去年10月的一次物理大會(huì)上，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 David Gross 列舉了科學(xué)領(lǐng)域 25 個(gè)他認(rèn)為物理學(xué)可能幫助解決的問題。除了有關(guān)黑洞以及暗物質(zhì)和暗能量這些傳統(tǒng)物理領(lǐng)域的問題外，有些問題已經(jīng)超出了物理的范圍，冒險(xiǎn)進(jìn)入了原本屬于生命科學(xué)的領(lǐng)地。
這些問題當(dāng)中有一個(gè)就是關(guān)于人類意識(shí)（human consciousness）的。
他想知道科學(xué)家是否能夠測(cè)量嬰兒的初始意識(shí)，并推測(cè)意識(shí)可能跟物理學(xué)中的“相變”-- 物質(zhì)的一種由某些微觀變化所引起的突然而急劇的大規(guī)模轉(zhuǎn)變 -- 類似。當(dāng)溫度降至某個(gè)臨界溫度以下，某些金屬會(huì)突然失去電阻，出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，這就是相變的一個(gè)例子。
在最近的一次電郵采訪當(dāng)中，Gross 說，他認(rèn)為意識(shí)可能有許多不同的層次，但是他相信語言能力是人類區(qū)別于動(dòng)物的一個(gè)關(guān)鍵因素。
Gross 并不是唯一一個(gè)對(duì)人類意識(shí)有想法的物理學(xué)家。
超越神秘主義
牛津大學(xué)著名的數(shù)學(xué)物理學(xué)家 Roger Penrose 相信，如果一種“萬物之理（theory of everything）”的物理理論最終被發(fā)展出來用于解釋宇宙中所有已知的現(xiàn)象，那么它至少能夠部分地解釋意識(shí)問題。
Penrose 同時(shí)也相信量子力學(xué)，這個(gè)在亞原子層次主宰世界的物理規(guī)律，可能在意識(shí)中扮演重要角色。
還在不久以前，意識(shí)還被認(rèn)為太抽象，太主觀或者太難以致不能科學(xué)地進(jìn)行研究。但是近年來，它成為生物學(xué)最熱門的新領(lǐng)域之一，就像弦論之于物理學(xué)，或像尋找地球外生命之于天文學(xué)。
意識(shí)不再是哲學(xué)家和神秘主義學(xué)者研究的專屬領(lǐng)地，它現(xiàn)在吸引著來自不同領(lǐng)域的科學(xué)家，這些領(lǐng)域似乎都有自己關(guān)于意識(shí)是什么和大腦如何產(chǎn)生意識(shí)這類問題的理論。
在許多宗教學(xué)說中，意識(shí)跟古代靈魂（soul）的概念緊密聯(lián)系在一起，這些觀念認(rèn)為我們每個(gè)人都有一個(gè)精神本源，它不會(huì)死亡，甚至可能在你出生之前就已存在。人們相信靈魂使我們產(chǎn)生思想和感覺，使我們能夠記憶和推理。
我們的人格，個(gè)性和人性都被認(rèn)為起源于靈魂。
現(xiàn)在，這些通常都?xì)w之于大腦中的生理過程，但是究竟數(shù)以萬億計(jì)的大腦神經(jīng)元之間的化學(xué)和電信號(hào)如何轉(zhuǎn)化成思想、情感和自我意識(shí)，依然是個(gè)謎。
“幾乎每個(gè)人都同意大腦中的某種東西和意識(shí)之間存在強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)，”澳大利亞國(guó)立大學(xué)意識(shí)研究中心的主管，哲學(xué)家 David Chalmers 說。“問題在于我們?nèi)绾谓忉尅Ｎ覀兿胫赖牟粌H僅是關(guān)聯(lián)，我們想要解釋 -- 大腦過程如何產(chǎn)生意識(shí)，為什么產(chǎn)生意識(shí)？這才是神秘之處。”
接受就好了
Chalmers 以區(qū)分意識(shí)研究中的“容易”問題和“困難”問題為大家所熟知。
容易問題是指研究與意識(shí)相關(guān)的功能和行為，它包括以下這類問題：感知（perception）是如何發(fā)生的？大腦如何將感官信息組合起來產(chǎn)生體驗(yàn)的連續(xù)性錯(cuò)覺？
“我稱之為容易問題，并不是它們不重要，而是因?yàn)樗鼈兡軌蛴谜J(rèn)知科學(xué)（cognitive sciences）標(biāo)準(zhǔn)方法來研究，”Chalmers 說。
Chalmers 稱主觀體驗(yàn)（subjective experience）的問題為困難問題。
“人們有不同類型的體驗(yàn) -- 不同性質(zhì)的體驗(yàn) -- 當(dāng)你看到紅色，看到綠色，聽到中央C音，或者品嘗巧克力時(shí)，”Chalmers 告訴 LiveScience。“只要你有意識(shí)，只要你有主觀體驗(yàn)，總會(huì)感覺到一些東西。”
根據(jù) Chalmers 的觀點(diǎn)，意識(shí)的主觀性阻止其通過更簡(jiǎn)單的要素來理解它，而這種還原論方法在其他科學(xué)領(lǐng)域獲得了極大的成功。他相信，不像物理世界中的大部分對(duì)象，能夠分解成單個(gè)原子，也不像生物體，可以分解成細(xì)胞，意識(shí)是宇宙中一個(gè)不可還原的部分，就像空間、時(shí)間和質(zhì)量等概念。
“這些對(duì)象無需發(fā)展，”Chalmers 說，“它們從來就是屬于我們這個(gè)世界的基本構(gòu)成部分。”
Chalmers 認(rèn)為，不要試圖將意識(shí)還原成其他組成要素，應(yīng)該簡(jiǎn)單對(duì)待意識(shí)，就像對(duì)待物理學(xué)中的空間、時(shí)間和質(zhì)量一樣。根據(jù)這樣一種觀點(diǎn)，意識(shí)的理論不應(yīng)該去解釋意識(shí)是什么或者意識(shí)如何產(chǎn)生這類問題；而應(yīng)該解釋意識(shí)和世界中其他對(duì)象之間的關(guān)系。
但是，并非所有人都信服這一個(gè)觀點(diǎn)。
幫助不大
“這種觀點(diǎn)對(duì)我們幫助不大。”牛津大學(xué)藥理學(xué)教授 Susan Greenfield 說。
“你做不了什么，”Greenfield 指出。“這是一種終極說辭，因?yàn)楦鶕?jù)這一觀點(diǎn)你還可能做些什么呢？你不能證明它也不能證偽它，而且無從檢驗(yàn)。它不提供解釋，或者啟發(fā)，也回答不了為什么人們感受到他們所感受的。”
Greendfield 關(guān)于意識(shí)的理論受她研究藥物和精神疾病的經(jīng)歷的影響。一些科學(xué)家，比如最著名的有近期的 Francis Crick，他是 DNA 結(jié)構(gòu)的共同發(fā)現(xiàn)者，和他的同事加州理工計(jì)算和神經(jīng)系統(tǒng)教授 Christof Koch ，他們相信，不同的意識(shí)，比如說視覺感知，由不同的神經(jīng)元產(chǎn)生。跟他們的觀點(diǎn)不同，Greenfied 認(rèn)為，意識(shí)由大批非特定的散布在整個(gè)大腦的神經(jīng)元產(chǎn)生。
Greenfield 的理論重要之處在于區(qū)分了“意識(shí)（consciousness）”和“精神（mind）”。她說她的許多同事都交替使用這兩個(gè)術(shù)語，但是她認(rèn)為它們是兩個(gè)完全不同的概念。
“人們說到精神錯(cuò)亂或者精神遭受打擊或者精神不正常，這些都不意味著意識(shí)喪失，”Greenfield 在電話采訪中說。“同樣的，當(dāng)你喪失意識(shí)，當(dāng)你晚上睡覺或者當(dāng)你被麻醉，你并不認(rèn)為自己精神錯(cuò)亂了。”
就像水的濕度
根據(jù) Greenfield 的觀點(diǎn)，精神由神經(jīng)元之間的生理連接組成。這些連接緩慢地演化，并且受過去的體驗(yàn)影響，因此每個(gè)人的大腦都是獨(dú)一無二的。
但是，Greenfield 相信，跟精神直接源于神經(jīng)元之間的生理連接不同的是，意識(shí)是大腦的一種突現(xiàn)性質(zhì)（emergent property），類似于“濕度”之于水或者“透明性”之于玻璃，這兩種性質(zhì)都是大量單個(gè)分子作用的結(jié)果，進(jìn)一步說，是從大量單個(gè)分子行為中突然出現(xiàn)的。
根據(jù) Greenfield 的觀點(diǎn)，當(dāng)某種刺激 -- 要么來自外部，比如一件聳人聽聞的事件，要么來自內(nèi)部，比如一種想法或者記憶 -- 在大腦中觸發(fā)了一個(gè)連鎖反應(yīng)，意識(shí)體驗(yàn)就產(chǎn)生了。就像地震一般，每次意識(shí)體驗(yàn)都有一個(gè)震中，震動(dòng)波紋從震中通過大腦向外傳播，所經(jīng)之處不斷觸發(fā)新的神經(jīng)元。
在 Greenfield 的理論中精神和意識(shí)是有聯(lián)系的，因?yàn)橐庾R(shí)體驗(yàn)的強(qiáng)度由精神和已經(jīng)存在的神經(jīng)元連接強(qiáng)度所確定的，這些連接來自于過去的體驗(yàn)。
意識(shí)的神秘和誘人之處在于科學(xué)家并不知道將會(huì)從最終答案中獲得什么。
“如果我告訴你已經(jīng)解決了這個(gè)難題，你可能猜不到答案究竟是一個(gè)公式，一個(gè)模型，一種生理感覺或者是一種藥物，”Greenfield 說，“我本該給你什么答案呢？”