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尽管本书在一些适当的地方，会不可避免地涉及哲学、心理学、神经科学和物理学的新近研究成果或相关内容，但它绝不仅仅是对意识研究领域所做的一个详尽的综述。遗憾的是，由于我们加入了更多真实的实验，相比《大脑的隐秘生活》，本书不可避免地有些偏技术性。当然，为了尽可能地帮助一般读者顺畅地阅读本书，我将专业读者可能希望读到的这类内容放在了注释中。
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本书的主旨在于倡导一种对意识的跨学科研究方法，这一方法的核心假设是，神经元集合可以提供一种描述框架，这种描述框架应该能够让我们将现象学术语和生理学术语对应起来。因此，关于不同主观心理状态最具有代表性的例子似乎不是某些人认为的实验情境，而是那些我们每个人都非常熟悉的事物：典型的一天中的不同阶段。我们的计划是通过经历生活中一个个“跌宕起伏”的事件——醒来、吃饭、工作、玩耍、遭遇困难以及做梦等——来看一下我们何以可能在大脑中（更确切地说是在神经元集合中），将特定的主观状态与一种截然相异的对客观事件的量化描述建立联系。
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由于《大脑的一天》这本书的大部分内容都来自我们正在编写或已经发表的，使用了光学成像技术的文章，因此我想在此感谢那些在这个项目上工作了数年的小组成员，以及我们所引用的出版物的联合作者。此外，我想特别感谢一位新近的研究者斯科特·巴丹（Scott Badin），他极大地提高了我们对神经元集合研究的精确度，他的工作成果在本书中自始至终发挥着重要的作用。另外，我也想特别感谢弗朗西斯科·法玛尼（Francesco Fermani）博士，他是一位理论物理学家。我们三人以酒会友，共同度过了许多个愉快的夜晚。法玛尼博士试图在经验数据之上建立数学模型，我将在本书的最后一章中对此进行描述。最后，我想特别感谢伊恩·德文希尔（Ian Devonshire）博士，他开发出活体大脑光学成像，让我们不再仅仅是从切片中观察大脑，而且他对本书的成书做出了不可估量的贡献。他参与了本书的事实查证和编辑，以及确保参考文献具有时效性和一定的代表性。
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本书得以成书，还多亏了企鹅出版社编辑们的鼎力相助。史蒂芬·麦格拉斯（Stefan McGrath）最初委托我创作这本书，劳拉·斯蒂克尼（Laura Stickney）则不辞辛劳地阅读了一版又一版的草稿，最终由萨拉·戴（Sarah Day）出色地完成了编辑工作。最后，我要一如既往地感谢我的经纪人卡罗琳·米歇尔（Caroline Michel），感谢她一贯的热情和友善。有些人来不及具体说明，但同样功不可没，我也要感谢他们对本书所做的贡献：约翰·施坦因（John Stein）教授、克莱夫·科恩（Clive Coen）教授以及查理·摩根（Charlie Morgan）先生，他们提供了无尽的智力挑战和严厉的爱。我的母亲朵蕾丝（Dorice）现在自己也是一名作者，她在我身上更是倾注了无条件的爱。最后，让我们回到我父亲这里，是他给了我和我弟弟真正的好奇心和勇气来探索这些重大的问题。无论父亲在哪里，我相信他一定知道我有多么感念他。
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苏珊·格林菲尔德
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牛津，2016年3月27日
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大脑的一天 第一章 在黑暗中
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一、迄今为止的故事
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现在是清晨，外面的世界依旧漆黑一片。你的心率降至每秒跳动一下，血压也降到此后15个小时中的最低点。你的呼吸减缓为每分钟12次，血糖也跌至低谷。你的膀胱和肠道在逐渐充盈，但还不足以鼓胀到干扰睡眠。尽管你所有器官精巧的生理功能在无休止地工作着，但很显然，你还处于睡梦中。在这种状态下，你的大脑甚至全身都在某种程度上是暂时封闭的，处于一个私密的内部世界中，这个内部世界正是当今科学界最大的挑战之一。但在那随时可能嗡嗡作响的闹钟响起之前，这片特殊的领地将完完全全地属于你一个人。无论你与他人多么亲近，无论你的表达多么清晰、充满诗意、悦耳动听抑或富有同情心，你都无法将自己最直接的主观体验与他人分享。而就在此刻，以及此后一段时间内，你如同死去一般沉睡，对世界毫无知觉。
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如果没有意识，活着便与死去毫无二致。正是意识状态让生活值得一过。但什么是意识？这种无形无质的内在之物究竟是什么？意识对于我们来说既难以理解又如此熟悉，以至于我们每天都将其视为理所应当。几百年来，我们的先辈一直试图定义意识并理解如何才能最好地掌控意识。在过去的四五十年中，随着神经科学的崛起以及人们对大脑认识的急剧增长，这一议题受到了前所未有的高度关注。在事实与洞见的大量积累下，一个日益引人注目的问题是：在你的大脑中，个人主观体验是如何转变为喷薄而出的化学物质和电信号的？以及相反的过程是如何进行的？当谈到诸如时空穿梭或永动机等其他雄心勃勃的科学探索时，想最终实现这些可能性或许要违反物理定律，但至少在假设上如果有某个天才发明家将解决方案摆在你面前，你马上能认出它来。那么对于我们称之为意识的主观体验，什么东西能切实向你证明，一些科学家、哲学家甚至科幻小说家提出的是完整可靠的洞见呢？
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刚刚得到这个发现的人，会挥舞着一张大脑扫描图，或是对着一个数学公式拍手叫好吗？这些所谓的解答无论多么精巧，都没有任何说服力，因为它们无法解释我们客观观察到的事件如何转变为对独特个人经历的第一手感觉。然而，一种主观的视角以某种方式在大脑和身体中产生了，我们几乎可以说这是“用魔法召唤来的”，但迄今为止，没有人能对这种显而易见的奇迹是如何发生的给出任何令人信服的答案，有的只是假设。这一问题不仅对于科学家来说是最深刻的奥秘、最持久的难题，对于每一个思考它的人来说也是如此。你家卧室窗外的茫茫黑夜，相比知识领域内使意识概念进入无解死胡同的昏昧不明，简直是小巫见大巫。
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早在20世纪80年代中期，哲学家苏珊·赫尔利和我想到一个不错的主意，邀请神经科学家和哲学家在牛津大学举办系列研讨会，从不同方面探讨心灵和大脑。不出所料，我们在理解哪些大脑过程可能代表意识本身这一问题上没有取得什么进展，1 最重要的原因可能是无论神经科学还是哲学，对于应该从哪里着手没有明确的共识；两门学科没有共同的开放性假设。尽管如此，研讨会却着实提出了一个让两门学科都感到十分头疼的问题：如何用一种客观的方式来探索主观现象。除此之外，我们还发现围绕更审慎、更具体的问题可以产生富有成果的跨学科辩论，例如机器是否会有意识，意识进化的动力是什么，以及语言对思维有何影响。
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即便如此，通过展示大脑由于物理损伤产生的变化是如何与个体主观体验的变化相匹配或相关联的，神经科学已经开始向古老过时的大脑——心灵二元论、精神——身体二元论发起挑战。用一位与会哲学家保罗·希布莱特（Paul Seabright）的话来讲：“记忆是不亚于分子的物理实体，是物理世界中的一部分，但我们可以通过物理学以外的名称识别它们。”
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自从伟大的哲学家笛卡尔于17世纪首次将具有意识的心灵和生物性大脑相区别以来，主观性和客观性之间的冲突似乎就变得不可调和了。人们在现实生活中是以第一人称视角获得对现实的瞬时体验，而科学实验研究的特点则是以第三人称视角获取信息。这二者之间的差异所造成的概念上的鸿沟是难以跨越的。当我们将人类或其他动物描述为具有“知觉体验”或“意识状态”时，我们所谈论的是那些将生物和非生物区别开来的最基本的特征。一块石头并不“关于”其他的事物，石头本身也没有主观属性，但某个人的知觉则“关于”他看到的（或体验到的）事物，因此具有主观属性，就好比我们是如何看见红色的。当我们以第一人称视角来观察世界时，这些特点对我们来说是显而易见的。然而当我们站在客观科学的角度以第三人称视角来看待它们时，我们会发现这其中存在一些困难。当我们谈到大脑的状态时，我们可以将其简化为神经元放电和脉冲式地释放强效的神经递质，但我们却很难知道这些剧烈的神经生物活动是如何与那些我们在每天的生活中体验到的、习以为常的意识特征相联系的，例如品尝巧克力在你口中慢慢融化，感受阳光照耀在你的脸上，听海浪的咆哮声。本书将带你踏上一段探索大脑内部生理活动的神奇之旅，在这段旅途中，你将看到当我们品尝食物时，小酌后微醺时，做梦时，出门散步时，又或是在办公室坐了一整天时，我们的大脑中会发生哪些生理活动。
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在一天中的不同时间段里，多种多样的因素会不断地使大脑进入一系列不同的状态，这是大量的脑细胞在极短的时间里共同工作发挥的作用。“神经元集合”是强有力的大脑进程，然而这种进程目前仍是相对未知的，对其研究不足。我们将一起看一看这些短暂而规模庞大的神经连接——神经元集合——是如何与我们对不同水平和不同状态的意识所产生的体验相对应的，以及它们是如何像罗塞塔石碑一样起作用的（古埃及人在罗塞塔石碑上分别用三种文字刻了一部法典，因此这一著名的历史遗物就给了我们揭开埃及象形文字之谜的钥匙）。神经元集合通过将这些头脑中的新奇事件与不同种类的意识状态进行匹配，来达到一个一致的目的——让我们能够把一种“语言”（主观个人体验）转译成另一种“语言”（客观神经科学），反之亦然。毕竟，毫无疑问，任何对意识的所谓“科学的”解释都必须同等重视个人的主观体验。
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科学家团体并不那么乐于接受主观性是对意识的理解的核心这一基本假设，因为实证研究方法是极度客观和中立的。有人曾一度将对意识的研究描绘为一种阻碍职业生涯的行为，这一点儿也不奇怪。对于大多数因循守旧的人来说，对“非科学”的恐惧阻碍了他们对这一主题的进一步探索。“科学的”这一形容词，经常为各种各样的词语打上受人追捧的认证标签，尤其是“证据”一词，却很少能有人对其给出定义。我只想说，最重要的是科学家通常只报告研究结果中的客观发现——两名或多名研究者用同样的方法，在同样的条件下分别进行测量，并最终得出一致的结果。然而，这恰恰是我们用常规的科学方法对意识进行研究时往往会感到非常棘手的原因，因为那些自诩为研究者的人必须首先承认，意识最基本的特征就是主观性。即使是那些敢于在这一领域进行工作的神经科学家——令人高兴的是，这个群体虽然目前人数很少，但在不断增长——也常常忽视个体主观状态的差异。我们反而将关注点放在我们早已熟悉的脑功能，以及那些我们便于测量的、早已明确的过程和效果之上，当然这也是情有可原的。
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二、梳理不同的术语
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即使还没从衣架上取下你的实验服，你已经开始为如何定义“意识”的问题而发愁了。我们究竟要解决什么问题？用诸如“觉醒”、“认识”等显而易见的同义词进行替换并不能帮我们解决这一问题。这些备选项在任何情况下都无法令人满意，因为它们强调的是对外部世界的一种更加普遍而被动的反应，而我们更典型的状态是对外界具有不断变化的体验，以及对这种体验所产生的个体化的、独一无二的领会。想要澄清我们的意思，难点在于我们采用了一种最简单的策略来对事物进行定义。例如你可以说“飞翔就是我们在对抗重力”，但严格来说，意识到底是指我们在做什么呢？你不必做任何事，可以仅仅闭着眼睛安静地平躺着，然而此时你依然保持着清醒的意识。此类操作性定义是毫无用处的。我们也可以利用更高的种类或更宽广的范畴进行定义。例如：桌子是一件家具；爱情是一种情感；而意识是一种……一种什么呢？比意识更高、更宽的范畴是什么呢？答案是没有。
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由于我们无法正式地给出意识的定义，剩下能做的就是，我们至少可以去厘清那些能够被弄清的混淆，它们是时常混迹于意识的同义词之列的术语，而事实上这些术语的概念也有其独特的内涵。举例来说，在精神分析之父弗洛伊德的思想中占据重要地位的潜意识（subconscious）这一概念，意味着即使当你完全清醒时，你头脑中仍有一部分内容是你没有觉察到的。潜意识可能是最终意识状态中的一项必要而非充分的成分，与失去意识相对，后者指深度睡眠或昏迷状态中意识的彻底消失。还有就是自我意识，这是每个人将自己感受为独一无二的个体的一种感觉，当这种感觉过度强烈时则可能导致个体产生不安甚至焦虑的感觉。自我意识以一种温和的方式仅仅让我们每天都能意识到我们与他人是不同的，这必定在某种程度上不同于一般的意识——否则为什么还需要两个术语呢？让我们想一下非人类的生物吧：一只猫或一只狗，在其主人看来，显然都无可辩驳地是有意识的。然而同样地，如果说宠物能够充分认识到它们分别作为狗和猫的身份，貌似也不那么现实。毕竟，就连人类的婴儿都不知道他们是谁，他们在哪里，尽管我们假定他们是有意识的。
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即便如此，依然有很多的科学家和哲学家专注于研究那些所谓“更高的”状态或是元表征（metarepresentation），希望以此来理解意识——他们探究了在诸如其他灵长类动物等非人类生物身上自我意识萌芽的程度。2 但存在一种主观的意识状态并无法保证自我意识会自动出现。举例来说，如果你处在一种放纵的状态中，比如沉醉于醇酒美人和靡靡之音，或当下与之相应的毒品、性和摇滚，那么几乎可以肯定的是，在这种状态下人们不可能还保有自我意识（反过来说也成立——每一个不情愿跳舞的人勉强上台时都知道这点）。然而，尽管自我意识的问题可能令人着迷、令人不安且偶尔令人尴尬，它却并没有触及最根本问题的核心，在神经科学术语中，它只意味着感到自己是有知觉的。摇着尾巴的小狗、发出咕噜声的小猫，还有那咯咯笑的婴儿都具有某种主观体验，但事实上他们是没有自我意识的，尽管他们表现得好像对所有的目的和意图都有意识，而我们也是在这个假设的基础上和它们互动的。我们应当首先理清的最重要的问题是，感觉的纯粹主观性。最重要的第一步不是在镜子中认出你自己，不是知道你自己的名字，也不是对你至今为止的生活感到满意，而应该是更基本的内容——体验那些最原始的内在状态。
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但在“意识”（consciousness）和“心智”（mind）两个词交替使用的情况下，人们可能最容易对此产生混淆乃至误解。这里所说的“心智”当以一种良好的功能秩序运作时，是某种高度个人化的东西，因此可以有这样的表述：“我意已决”（my mind’s made up），或“在我看来”（to my mind），或“改变我的心意”（change my mind）。但当你失去意识时，比如睡着了或者被麻醉了，没人会说你是失去了心智。正如人们在睡觉这一“失去”意识的过程中是可能保留有“心智”的；反之亦然：在极度的愉悦中，你可以“失去”心智但保留有意识——你陶醉于美酒、美女以及优美的歌剧时，虽然“失去”了心智，却依然保持意识清醒，这通常被称为“心醉神迷”（ecstatically），这个词在希腊语里表示“立于自身之外”。然而，即使当你经历着极端的情感状态，你所体验的依然是一种极其主观的、有意识的状态。因此无论心智是什么，它都必须是一种你随时可以进入的状态，但你却并不一定每时每刻都处在这种状态中。当你“放飞自我”时，心智可以被视为某种独立于意识之外的东西，但它同时必须可以用来描述你头脑中所包含的专属于你自己的个人特征，这些使你独一无二的特征，反过来也构成了你许多（但非全部）意识状态的瞬间。
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虽然理清了这些术语中的一部分令人迷惑的相关性，我们依然面临着原始意识难以捉摸这一现实。可能在下定义方面，我们最好的做法是采用一种至少在脑科学家看来最实际的方式（当然这可能会让哲学家皱眉）说：“瞧，我们都知道我们所说的意识是什么意思。”它是人们睡觉时消失的东西，它是人们被麻醉时隐藏的东西，它正是你现在所体验着的、一种其他任何人都无法分享的内在主观状态。因此我们面临一个选择：是现在就放弃（因为我们无法明确给出一个正式定义），还是继续使用这种不正式的，诉诸常识的表达？如果，就像我们正要做的这样，采取了这种更加实际的立场，我们便可以看到神经科学家在尝试理解这一切是如何发生的——这种神秘的主观性在大脑和身体中是如何运作的——这条路上可以走多远。
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解决这一问题有两种可能的方法。第一种方法，我们可以从实际的物理的大脑入手，尝试从任何我们观察到的生理过程中推导出一些有关意识的理论或模型。当然我们也可以选择第二种方法，以另一种方式开始。首先，我们构建一种有关意识的理论或模型，然后我们检验这些模型是否能解释真实的大脑。下面让我们依次尝试一下这两种策略：由实验到理论，以及由理论到实验。
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