感知

（percept）而活動，其中許多采取“全或無”的方式，這很明確地表明在這特定的任務(wù)

中，這些神經(jīng)元的發(fā)放確實是意識的部分神經(jīng)對應(yīng)物。我們熱切地期待有更多類似的工作成

果發(fā)表。

基于神經(jīng)解剖學(xué)證據(jù)，Christof Koch和我認(rèn)為，當(dāng)視覺信息經(jīng)過我們的眼睛時，盡管

大部分信息通過初級視覺皮層，但是人們并不能直接地知道在Vl視區(qū)上的神經(jīng)元的發(fā)放。

我們確信意識是由視覺等級系統(tǒng)中的較高層次來清晰地表達(dá)。現(xiàn)在，視覺心理學(xué)的一些新的

實驗證據(jù)支持了我們的假設(shè)，但這還不足以證明它。

David Milner和Melvyn Gopdale于1995年出版了一本重要著作，名為《行動中的視

覺腦》。在書中，他們提出在腦中或許存在著快速的“在線”系統(tǒng)，它對簡單的視覺輸入可

以作出適當(dāng)?shù)摹⒌燥@刻板的行為響應(yīng)，就像伸手去抓個杯子那樣。這些系統(tǒng)是快速且無意

識的。相反地，Milner 和Goodale還提出存在著一個與此相并行的較慢的意識系統(tǒng)，而它

可以處理更復(fù)雜的視覺情況，并且能夠影響到許多不同的運(yùn)動輸出（包括語言）的選擇。這

種有意識的和無意識的兩個系統(tǒng)并存的思想是一個令人振奮的假說，但是這些假定的通路究

竟怎樣工作，它們又是如何相互作用的，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有搞清楚。

已故的Irvin Rock從心理學(xué)的角度指出，視覺系統(tǒng)是將復(fù)雜特征的表達(dá)建立在簡單特

征表達(dá)基礎(chǔ)之上的分等級系統(tǒng)。他還做了一些實驗支持這種想法，這與J．J．Gibson所偏

愛的直接感知的過于簡單的假設(shè)是相矛盾的。

總之，自從這本書問世以來已有某些進(jìn)展。但到目前為止，還沒有強(qiáng)有力的證據(jù)所支持

的重大突破。它能使我們得出這樣一個清晰的假設(shè)，即腦究竟干了些什么才使得我們具有了

意識。在這種突破到來之前，我們不大可能解決可感受的特性（如藍(lán)色的程度）這樣一個令

人困惑的問題。與此同時，哲學(xué)家們會繼續(xù)喋喋不休地反對這個觀點。

我希望這本譯著能夠引起中國讀者在意識問題方面的興趣，并且能鼓舞其中一些人對這

一困難且具有極大魅力的課題開展實驗研究。

Francis Crick

1997年10月

譯校者序

意識問題是對當(dāng)代科學(xué)的巨大挑戰(zhàn)。著名的數(shù)理科學(xué)家羅杰·彭羅斯在《皇帝新腦》一

書中闡述了電腦、人腦及物理定律之間的相互關(guān)系。他假托一個故事作為該書的開場白，故

事說某單位設(shè)計成功一臺性能卓越、速度驚人的“超子”電腦，并在新聞發(fā)布會上讓它當(dāng)眾

回答出席者的各種問題。與會者生怕自己的問題太粗淺而躊躇不前。突然，一位“不知天高

地厚”的十幾歲男孩打破了沉默。他羞怯地問道：“你現(xiàn)在的感覺如何？”“超子”茫然不

知所措。彭羅斯借此說明，計算機(jī)雖然取得巨大成功，但與人腦相比，仍有許多原則區(qū)別。

現(xiàn)在，盡管人類設(shè)計的計算機(jī)能夠戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍，但它并不具備意識功能。

意識問題歷來是哲學(xué)家十分關(guān)注的研究對象，但是，經(jīng)過長達(dá)幾個世紀(jì)的探索，仍沒有

取得實質(zhì)性進(jìn)展。心理學(xué)從哲學(xué)中分化出來以后，也把意識問題作為重要的研究課題。自從

德國心理學(xué)家馮特把心理學(xué)看作是一門行為科學(xué)之日起，意識問題就被打入冷宮。大多數(shù)神

經(jīng)科學(xué)家往往諱言自己的研究與意識問題有關(guān)。只有當(dāng)他們功成名就之后，才會對此發(fā)表議

論。例如：謝林頓、?？藸査沟热耍谒麄儷@得諾貝爾獎以后，就出版了若干著作論述自己

對意識問題的看法。由于意識問題的極端復(fù)雜性，至今還沒有取得突破性進(jìn)展。

本書作者克里克獨辟躁徑，堅持一個數(shù)理科學(xué)家樸素的唯物主義思想，大膽地提出了一

個基于“還原論”的“驚人的假說”。他認(rèn)為“人的精神活動完全由神經(jīng)細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞的

行為和構(gòu)成及影響它們的原子、離子和分子的性質(zhì)所決定”。他堅信，意識這個心理學(xué)的難

題，可以用神經(jīng)科學(xué)的方法來解決。在《驚人的假說》一書中，他把視覺作為研究意識問題

的突破口，認(rèn)為意識源于“注意”和“短時記憶”相結(jié)合的過程。在本書的末尾，作者大膽

地涉足“自由意志”問題。他分析了某些大腦損傷患者的行為反應(yīng)，提出“自由意志”的解

剖部位可能與“前扣帶回”密切相關(guān)。他還提出了研究意識問題的一系列心理學(xué)、解剖學(xué)和

神經(jīng)科學(xué)的實驗設(shè)計和方法，這些觀點、理論和方法顯然是對意識問題研究中長期處于主導(dǎo)

地位的哲學(xué)、心理學(xué)思想方法的嚴(yán)重挑戰(zhàn)?！绑@人的假說”把一個長期困擾哲學(xué)、心理學(xué)界

的復(fù)雜的意識問題還原成一個典型的現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)問題，確實有些出人意外。

本書出版時適逢國際學(xué)術(shù)界對意識問題重新發(fā)生興趣的時期。一方面計算機(jī)科學(xué)迅速發(fā)

展和普及，個人電腦正在進(jìn)入千家萬戶，計算機(jī)的功能愈來愈強(qiáng)大。但是，要想設(shè)計一個具

有獨立意識、能主動感知和適應(yīng)周圍環(huán)境的自動機(jī)，卻遇到一些不可逾越的困難。雖然80

年代后期人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取得某些進(jìn)展、但與人的復(fù)雜行為相比，尚有許多本質(zhì)差別。另一方

面，近年來腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)發(fā)展迅速。20世紀(jì)90年代被科學(xué)界稱為“腦的十年”。現(xiàn)在

一些新的實驗儀器技術(shù)，如：正電子發(fā)射斷層圖（PET）、功能性核磁共振技術(shù)（fMRI）等

無損傷性技術(shù)的發(fā)明和改進(jìn)，可以探測正常情況下人的神經(jīng)活動。這些實驗技術(shù)為探索意識

問題提供了前所未有的實驗證據(jù)和可能性。科學(xué)的進(jìn)步，人類生產(chǎn)活動和社會活動的需要，

呼喚人類揭開意識的奧秘。在此背景下，克里克的“驚人的假說”應(yīng)運(yùn)而生，揭開了用自然

科學(xué)方法研究意識問題的序幕。

克里克是學(xué)界泰斗，他與沃森一起因發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)而獲得1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)

獎，開創(chuàng)了分子生物學(xué)的新時代。70年代，他把興趣轉(zhuǎn)向神經(jīng)科學(xué)，特別對視覺系統(tǒng)的理

論和模型產(chǎn)生了濃厚的興趣。他認(rèn)為，自從雙螺旋模型提出以后，分子生物學(xué)中的一些基本

問題大體上已得到解決，而人類對自身的精神活動理解得太少。經(jīng)過深入的調(diào)查研究，他選

擇了意識問題作為研究目標(biāo)。

譯校者們極為贊賞克里克的樸素的唯物主義思想。人腦是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)。系統(tǒng)論

的精髓在于系統(tǒng)的功能不能完全還原成組成單元。特別是非線性系統(tǒng)，其復(fù)雜性遠(yuǎn)非是個別

單元可預(yù)測的。系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、層次關(guān)系對系統(tǒng)的功能起重要作用。意識問題是心理學(xué)中

最為復(fù)雜的一個問題。在一段相當(dāng)長的時間內(nèi)，宗教的、哲學(xué)的、心理學(xué)的和神經(jīng)科學(xué)的解

釋可能仍會各執(zhí)一詞。長期共存。令人欣慰的是，人們終于開始用自然科學(xué)的方法探索意識

問題了。我們很高興把克里克著作的中文簡體譯本獻(xiàn)給中國的讀者，為對此問題有興趣的讀

者提供一本重要的參考書。

原書出版不久，我們收到了程子習(xí)博士（我組已畢業(yè)碩士生）從美國寄來的克里克的原

版書?，F(xiàn)在我們研究組正從事視覺理論與模型研究，承擔(dān)著國家自然科學(xué)基金委重大項目。

大家抱著極大的興趣讀完了這本深入淺出的著作。我們感到這是一本難得的好書，對我們當(dāng)

前的研究工作具有重要的參考價值。我們有義務(wù)向中國讀者作一介紹，因此，我們向湖南科

學(xué)技術(shù)出版社“第一推動”叢書編輯部推薦了此書，立即得到他們的積極響應(yīng)。

本書中譯本是我們研究組的集體勞動成果。為了培養(yǎng)青年人的譯作能力，大部分譯稿由

博士研究生執(zhí)筆。參加翻譯、核校及審訂者為吳新年、崔翯（第一至六章?。慌藭源āR翔

林（第七、八、十章?。?；曾曉東、齊翔林、王志宏、汪云九（第九、十一至十八章?。?；汪云

九、齊翔林、潘曉川、王志宏、倪睿、楊謙（其余部分）。我們從譯校工作中學(xué)習(xí)了很多東

西。但是，由于國內(nèi)尚無專門研究“意識”問題的機(jī)構(gòu)和隊伍，個別名詞在不同專業(yè)中也有

不同譯法；此外，國外研究“意識”問題的思想、理論尚未為國內(nèi)學(xué)術(shù)界所熟悉，再加上我

們對此問題認(rèn)識上的粗淺，因此，譯作中的錯誤在所難免，望讀者發(fā)現(xiàn)后不吝指教。

我們感謝國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院視覺信息加工開放實驗室多年來的資

助，使得我們有可能在我們感興趣的領(lǐng)域內(nèi)從事長期研究，并提供必要的時間和條件，保證

了本書的翻譯出版。最后，感謝湖南科學(xué)技術(shù)出版社，承諾了本書的出版工作，談判取得本

書中譯本的出版權(quán)。

譯校者

1997.9于北京中國科學(xué)院生物物理所

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前言

本書試圖用科學(xué)方法來解釋意識的奧秘。在此，我并非想給出關(guān)于意識問題的直截了當(dāng)

的答案。我倒希望能夠如此，但是目前似乎太困難了。當(dāng)然，某些哲學(xué)家誤認(rèn)為已經(jīng)解決了

這一問題，但對我而言，他們的解釋并不屬于科學(xué)真理的范疇。這里我想做的是勾劃出意識

問題的本質(zhì)，并提出一些如何用實驗方法來研究這一問題的建議。我將要提出的是一個特定

的研究策略，而不是一個充分發(fā)展的理論。我想要知道的是，當(dāng)我看某個東西時，在我頭腦

中究竟發(fā)生了什么事情。

某些讀者也許會發(fā)現(xiàn)這種思維方法有點令人失望。因為它有意避開那些他們樂于聽到的

關(guān)于意識的許多議論，特別是如何定義意識。僅僅靠爭論清楚關(guān)于戰(zhàn)斗一詞的意義，你不可

能贏得勝利。你需要一支訓(xùn)練有素的隊伍，裝備精良的武器和出奇制勝的謀略，然后才能有

效地?fù)魸橙恕＿@些同樣適合于解決一個困難的科學(xué)問題。

本書是為那些對于意識問題有科學(xué)興趣卻沒有專業(yè)知識的一般讀者而寫的。這意味著我

必須用相對簡單的術(shù)語去解釋關(guān)于意識的方方面面。即便如此，某些讀者仍會發(fā)現(xiàn)本書的某

些部分難于理解。對此，我想說：不要因為那些不熟悉的爭論和實驗細(xì)節(jié)的復(fù)雜性而泄氣。

再堅持一下，或者干脆只是瀏覽一下這些難懂的章節(jié)，大致的意思一般是很容易懂的。

研究心腦問題的哲學(xué)家和科學(xué)家，將會清楚地看到我忽略了許多他們非常感興趣的問

題。盡管這樣處理過于簡單化，我仍希望他們能從本書中學(xué)到些東西，即便只是在他們所知

甚少的章節(jié)中，我盡量避免對事實的曲解）由于大自然的極端多樣性，在生物學(xué)中做到這一

點不太容易。同樣我也不能完全避免觀點上的曲解，意識問題是一個遠(yuǎn)未取得一致意見的研

究課題，沒有一些最初的偏見我們不可能得到什么結(jié)果。讀者將會明白，此刻我并不熱衷于

功能主義和行為主義的觀點，也不傾向于數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家或哲學(xué)家的論調(diào)。也許我明天就

會發(fā)現(xiàn)此時思考問題的錯誤，但今日我仍盡力而為。

現(xiàn)在應(yīng)該從科學(xué)的角度來思考意識問題（以及它與假設(shè)上永存的靈魂的關(guān)系），而且最

重要的是，現(xiàn)在是開始嚴(yán)肅而精心地設(shè)計實驗來研究意識問題的時候了。這正是本書給出的

啟示。

以下關(guān)于本書的概述將有助于引導(dǎo)讀者穿越腦科學(xué)的叢林。本書主要分為三個部分。第

一部分由以下幾章組成：

第一章　，我開始大膽地陳述我的“驚人的假說”。它概括了我研究腦的方法。為了弄清

楚我們自身，必須要知道神經(jīng)細(xì)胞是如何活動的，它們又是如何進(jìn)行相互作用的。接著，比

較了意識和靈魂的前科學(xué)思想與宇宙的現(xiàn)代科學(xué)知識的不同。最后，我簡要地討論一些帶有

哲學(xué)味道的問題，諸如還原論、可感受性、突現(xiàn)行為以及世界的現(xiàn)實性。

第二章　略述了意識的一般性質(zhì)（如一個世紀(jì)前威廉·詹姆斯（Wlllian James）和三位

現(xiàn)代心理學(xué)家所論述的），并把它與注意機(jī)制和極短時記憶聯(lián)系在一起。然后是我為解決這

個問題而做出的種種假設(shè)，說明了我為什么要集中于一類特殊的意識（視覺意識），而不是

其他類型的意識，如痛的意識、自我意識等等問題。

第三章　說明了為什么多數(shù)人所具有的關(guān)于如何看東西的樸素想法在很大程度上是不正確

的。雖然，至今我們還不清楚當(dāng)我們觀看事物時，頭腦中真正發(fā)生了什么，但是，至少可以

大概他說出用科學(xué)的方法來研究這一問題的可能途徑。第四、五章　用相當(dāng)長的篇幅描述了視

知覺心理學(xué)中的少數(shù)幾個復(fù)雜問題。這些章節(jié)將會給讀者一個印象，即什么是必須解釋清楚

的。

第二部分主要對大腦，特別是視覺系統(tǒng)，作了扼要的概述。我不想給讀者過多細(xì)節(jié)的描

寫，只提供了關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)如何組織和如何工作的一些知識。我首先在第七章　中概述了腦的

解剖學(xué)，緊接著在第八章　中給出了單個神經(jīng)細(xì)胞的簡單描述。第九章　介紹了有關(guān)腦研究中常

用的（包括細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)的）實驗方法。隨后的兩章概述了較高級靈長類視覺系統(tǒng)的

一般性質(zhì)。第十二章　說明了如何從研究大腦受到傷害的患者病例中獲得有用的信息。第二大

部分以第十三章　為結(jié)論，描寫了各種理論模型（稱為“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”），它可以用來模擬由一

小群類似神經(jīng)元所構(gòu)成的單元的行為。

前兩部分為進(jìn)入第三部分提供了必要的背景知識。在第三部分中論述了各種可能的研究

視覺意識的實驗方法。其中任何一種都還沒能導(dǎo)致謎底的揭曉，但其中有些方法是有前途

的。作為第三部分的結(jié)論，第十八章　討論了由于我的提法而引起的一些普遍爭議。最后我用

關(guān)于“自由意志”的跋作為本書的結(jié)束語。

為使文章保持緊湊，我把不太重要的論據(jù)作為腳注給出，并提供了詞匯表以便對正文中

的科學(xué)術(shù)語加以簡明扼要的解釋，此外，在詞匯表前，對長度、時間和頻率等共同的科學(xué)單

位有注記，這是因為腦活動發(fā)生的距離和時間比之日常經(jīng)驗中要小得多。

對于那些愿意就某些東題作深入探究的讀者，我提供了進(jìn)一步閱讀的書目表，有的適合

于外行，有的適合于專家。在多數(shù)情況下，關(guān)于它們的內(nèi)容，我加上了簡短的評注。正文中

方括號里的上標(biāo)號碼，牽涉到技術(shù)性更強(qiáng)的參考文獻(xiàn)，主要是發(fā)表于一些研究性的期刊上的

（本書的附錄部分列出了這些參考文獻(xiàn)，譯者注）。這僅僅是包含了有關(guān)文獻(xiàn)中的極少部

分，但提供了進(jìn)一步具體探索的起點。我并不想把這些論文推薦給外行讀者，因為多數(shù)論文

寫得太艱深、太枯燥了。

我要對那些指出本書不足之處的讀者致以最崇高的敬意。但我對于一般性討論缺乏熱

情。許多人對意識問題有其自己的想法，其中不少人覺得很有必要見諸于筆端，請原諒，我

不能通讀許多讀者有關(guān)這一主題的所有來信。我的常規(guī)做法是，只考慮那些在有參考價值的

期刊上和有信譽(yù)的出版商出版的書籍中發(fā)表的思想。否則的話，別人的嘰嘰喳喳的建議會使

我無法有效地思考。我將繼續(xù)探索這些困難的問題。希望這個前言會引起讀者的一些興趣。

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第一章　引言

問：什么是靈魂？

答：靈魂就是離開軀體但卻具有理智和自由意志的活的生物體。①

——羅馬天主教教義問答手冊

驚人的假說是說，“你”，你的喜悅、悲傷、記憶和抱負(fù)，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(xì)胞及其相關(guān)分子的集體行為，正如劉易斯·卡羅爾（Dewis

Carroll）書中的愛麗絲（Alice）所說：“你只不過是一大群神經(jīng)元②而已。”這一假說和

當(dāng)今大多數(shù)人的想法是如此不相容，因此，它可以真正被認(rèn)為是驚人的。

在所有的民族和部落之中，人類對大自然特別是自身特性的興趣由來已久，盡管其表現(xiàn)

方式有所不同，這可以追溯到有歷史記載的遠(yuǎn)古時代，并且肯定比這個時間還要早。這從人

類廣泛出現(xiàn)的精致的墓葬中就可作出判斷。大多數(shù)宗教都認(rèn)為，人死后仍存在某種形式的精

神，它在一定程度上體現(xiàn)了人類的本質(zhì)。如果失去精神，則軀體就不能正常工作，人死后靈

魂會離開軀體，至于以后發(fā)生的事情，是上天國、下地獄，還是人煉獄或者轉(zhuǎn)世成為驢

子或蚊蟲什么的，不同的宗教則有不同的說法，并非所有的宗教在細(xì)節(jié)上都完全一致。

這通常是由于它們基于不同的教義，如基督教的圣經(jīng)和伊斯蘭教的古蘭經(jīng)就形成鮮明的對

比。盡管不同的宗教存在差異，但至少在一點上它們有著廣泛的共識：人類確實具有靈魂，

這并不僅僅是一種比喻。當(dāng)今大多數(shù)人還抱有這一信念，而且在許多情況下，這一信念相當(dāng)

強(qiáng)烈和執(zhí)著。

當(dāng)然也有少數(shù)例外。其中之一是少數(shù)追隨亞里斯多德（Aristotle）的極端的基督教

徒，他們懷疑女人是否具有靈魂或具有和男人一樣品質(zhì)的靈魂。某些宗教很少關(guān)心死后的生

活，如猶太教就是如此。動物是否具有靈魂，不同的宗教也有不同的說法。有一個老笑話

說，哲學(xué)家（盡管他們也有區(qū)別）大體上可分成兩類：自己養(yǎng)狗的確信狗有靈魂；自己沒有

狗的則否認(rèn)靈魂的存在。

然而，今天仍有少數(shù)人（包括共產(chǎn)黨國家的一大部分人）持有完全不同的觀點。他們認(rèn)

為，有別于軀體且不遵從我們已知的科學(xué)規(guī)律的靈魂完全是一種神話。我們很容易理解這類

神話產(chǎn)生的原因。的確，倘若我們不甚了解物質(zhì)、輻射以及生物進(jìn)化的本質(zhì)，那么這種神話

的出現(xiàn)似乎就不足為奇了。

那么，靈魂這一基本概念為什么應(yīng)當(dāng)被懷疑呢？當(dāng)然，如果絕大多數(shù)人都相信靈魂，在

表面看來，這本身也是靈魂存在的證據(jù)。不過，4千年前，幾乎每個人都相信地球是平的。

現(xiàn)在，這一觀點已發(fā)生了根本變化，其主要原因是現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步。按照我們今天的標(biāo)準(zhǔn)，

地球是個很小的地方，但在當(dāng)時卻認(rèn)為很大，盡管還不知道它的確切尺寸。我們今天的大多

數(shù)宗教信仰就起源于那個時代。任何一個人的直接知識僅僅來源于地球的一個小小的部分。

因而，當(dāng)時人們有理由認(rèn)為，地球是宇宙的中心，而人類處于宇宙的領(lǐng)導(dǎo)地位，隨著時間的

消逝，地球的起源漸漸被人們遺忘。而當(dāng)時認(rèn)為的地球的時間跨度，盡管與人的經(jīng)歷相比顯

得很長，但在今天看來仍然短得可笑。那時人們相信，地球的壽命少于1萬年，這是不難理

解的?，F(xiàn)在我們已經(jīng)知道，它的真正年齡是46億年。在當(dāng)時看來，星星似乎離我們很遠(yuǎn)，

大概固定在球形的太空。而宇宙可延伸到無限遠(yuǎn)（大于100億光年），這在當(dāng)時簡直是不可

想像的事情（某些東方宗教，如印度教，則是例外。他們把夸大時間和距離純粹作為一種樂

趣）。

在伽利略（Gali1eo）和牛頓（Newton）之前，我們的基礎(chǔ)物理學(xué)知識還是很原始的。

太陽和行星被認(rèn)為是以某種非常復(fù)雜的方式有規(guī)律地運(yùn)動著。因而他們有理由相信，只有天

使才能引導(dǎo)它們。還有什么別的力量能使它們的行為如此規(guī)律呢？甚至到了16、17世紀(jì)，

我們對化學(xué)的理解大部分還是不正確的。事實上，直至本世紀(jì)初，還有某些物理學(xué)家懷疑原

子是否存在。

今天,我們已經(jīng)知道了很多有關(guān)原子的特性，并賦予每種元素一個原子序數(shù)。我們已經(jīng)

詳細(xì)地了解到它們的結(jié)構(gòu)以及控制它們行為的大部分規(guī)律。物理學(xué)已經(jīng)為化學(xué)提供了理論框

架。我們的有機(jī)化學(xué)知識與日俱增。

我們承認(rèn)，在很短的距離（在原子核內(nèi)）、極高的能量及極大的引力場中發(fā)生的事情我

們還不能真正理解。但是大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，對于地球上我們通常所處的條件（只有在非常

特殊的情況下，一種原子才轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖粋€原子），我們知識上的這種不完備性，對理解思

維和腦影響不大。

除了基本的化學(xué)和物理學(xué)知識之外，地球科學(xué)（如地理學(xué)）和天文科學(xué)（天文學(xué)和宇宙

學(xué)）已經(jīng)為我們生存的世界和宇宙描繪了一幅與傳統(tǒng)宗教建立時的基本觀念遇然不同的圖

畫。宇宙的現(xiàn)代圖景及其發(fā)展規(guī)律，構(gòu)成了目前生物學(xué)知識的基本背景。在過去的一個半世

紀(jì)的歷程中，這些知識發(fā)生了根本性變化。直到達(dá)爾文（Darwin)和華萊士（Wallace）各自

獨立地發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致生物進(jìn)化（自然選擇過程）的基本機(jī)制之前，“造物的論點”（Argument

from Desgn）似乎仍然是不可辯駁的。像人體這樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜和設(shè)計精巧的有機(jī)體的產(chǎn)生，不

借助至靈至慧的造物主的設(shè)計怎么可能呢？今天，這一論點已經(jīng)完全過時了。我們知道，一

切生命，從細(xì)菌到我們?nèi)祟愖约?，都是與生物化學(xué)水平的活動緊密相關(guān)的。地球上的生命已

經(jīng)存在了數(shù)十億年，這期間許多種類的動物和植物都已經(jīng)發(fā)生了變化，而且往往是根本性的

變化。恐龍已經(jīng)滅絕，在它們生活的地方，出現(xiàn)了很多新的哺乳動物。今天，無論是在野外

還是在實驗室內(nèi)，我們都可以觀察到基本的進(jìn)化過程。

在本世紀(jì)，生物學(xué)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。對基因的分子基礎(chǔ)及其精確的復(fù)制過程，對蛋

白質(zhì)及其合成機(jī)制的詳細(xì)知識，都有了更深入的了解，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，蛋白質(zhì)具有很強(qiáng)

的功能，其用途也非常廣泛，它能構(gòu)成精巧的生化裝置的基礎(chǔ)。胚胎學(xué)（目前經(jīng)常被稱為發(fā)

育生物學(xué)）是當(dāng)前研究的重點。一個海膽的受精卵經(jīng)過多次分裂，最終會變成一個成熟的海

膽，但是，如果把受精卵第一次分裂后的兩個子細(xì)胞分開，那么每個子細(xì)胞就會各自發(fā)育成

一個獨立的、但卻更小的海膽。類似的實驗也可以在蛙卵上完成。經(jīng)過分子自身的重新組

織，從本來應(yīng)該產(chǎn)生一個動物的物質(zhì)中產(chǎn)生出兩個小動物，這一現(xiàn)象在100年前發(fā)現(xiàn)時，曾

被認(rèn)為是某種超自然的生命力（Life Force）作用的結(jié)果。根據(jù)生化基礎(chǔ)，用有機(jī)分子和其

他分子的特性及其相互作用去解釋生物的戲劇性復(fù)制，似乎是不可想像的事情?，F(xiàn)在，對這

一過程的發(fā)生機(jī)制，在原理上我們感到已經(jīng)沒有什么困難了。我們曾料想這種解釋是很復(fù)雜

的?？茖W(xué)史上充斥著一些觀點，認(rèn)為有的東西在本質(zhì)上就是不可理解的（如“我們永遠(yuǎn)不會

知道星星是由什么形成的”），在大多數(shù)情況下，時間將會說明，這些預(yù)言是不正確的。

一個現(xiàn)代的神經(jīng)生物學(xué)家，無須借助靈魂這個宗教概念去解釋人類和其他動物的行為。

這使人想起當(dāng)年拉普拉斯（Laplace）解釋太陽系的運(yùn)動規(guī)律時，拿破侖（Napleon）曾經(jīng)提

出的問題：“那么，上帝如何發(fā)揮作用呢？”拉普拉斯回答：“陛下，我不需要這一假

設(shè)?！辈⒎撬械纳窠?jīng)科學(xué)家都相信靈魂是一個神話，約翰·?？藸査咕羰浚╯ir John

Eccles）就是一個明顯的例外，但大多數(shù)科學(xué)家確實認(rèn)為靈魂是神話。這并非是由于他們能

證明靈魂這一概念是虛假的，而是他們目前并不需要這一假設(shè)。從人類歷史發(fā)展的角度看，

腦研究的主要目標(biāo)不僅僅是理解和治療各種各樣的腦疾?。ūM管這是很重要的），更主要的

是掌握人類靈魂的真正本質(zhì)。不管靈魂這個術(shù)語是比喻性的或是確實存在，它恰恰是我們正

在試圖研究的東西。

許多受過教育的人，特別是在西方世界，也都相信靈魂僅是一種比喻。一個人在被孕育

之前和死后是不會存在個人生命的，他們也許會把自己稱為無神論者、不可知論者、人文主

義者，或是離經(jīng)叛道的信徒，但他們都否認(rèn)傳統(tǒng)宗教的主要觀點。然而，這并不意味著他們

通?？紤]自己時與傳統(tǒng)的方式完全不同，因為舊的思維習(xí)慣是很難消逝的。一個人也許在宗

教意義上并不是一個信徒，但在心理上也許會繼續(xù)像信徒那樣思考問題，至少在日常生活中

是如此。

因此，我們需要使用更鮮明的術(shù)語來表述我們的想法，科學(xué)的信念就是，我們的精神

（大腦的行為）可以通過神經(jīng)細(xì)胞（和其他細(xì)胞）及其相關(guān)分子的行為加以解釋。①對大多

數(shù)人而言，這實在是一個驚人的概念，很難使人相信，我們自己僅是一群神經(jīng)細(xì)胞的精細(xì)行

為，即便這種細(xì)胞是大量的，它們的相互作用是極其復(fù)雜的，讀者不妨想像一下這一觀點。

（“無論他說些什么，梅布爾，我知道我正在某處看世界。”）

為什么驚人的假說如此令人吃驚呢？我認(rèn)為主要有三個原因，首先是許多人還不愿意接

受被稱作“還原論”的研究方法，即復(fù)雜系統(tǒng)可以通過它各個部分的行為及其相互作用加以

解釋。對于一個具有多種活動層次的系統(tǒng)，這一還原過程將不止一次地加以重復(fù)。也就是

說，某一特定部分的行為可能需要用它的各個組成部分及其相互作用的特性加以解釋。例

如，為了理解大腦，我們需要知道神經(jīng)細(xì)胞的各種相互作用，而且每個細(xì)胞的行為又需要用

組成它的離于和分子的行為來解釋。

這種過程在哪里終止呢？幸運(yùn)的是，存在一個自然的中斷點。這發(fā)生在（化學(xué)）原子的

水平。每個原子有一個攜帶正電荷的重原子核，它被一個有組織的電子云所包圍。這些電子

既輕又靈活，而且攜帶負(fù)電荷。每個原子的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全由核電荷確定。核的其他性

質(zhì)，如質(zhì)量數(shù)及偶極矩、四極矩強(qiáng)度等次級電學(xué)性質(zhì)，在大多數(shù)情況下，對它的化學(xué)性質(zhì)影

響很小。

大體上說來，原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)不會發(fā)生變化，至少在生命賴以生存的溫度和環(huán)

境中如此。在此情況下，原子核的亞結(jié)構(gòu)知識對研究化學(xué)是不必要的。原子核由各種質(zhì)子和

中子組成與質(zhì)子和中子由夸克組成沒有區(qū)別。為了解釋大多數(shù)化學(xué)事實，所有的化學(xué)家都需

要知道原子的核電菏數(shù)，為此，我們需要懂得一種料想不到的力學(xué)類型——量子力學(xué)，它控

制微小粒子特別是電子的行為。實際上，由于計算很快就變得極端復(fù)雜，因此，人們主要是

應(yīng)用各種粗略的“拇指規(guī)則”（rules-of-thumb），以便用量子力學(xué)術(shù)語進(jìn)行合理的解釋。

在這一水平以下，我們無需去冒險。(1)

至今仍有許多人企圖說明還原論是行不通的。他們通常光是采用相當(dāng)正式的定義形式，

進(jìn)而說明這種類型的還原論是不真實的。他們忽略的一點是，還原論并非是用一組低層次上

的、固定的思想去解釋另一組高層次的、固定的思想。它并不是一種一成不變的過程，而是

一個動態(tài)的相互作用過程。它隨著知識的發(fā)展，不斷修改兩個層次已有的觀念?！斑€原論”

畢竟是推動物理學(xué)、化學(xué)和分子生物學(xué)發(fā)展的主要理論方法。它在很大程度上推動了現(xiàn)代科

學(xué)的蓬勃發(fā)展。除非遇到強(qiáng)有力的實驗證據(jù)，需要我們改變態(tài)度，否則，繼續(xù)運(yùn)用還原論就

是唯一合理的方法。反對還原論的泛泛的哲學(xué)爭論是我們不希望看到的。

另外一個有些人喜歡的哲學(xué)論點是“還原論”中包含了“分類錯誤”，例如：本世紀(jì)

20年代他們說，把基因視為一種分子（現(xiàn)在我們應(yīng)該說是配對分子中的一部分）是一種分

類上的錯誤，基因是一回事，分子則是另外一回事，現(xiàn)在看來，這種反對意見是十分空洞

的。②分類對于我們來說并非是絕對的，只是人們的一種規(guī)定而已。歷史告訴我們，某種聽

起來很合理的分類，有時也可能是錯誤的和會使人發(fā)生誤解的，回想一下古代和中世紀(jì)醫(yī)學(xué)

上有關(guān)人體四種體液的分類（血液、粘液、黃膽汁和黑膽汁），我們就清楚了。

驚人的假說使人感到奇怪的另一個原因，是意識的本質(zhì)。比如說，我們有一幅外部世界

的生動的內(nèi)部圖畫：，如果把它僅僅看成是神經(jīng)元行為的另外一種描述方式，這看來也是一

種分類錯誤。但是我們已經(jīng)看到，這種論點并不總是可信的。

哲學(xué)家特別關(guān)心可感受特性問題，如怎樣解釋紅的程度和痛的程度。這是一個非常棘手

的問題，它來自這樣一個事實：不管我們自己感受到的紅色多么鮮明，都無法與其他人進(jìn)行

準(zhǔn)確的交流，至少在通常情況下是這樣。倘若你不能以確定的方式描述一個物體的特性，那

么當(dāng)你使用還原論的術(shù)語解釋這些特性時，就可能遇到某些困難。當(dāng)然這并不是說，在適當(dāng)

的時候無法向你解釋清你看紅色時的神經(jīng)相關(guān)物。換句話說，我們有可能說，只有你頭腦中

一走的神經(jīng)元和（或）分子以確定的方式活動時，你才能感受到紅色。這也許說明了，為什

么你能體驗到鮮明的顏色感覺。為何某種神經(jīng)行為必定使你看到紅色，而另一種使你看到藍(lán)

色，而不是相反的情況。

即使得出結(jié)論說，我們不能解釋紅色的程度（因為你無法將你的紅色感覺準(zhǔn)確地告訴

我），這也并不意味著，你我看到的紅色是不同的。如果我們知道，你我大腦中的紅色神經(jīng)

相關(guān)物嚴(yán)格相同，我們就可以作出科學(xué)推論，你我在觀看紅色時具有同樣的感受。問題在于

“嚴(yán)格”一詞。我們能有的精確程度，取決于我們對該過程的詳盡知識。如果紅色的神經(jīng)相

關(guān)物主要依賴于我過去的經(jīng)歷，而你我的經(jīng)歷義大不相同，那么我們就不能推斷出你我看到

的紅色完全相同。

因此，可能有人做出結(jié)論，要想了解各種不同形式的意識（consciousness），我們首

先就需要知道它們的神經(jīng)相關(guān)物。

驚人的假說讓人感到奇怪的第三個原因，是我們無法否認(rèn)意志（Will）是自由的這種感

覺。兩個相應(yīng)的問題立刻就會產(chǎn)生：我們能夠發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)為自由意志的事件的神經(jīng)相關(guān)物嗎、

我們的意志并不僅僅表現(xiàn)為自由的嗎？我相信，只要我們首先解決了意識問題（problem of

awareness or consciousness），①再解釋自由意志就會比較容易了。（該問題將在附錄中

用較長篇幅加以討論。）

這一超常的神經(jīng)機(jī)器（machine）是怎樣產(chǎn)生的呢？要理解大腦，非常重要的一點就是

要懂得，大腦是在長期的進(jìn)化過程中自然選擇的最終產(chǎn)物，大腦并非由工程師設(shè)計的，但它

卻能在狹小的空間內(nèi)靠消耗微不足道的能量來完成十分巧妙的工作。由雙親遺傳給我們的基

因經(jīng)歷了千百萬年的進(jìn)化，它受到我們遠(yuǎn)古祖先生活經(jīng)歷的深刻影響。這些基因以及在出生

前由其引導(dǎo)的發(fā)育過程決定了大腦各部位的基本結(jié)構(gòu)。我們已經(jīng)知道，出生時的大腦并非自

紙一張，而是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它的很多部分已經(jīng)各就各位。經(jīng)驗將會不斷調(diào)節(jié)這一大體確

定的裝置，直到它能完成精細(xì)的工作。

進(jìn)化并非是一個徹底的設(shè)計者。確實，正如法國分子生物學(xué)家雅克布（Franccois

Jacob）所說：“進(jìn)化是一個修補(bǔ)匠?！彼饕ㄟ^一系列較小的步驟，根據(jù)從前已有的結(jié)

構(gòu)去構(gòu)造。進(jìn)化又是機(jī)會主義的。只要某一新裝置可以工作，即使工作方式很奇特，進(jìn)化也

會采用它。這就意味著，最有可能被進(jìn)化選上的，是那些較容易地疊加到已有結(jié)構(gòu)上的改變

和改進(jìn)。它的最終設(shè)計不會很徹底，而是一群相互作用的小配件的零散累加。令人奇怪的

是，這種系統(tǒng)比直接針對某項任務(wù)設(shè)計的機(jī)器往往工作得更好。

成熟的大腦是自然和培育的共同產(chǎn)物。從語言方面就很容易認(rèn)識到這一點。只有人類才

具備流利地使用復(fù)雜語言的能力，而與我們有著最近親緣關(guān)系的類人猿，即使經(jīng)過長期的訓(xùn)

練，它的語言也是很貧乏的。而且我們學(xué)得的實際語言也在很大程度上依賴

于我們成長的環(huán)境和生活方式。

還需要說明兩個更具哲學(xué)意味的觀點。首先，大腦的許多行為是“突現(xiàn)”的，即這種行

為并不存在于像一個個神經(jīng)元那樣的各個部分之中。僅僅每個神經(jīng)元的活動是說明不了什么

問題的。只有很多神經(jīng)元的復(fù)雜相互作用才能完成如此神奇的工作。

突現(xiàn)（emergent）一詞具有雙重含義，首先它具有神秘的色彩。這就意味著，突現(xiàn)行為

無論如何（哪怕在原理上）也不能理解為各個分離部分的組合行為，我發(fā)現(xiàn)很難說明這種想

法指的是什么。突現(xiàn)的科學(xué)含義（或者說至少我是這樣使用的）是指如下假設(shè)，即使整體行

為不等同于每一部分的簡單疊加，但這種行為至少在原理上可以根據(jù)每一部分的本性和行為

外加這些部分之間如何相互作用的知識去理解。

一個簡單的例子就是基礎(chǔ)化學(xué)中的有機(jī)化合物，比如苯，苯分子由對稱地排列在一個環(huán)

上的六個碳原子和環(huán)的外側(cè)與每個碳原子相連的氫原子組成。除了質(zhì)量之外，苯分子的其他

特性并非都是十二個原子的簡單疊加。然而，只要了解各部分的相互作用機(jī)制，其化學(xué)反應(yīng)

和光譜吸收等特性都可以計算出來。當(dāng)然，這需要量子力學(xué)告訴我們?nèi)绾稳プ?。奇怪的是?/span>

并沒有人會從“苯分子大于其各部分的總和”的說法中獲得神秘的滿足感。然而卻有很多人

津津樂道于用這樣的方式談?wù)摯竽X。大腦如此復(fù)雜而又因人而異，因此，我們也許永遠(yuǎn)得不

到某個特定大腦如何工作的詳細(xì)知識。但我們至少有希望了解，大腦如何通過很多部分的相

互作用產(chǎn)生復(fù)雜的感覺和行為的普遍原理。

當(dāng)然，也許還有某些重要的過程尚未發(fā)現(xiàn)。但我懷疑，即使我們已經(jīng)知道大腦某個部分

的確切行為，在某些情況下，我們也無法立刻了解對它的解釋。因為其中可能包含了許多尚

未闡明的新的概念和想法。但是我們并不像某些悲觀主義者那樣，認(rèn)為我們的大腦生來就不

能理解這些想法。如果這些困難確實存在，當(dāng)我遇到它們時，我寧愿正視它們。我們具有高

度進(jìn)化和發(fā)達(dá)的大腦，它使我們能夠順利地處理與日常生活緊密關(guān)聯(lián)的很多概念，無論如

何，受過訓(xùn)練的大腦能夠把握許多超越我們?nèi)粘＝?jīng)驗的現(xiàn)象，比如相對論和量子力學(xué)，這些

思想是違反直覺的，但長期的實踐能使受過訓(xùn)練的大腦正確地理解和熟練地處理這些現(xiàn)象。

有關(guān)我們大腦的想法很可能具有同樣的基本特點。初看起來它們似乎很陌生，但經(jīng)過實踐我

們也許能滿懷信心地操縱它們。

無論是大腦的各個組成部分，還是它們之間的相互作用，都沒有明顯的理由說明，我們

無法獲得這些知識。只是由于所涉及過程的極端復(fù)雜性和多樣性，我們的進(jìn)展才如此緩慢。

第二個需要澄清的哲學(xué)難題涉及外部世界的真實性。我們大腦的進(jìn)化結(jié)果主要適宜處理

我們自身以及與周圍世界的相互作用。但這一世界是真實的嗎？這是一個由來已久的哲學(xué)問

題，在這里，我們不想被卷人由此引發(fā)的喋喋不休的爭論之中。我只想陳述一下我自己的研

究假設(shè)：確實存在一個外部世界，它大體上不依賴于我們對它的觀察。我們也許永遠(yuǎn)不能全

面了解這個外部世界，但我們能夠通過我們的感覺和大腦的操作獲得外部世界某些方面的近

似信息。如我們將在下文中看到的那樣，我們不可能意識到我們頭腦中所發(fā)生的一切，我們

只能意識到大腦活動的某些方面。此外，無論是對外部世界本質(zhì)的解釋還是對我們自身內(nèi)省

的解釋，這些過程都可能出現(xiàn)錯誤，我們可能以為，我們知道自己某項活動的動機(jī)，但至少

在某些情況下很容易說明，我們實際上是在欺騙自己。

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①當(dāng)我的妻子奧黛爾（Odile)還是一個小姑娘時，一位年長的愛爾蘭女子給她上宗教教

義課。該老師常把“being”（生物）念成“be-in”。奧黛爾把它聽成了“bean”（蠶

豆）。她對靈魂是脫離軀體的活蠶豆（living bean）的想法著實感到迷惑不解。但她只是

把困惑埋在心頭，并沒有和別人講。

②“神經(jīng)元”（neunron）是神經(jīng)細(xì)胞（nerve cell）的科學(xué)術(shù)語。

①這個想法并不新奇，在霍勒斯.巴洛（Horace Barlow）的著名論文中就有特別明確的

表述。

（1）主要的例外是放射性：一個原子變?yōu)榱硪粋€原子的罕見情況，這在星星、原子反

應(yīng)堆、原子彈、輻射礦的原子（這很少被注意）以及在實驗室特殊設(shè)計的實驗中會發(fā)生。輻

射可以產(chǎn)生DNA（遺傳物質(zhì)）突變，因而不能完全忽略，但它不大可能是我們大腦行為的重

要的基本過程。

②加拿大哲學(xué)家保羅和帕待麗夏·丘奇蘭德（Paul and Patricia Churchland,現(xiàn)在加

利福尼亞州大學(xué)圣迭戈分校）已經(jīng)非常圓滿地回答了那些反對還原論的觀點。參見有關(guān)參考

文獻(xiàn)和閱讀材料。

①我有時交替使用Awareness和Consciousness兩個術(shù)語。對于Consciousness的某些

特殊方面，我更傾向了使用Awareness(如Visual Awareness）。某些哲學(xué)家認(rèn)為這兩個詞

具有嚴(yán)格的區(qū)別，但對如何區(qū)分卻沒有一致的看法，我承認(rèn)，在日常談話中，當(dāng)我想使人有

些吃驚時，我用“Consciousness”，否則，就用“Awareness”。

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第二章　意識的本質(zhì)

“在任何一個領(lǐng)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)最神奇的東西，然后去研究它。”

——惠勒（John Archibald Wheeler)

要研究意識問題，首先就要知道哪些東西需要我們?nèi)ソ忉尅．?dāng)然，我們大體上都知道什

么是意識。但遺憾的是，僅僅如此是不夠的。心理學(xué)家常向我們表明，有關(guān)心理活動的常識

可能把我們引入歧途，顯然，第一步就是要弄清楚多年來心理學(xué)家所認(rèn)定的意識的本質(zhì)特

征。當(dāng)然，他們的觀點未必完全正確，但至少他們對此問題的某些想法將為我們提供一個出

發(fā)點。

既然意識問題是如此重要和神秘，人們自然會期望，心理學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家就應(yīng)該把主

要精力花在研究意識上。但事實遠(yuǎn)非如此。大多數(shù)現(xiàn)代心理學(xué)家都回避提及這一問題，盡管

他們的許多研究都涉及意識。而大多數(shù)現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)家則完全忽略這一問題。

情況也并非總是這樣。大約在19世紀(jì)后期，當(dāng)心理學(xué)開始成為一門實驗科學(xué)的時候，

就有許多人對意識問題懷有極大的興趣。盡管這個詞的確切含義當(dāng)時還不太清楚。那時研究

意識的主要方法就是進(jìn)行詳細(xì)的、系統(tǒng)的內(nèi)省，尤其是在德國。人們希望，在內(nèi)省成為一項

可靠的技術(shù)之前，通過對它的精心改進(jìn)而使心理學(xué)變得更加科學(xué)。

美國心理學(xué)家威廉·詹姆斯（William James）（與小說家亨利·詹姆斯是兄弟）較詳

盡地討論了意識問題，在他1890年首次出版的巨著《心理學(xué)原理》一書中，他描述了被他

稱為“思想”（thought）的五種特性。他寫道，每一個思想都是個人意識的一部分。思想

總是在變化之中，在感覺上是連續(xù)的，并且似乎可以處理與自身無關(guān)的問題。另外思想可以

集中到某些物體而移開其他物體。換句話說，它涉及注意。關(guān)于注意，他寫下了這樣一段經(jīng)

常被人引用的話：“每個人都知道注意是什么，它以清晰和鮮明的方式，利用意向從若干個

同時可能出現(xiàn)的物體或一系列思想中選取其中的一個……這意味著舍掉某些東西以便更有效

地處理另外一些。”

在19世紀(jì)，我們還可以發(fā)現(xiàn)意識與記憶緊密聯(lián)系的想法；詹姆斯曾引用法國人查爾

斯·理遲特（Charles Richet）1884年的一段話：“片刻的苦痛微不足道，對我而言，我

寧愿忍受疼痛，哪怕它是劇烈的，只要它持續(xù)的時間很短，而且，在疼痛過去之后，永遠(yuǎn)不

再出現(xiàn)并永遠(yuǎn)從記憶中消失?！?/span>

并非腦的全部操作都是有意識的。許多心理學(xué)家相信，存在某些下意識或潛意識的過

程。例如，19世紀(jì)德國物理學(xué)家和生理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermann von

HelmholtZ）在談到知覺時就經(jīng)常使用“無意識推論”這種術(shù)語，他想借此說明，在邏輯結(jié)

構(gòu)上，知覺與通常推論所表達(dá)的含義類似，但基本上又是無意識的。

20世紀(jì)初期，前意識和無意識的概念變得非常流行，特別是在文學(xué)界。這主要是因為

弗洛伊德（Freud)、榮格（Jung）及其合作者給文學(xué)賦予了某種性的情趣。按現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)

看，弗洛伊德不能算作科學(xué)家，而應(yīng)該被視為既有許多新思想、又有許多優(yōu)秀著作的醫(yī)生。

正因為如此，他成為精神分析學(xué)派的奠基人。

早在一百年前，三個基本的觀點就已經(jīng)盛行：

1．并非大腦的全部操作都與意識有關(guān)。

2．意識涉及某種形式的記憶，可能是汲短時的記憶。

3．意識與注意有密切的關(guān)系。

但不幸的是，在心理學(xué)研究中興起了一場運(yùn)動，它否定意識的應(yīng)用價值，把它看成是一

個純心理學(xué)概念，這部分原因是由于涉及內(nèi)省的實驗不再是研究的主流，另一方面，人們希

望通過研究行為，特別是動物的行為，使心理學(xué)研究更具科學(xué)性。因為，對實驗者而言，行

為實驗具有確定的觀察結(jié)果。這就是行為主義運(yùn)動，它回避談?wù)摼袷录Ｒ磺行袨槎急仨?/span>

用刺激和反應(yīng)去解釋。

約翰。沃森（John B.Watson）等人在第一次世界大戰(zhàn)前發(fā)起的這場行為主義運(yùn)動，在

美國盛行一時，并且由于以斯金納（B.F.Skinner）為代表的許多著名鼓吹者的影響，該運(yùn)

動在三四十年代達(dá)到頂峰。盡管在歐洲還存在以格式塔（Gestalt）為代表的心理學(xué)派，但

至少在美國，直至50年代后期和60年代認(rèn)知心理學(xué)成為受科學(xué)界尊重的學(xué)科之前，心理學(xué)

家從不談?wù)摼袷录Ｔ诖酥螅庞锌赡苋パ芯恳曈X意象，并且在原來用于描述數(shù)字計算

機(jī)行為的概念基礎(chǔ)之上，提出各種精神過程的心理學(xué)模型。即便如此，意識還是很少被人提

及，也很少有人去嘗試區(qū)分腦內(nèi)的有意識和無意識活動。

神經(jīng)科學(xué)家在研究實驗動物的大腦時也是如此，神經(jīng)解剖學(xué)幾乎都是研究死亡后的動物

（包括人類），而神經(jīng)生理學(xué)家大都只研究麻醉后喪失意識的動物，此時受試對象已不可能

具有任何痛苦的感覺了。特別是本世紀(jì)50年代后期，戴維·休伯（David Hube1）和托斯

滕·威塞爾（Torsten Wiesel）作出劃時代的發(fā)現(xiàn)以后，情況更是如此。他們曾發(fā)現(xiàn)，麻醉

后的貓大腦視皮層上的神經(jīng)細(xì)胞，對人射到其眼內(nèi)的光照模式呈現(xiàn)一系列有趣的反應(yīng)特性。

盡管腦電波顯示，此時貓?zhí)幱谒叨乔逍训臓顟B(tài)。由于這一發(fā)現(xiàn)及其后的工作，他們獲得

了1981年諾貝爾獎。

要研究清醒狀態(tài)下動物腦神經(jīng)反應(yīng)的特性，是一件更加困難的事情（此時不僅需要約束

頭部運(yùn)動，還要禁止眼動或詳細(xì)記錄眼動）。因此，很少有人做比較同一個大腦細(xì)胞在清醒

和睡眠兩種狀態(tài)下，對同一視覺信號的反應(yīng)特性的實驗，傳統(tǒng)的神經(jīng)科學(xué)家回避意識問題，

這不僅僅是因為實驗上的困難，還因為他們認(rèn)為這一問題太具哲學(xué)味道，很難通過實驗加以

觀測。一個神經(jīng)科學(xué)家要想專門去研究意識問題，很難獲得資助。

生理學(xué)家們至今還不大關(guān)心意識問題，但在近幾年，某些心理學(xué)家開始涉及這一問題，

我將簡述一下他們中的三個人的觀點。他們的共同點，就是忽視神經(jīng)細(xì)胞或者說對它們?nèi)鄙?/span>

興趣。相反，他們主要想用標(biāo)準(zhǔn)的心理學(xué)方法對理解意識作出貢獻(xiàn)。他們把大腦視為一個不

透明的“黑箱”，我們只知道它的各種輸入（如感覺輸入）所產(chǎn)生的輸出（它產(chǎn)生的行

為）。他們根據(jù)對精神的常識性了解和某些一般性概念建立模型。該模型使用工程和計算術(shù)

語表達(dá)精神。上述三個作者也許會標(biāo)榜自己是認(rèn)知科學(xué)家。

現(xiàn)任普林斯頓大學(xué)心理系教授的菲力普·約翰遜-萊爾德（Philip Johnson-Laird）是

一位杰出的英國認(rèn)知心理學(xué)家。他主要的興趣是研究語言，特別是字、語句和段落的意義。

這是僅人類才有的問題，萊爾德不大注意大腦是不足為奇的。因為我們有關(guān)靈長類大腦的主

要信息是從猴子身上獲得的，而它們并沒有真正的語言，他的兩部著作《心理模型》

（Mental Models）和《計算機(jī)與思維》（The COmputer and the 肋M(jìn)ind）著眼點是放在

怎樣描述精神的問題（大腦的活動）以及現(xiàn)代計算機(jī)與這一描述的關(guān)系。他強(qiáng)調(diào)指出，大腦

具有高度并行的機(jī)制（即數(shù)以萬計的過程可以同時進(jìn)行），但它做的多數(shù)工作我們是意識不

到的。①

約翰遜-萊爾德確信，任何一臺計算機(jī)，特別是高度并行的計算機(jī)，必須有一個操作系

統(tǒng)用以控制（即使不是徹底的控制）其余部分的工作，他認(rèn)為，操作系統(tǒng)的工作與位于腦的

高級部位的意識之間存在著緊密的聯(lián)系。

布蘭迪斯大學(xué)（Brandeis University）語言學(xué)和認(rèn)知學(xué)教授雷·杰肯道夫（Rav

Jackendoff）是一位著名的美國認(rèn)知科學(xué)家。他對語言和音樂具有特殊的興趣。與大多數(shù)認(rèn)

知科學(xué)家類似，他認(rèn)為最好把腦視為一個信息加工系統(tǒng)。但與大多數(shù)科學(xué)家不同的是，他把

“意識是怎樣產(chǎn)生的”看作是心理學(xué)的一個最基本的問題。

他的意識的中間層次理論（Intermediate-Level Theory of Consciousness）認(rèn)為，意

識既不是來自未經(jīng)加工的知覺單元，也不是來自高層的思想，而是來自介于最低的周邊（類

似于感覺）和最高的中樞（類似于思想）之間的一種表達(dá)層次。他恰當(dāng)?shù)赝怀隽诉@個十分新

穎的觀點。

與約翰遜-萊爾德類似，杰肯道夫在很大程度上也受到腦和現(xiàn)代計算機(jī)之間類比的影

響。他指出，這種類比可以帶來某些直接的好處，比如，計算機(jī)中存儲了大量信息，但在某

一時刻，只有一小部分信息處于活動狀態(tài)。大腦中亦是如此、

然而，并非大腦的全部活動都是有意識的。因此，他不僅僅在腦和思維之間，而且在腦

（計算思維）與所謂的“現(xiàn)象學(xué)思維”（大體指我們所能意識到的）之間作了嚴(yán)格的區(qū)分。

他同意萊爾德的觀點，我們意識到的只是計算的結(jié)果，而非計算本身。①

他還認(rèn)為，意識與短時記憶之間存在緊密的聯(lián)系。他所說的“意識需要短時記憶的內(nèi)容

來支持”這句話就表達(dá)了這樣一種觀點。但還應(yīng)補(bǔ)充的是，短時記憶涉及快速過程，而慢變

化過程沒有直接的現(xiàn)象學(xué)效應(yīng)。

談到注意時他認(rèn)為，注意的計算效果就是使被注意的材料經(jīng)歷更加深入和細(xì)致的加工。

他認(rèn)為這樣就可以解釋為何注意容量如此有限。

杰肯道夫與約翰遜-萊爾德都是功能主義者。正如在編寫計算機(jī)程序時并不需要了解計

算機(jī)的實際布線情況一樣，功能主義者在研究大腦的信息加工和大腦對這些信息執(zhí)行的計算

過程時，并沒有考慮到這些過程的神經(jīng)生物學(xué)實現(xiàn)機(jī)制。他們認(rèn)為，這種考慮是無關(guān)緊要

的，至少目前為時過早。①

然而，在試圖揭示像大腦這樣一個極端復(fù)雜的裝置的工作方式時，這種態(tài)度并沒有什么

好處。為什么不打開黑箱去觀察其中各單元的行為呢？處理一個復(fù)雜問題時，把一只手捆在

背后是不明智的。一旦我們了解了大腦工作的某些細(xì)節(jié)，功能主義者關(guān)心的高層次描述就會

成為考慮大腦整體行為的有用方法。這種想法的正確性可以用由低水平的細(xì)胞和分子所獲得

的詳細(xì)資料精確地加以檢驗。高水平的嘗試性描述應(yīng)當(dāng)被看作是幫助我們闡明大腦的復(fù)雜操

作的初步向?qū)А?/span>

加利福尼亞州伯克利的賴特研究所的伯納德·巴爾斯（BernardJ．Baars）教授寫了

《意識的認(rèn)知理論》一書，雖然巴爾斯也是一位認(rèn)知科學(xué)家，但與杰肯道夫或約翰遜-萊爾

德相比，他更關(guān)心人的大腦。

他把自己的基本思想稱為全局工作空間（GlObal Workspace）。他認(rèn)為，在任一時刻存

在于這一工作空間內(nèi)的信息都是意識的內(nèi)容。作為中央信息交換的工作空間，它與許多無意

識的接收處理器相聯(lián)系。這些專門的處理器只在自己的領(lǐng)域之內(nèi)具有高效率。此外，它們還

可以通過協(xié)作和競爭獲得工作空間。巴爾斯以若干種方式改進(jìn)了這一模型。例如，接收處理

器可以通過相互作用減小不確定性，直到它們符合一個唯一有效的解釋。（l）

廣義上講，他認(rèn)為意識是極為活躍的，而且注意控制機(jī)制可進(jìn)入意識。我們意識到的是

短時記憶的某些項目而非全部。

這三位認(rèn)知理論家對意識的屬性大致達(dá)成了三點共識。他們都同意并非大腦的全部活動

都直接與意識有關(guān)，而且意識是一個主動的過程；他們都認(rèn)為意識過程有注意和某種形式的

短時記憶參與；他們大概也同意，意識中的信息既能夠進(jìn)入到長時情景記憶（long-term

episodic memory）中，也能進(jìn)入運(yùn)動神經(jīng)系統(tǒng)（motor system）的高層計劃水平，以便控

制隨意運(yùn)動。除此之外，他們的想法存在著這樣那樣的分歧。

讓我們把這三點想法銘記在心，并將它們與我們?nèi)找嬖鲩L的腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和活動

的知識結(jié)合起來，看看這樣的研究方法能夠得到什么結(jié)果。

我自己的大多數(shù)想法是在與我的年輕同事加州理工學(xué)院計算與神經(jīng)系統(tǒng)副教授克里斯托

弗·科赫（Christof Koch）的合作研究中形成的。科赫與我相識于80年代初，當(dāng)時他還是

托馬索·波吉奧（Tomaso Poggio）在蒂賓根（Tubingen，德國城市）的研究生。我們的探

索在本質(zhì)上是科學(xué)的。②我們認(rèn)為，泛泛的哲學(xué)爭論無助于解決意識問題。真正需要的是提

出有希望解決這些問題的新的實驗方法。為了做到這一點，我們還需要一個嘗試性的思想體

系，它隨著我們工作的進(jìn)展不斷加以改進(jìn)和揚(yáng)棄。一個科學(xué)方法的特點應(yīng)是不試圖建立包羅

萬象的理論，從而一下子解釋意識問題的所有方面。也不能把研究的重點放在語言上，因為

只有人類才有語言。而是應(yīng)選擇在當(dāng)時看來對研究意識最有利的系統(tǒng)，并從盡可能多的方面

加以研究，正如在戰(zhàn)爭中，通常并不采取全面進(jìn)攻，而是往往找出最薄弱的一點，集中力量

加以突破。

我們作出了兩條基本假設(shè)。第一條就是我們需要對某件事情作出科學(xué)解釋。盡管對哪些

過程能夠意識到還可能有爭議，但大家基

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