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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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三、由实验到理论
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当我们从大脑本身出发看待意识时，摆在我们面前的巨大挑战是解释意识如何从分子、细胞和电信号这些纠缠在一起的看似无助于我们理解的生物学信息中产生。换句话说，我们要弄清楚科学家所说的意识的神经关联（NCC, neural correlate of consciousness），亦即大脑中一个非常重要的关键特征，我们可以确信它与个人的直接主观经验相匹配。正如我们将要看到的，可能的NCC可以产生于多种不同的维度，大到主流脑区和磁共振显示的神经回路，小到单个细胞以及细胞中的微小元素。但它们都有一个共同的核心基本原则：所有的意识神经连接最初都集中在某个特定的大脑特征上，不管出于什么原因，这些特征被认为是尤为特别的。之后则是在标准的实验和临床研究方案的监督下，尝试将这些特别的大脑特征与意识建立联系。例如，通过确定某些东西是否可见，或被试是有意识还是无意识。
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许多杰出的科学家都曾试图通过这种方法解决意识之谜，其中最知名的可能要数已故科学家弗朗西斯·克里克（Francis Crick）了。他最著名的贡献是于1953年破解了DNA的双螺旋结构，在那之后的几十年中，他将研究兴趣转向了意识的生物学。克里克的目标是弄清当人们看到某件事物时，与没有注意到这一事物相比，大脑中发生了哪些变化。他的理由是我们应该可以根据人们关于他们主观上是否意识到某件事的报告，推断出大脑中的变化。当个体确认某件事物确实可见时，根据直接的逻辑推理，此时我们所观察到的大脑中发生的任何新的过程，都应是意识在生理上的相关物。由此我们可以想见，克里克尤其专注于研究视觉体验，一个原因是它们更容易进行实验操作——毕竟视觉实验只要让被试睁着眼就可以了。
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将人类意识的复杂性简化至仅剩核心成分，其背后的理由是显而易见的：通过仅仅关注五种感觉之一的视觉，克里克和他的同事克里斯托弗·科赫（Christof Koch）能将问题尽可能地简化。他们的想法是将意识的核心脑机制解释为“对意识对象某一特定层面所产生的最小神经事件集合”。换句话说，他们的目标是找出一个最低限度的大脑过程，此过程能容纳意识体验且可被测量到。3
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之后，这些最小神经事件进一步在视觉系统中被确定为“与物体和事件相关的”一组特殊神经元，这些神经元本身的功能是不变的且是预先确定的——这是中枢神经系统中一种固定的特征。这种设定立刻呈现出了一个问题：大脑细胞预先组织好的机制如何反映那些转瞬即逝的意识瞬间？克里克和科赫的答案是：“为了进入意识，这一特征的某些神经活动必须超过阈值。”但真正的问题在于，关键的神经活动从未被具体确认。除此之外，如果想让这些严格固定的细胞网络完成任何超出其自身能力的事情，唯一的方法是让它们变得更加活跃且释放更多电信号（动作电位）。但如果是这样的话，对意识来说非常重要的特殊大脑属性的可能性将受到严重的限制，仅仅是一种普通的细胞活动的增加。是什么使得这种转变如此重要，好似神经元的卢比孔河[1] ？我们不清楚这一“阈值”究竟是什么，也不清楚为什么。我们同样也不知道，为什么神经元集体活动的量的改变能以如此显著的方式引发心理状态的质的改变。
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但我们真的可以通过将意识简化为某种单一的感官感觉，来对某种意识状态作出很好的理解吗？我们能将它与其他意识状态区分开吗？在精确控制情境变量的实验室里，几乎可以想象，被试注视一段很短的、固定时间的单纯视觉刺激，但即便如此，他们依然能听到主试的声音，依然能感觉到他们所坐的椅子面是坚硬还是柔软，依然可能闻到些许皮革或光滑木材的味道。换句话说，被试是用单一的意识进行多感官的整体感知，而不是将意识划分为五种类型，分别对应五种不同的感官。
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此外，克里克和科赫煞费苦心地强调，为了试图将意识（或者说其生理相关物）保持在最低水平，他们将“诸如感情和自我意识等一些更加困难的内容搁置”。然而，我们的感受和情感可能恰恰是意识以其最基本的形式表现出来的全部精髓，发出咕噜声的小猫和咯咯笑的婴儿就是有力的证明。如果要将意识完全简化到最低限度，那么也应该是将其分解为反应大脑整体状况的原始情感——尖叫、哭泣或傻笑，而不是单一、孤立的视觉，随意、单独地漂浮于其他所有事物之上。
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然而，抛开这一点异议不谈，仅仅通过比较当你看到某些事物时的情境和你没有看到那些事物时的情境，也能让我们有所收获。现在，我们将探索脑损伤患者的特殊意识状态，即他们在不同情况下对呈现出的刺激所做的反应。通过比较某种特定脑损伤患者所做出的反应与正常人反应之间的差异，科学家可以推断哪些脑区对意识的影响最大。例如，连接大脑两半球的纤维束损伤的患者会表现为著名的“裂脑”（split-brain），正如这一名称的字面意思，大脑两半球彼此割裂且无法直接传递信息。例如，给患者右侧大脑半球展示一个苹果（通过将物体放在左侧），患者则无法说出这一物体的名字。这是因为对大多数人来说，参与语言功能的脑区大都在左侧大脑半球，因此患者即使能看到苹果，也无法准确地说出它是什么。而当把苹果放在患者右侧时，苹果的图像被投射到左侧大脑半球，患者这次便能说出其正确的名称。4
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另一类被神经科学家广泛关注的神经疾病是“盲视”。这种疾病的症状是患者在其视野中有一片盲区，因而对放置于盲区内的物体“视而不见”。5 有时盲区扩大至整个视野，会导致患者完全失明。但奇怪的是，心理学测验却显示患者的大脑已然对这些位于盲区中物体的视觉信息进行了记录和加工处理。例如，那些患有“盲视”的患者即使主观上并不能觉察自己看到了飞来的球或扔球的人，但经常能接住扔向他们的球，就像装了自动驾驶仪一样。
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然而这里有一个大大的“但是”。研究脑损伤患者的问题在于，尽管对这些病症的研究可以帮助我们深入了解某个特定患者所经验的某种奇异的意识状态，包括其性质或内容，但我们仍然无从得知这些意识最初是如何产生的。毕竟，被试在整个实验过程中都保持着意识清醒。
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那么我们再一次回来研究健康被试，而这次我们仅仅是要观察意识的转变。一些神经科学家居然把意识视为注意的同义词6 ，但二者并不相同。例如，你可以在没有意识到的情况下就注意到了某些事物。7 当一张照片快速而出人意料地闪过时，即使人们没有时间记住其中的细节，但他们依然可以大概说出照片的内容。8 事实上，在不去注意画面所包含的具体细节的情况下，要抓住一幅画面的“主旨”似乎只需要千分之三十秒（三十毫秒）。同样地，你也可能在没有注意的情况下对某些事物有了意识。即使某人正在关注一些其他目标，他们仍然能够分辨出周围场景的特征，如场景中是否包含了一只动物或一辆汽车9 ，又如一张面孔是男人还是女人10 。
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这些发现本身是有趣的，也可能有其内在的合理性，但它们仍不能阐明这一基本的问题：如何理解从无意识状态（麻醉或睡眠）真正转变到具有那令人着迷的主观内在体验的意识状态。可以确定的是，裂脑和盲视患者（或是正常志愿者在实验条件下被有效地诱导出这些症状时）确实是保持着连续的意识。但我们希望探索的是潜藏在表象之下的问题核心，而这问题的关键却依然在嘲笑着我们的无知。要记住，不及物动词短语“具有意识”和及物动词短语“意识到某物”，二者不可互相替换。
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然而，对比被试看到物体的瞬间与没看到时分别所对应的脑内事件，这一策略依然是科学家们用来研究意识的普遍方法，健康个体和脑损伤患者都是他们的实验对象，毕竟扫描脑成像技术已经成为主流。比如说，只有在对特定物体进行“有意识的”视觉体验时，大脑视觉通路后段才会在脑成像中凸显出来。11 但归根结底，当知道了某个特定脑区与某种特殊的意识体验相对应并在脑成像中凸显出来时，我们又能真正从中推导出多少内容呢？毕竟，一个相关的东西可能是原因，也可能是结果，也可能二者都不是。大脑活动的脑区和主观体验之间真实的关系仍远没有明确，并且依旧无法解释。
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任何人不经意间望进肉店的窗户，都能看到不同哺乳动物的大脑在大小、形状以及外观上存在差异，但用肉眼就能很容易看出，它们由不同的区域组成并且有着相同的基本解剖结构。那么这些分明的脑区中，是否有哪个脑区就是意识本身在大脑中的“中枢”呢？毕竟，我们很乐于认为大脑由负责不同功能的、独立的“中枢”组成，因为如果是这样，那理解大脑的工作原理就容易多了。正是由于这个原因，在19世纪初期，颅相学（phrenology，这个词在希腊语里的意思是“心灵的研究”）这门“科学”才会盛极一时。白色瓷制头盖骨上布满黑线画出的矩形区域，内有精确标签，写着诸如“爱祖国”和“爱儿童”——这提供了一种模板，通过对个体大脑的凸起进行评估，以此了解个体某种人格特质的强弱。
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现如今，神经科学家很清楚这只不过是一种诱人的简单化概念，事实上任何心理功能都没有这样的“核心”区域，更不用说意识了。有两个充足的理由来驳斥这种观点。首先，如果说大脑是由互相独立的迷你大脑组成，这本身就没有什么意义。当我还是个孩子的时候，我经常读一本名为《麻脑壳》（Tee Numskulls ）的连环画，12 它讲的是一群名叫“麻脑壳”的小人儿生活在一个人脑袋中的故事。他们每个人都有各自的工作。比如说，有负责清理鼻子的部门，也有某种类似司令部的部门，负责管理的“麻脑壳”在里面打电话给他的下属发布命令。我现在依旧能回忆起，卡通大脑中不同“麻脑壳”的房间都由墙严格地分隔开，房间与房间之间的门也都关闭着。在某种意义上讲，当某些人谈论大脑中的“中枢”时，他们对意识进行的定义可能不经意间和这本简单的漫画如出一辙。试想一下：如果大脑确实以这种方式工作，那我们又必须知道在“麻脑壳”的脑袋里有着什么。“麻脑壳”的脑袋里可能住着“小麻脑壳”吗？而在“小麻脑壳”的脑袋里又住着“微麻脑壳”吗？以此类推。当然，用这样的方式我们仅仅是让问题变得越来越“小”，而不是解决它。
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无论怎样，通过半个多世纪的研究，我们现在已经知道大脑不是那样工作的。拿视觉来说，至少有30个不同的脑区参与视觉体验。13 这有点像管弦乐队中不同的乐器，或是一种包含有非常复杂的配料的高级食谱 。每个脑区确实有其自身特殊的功能，但每个脑区都参与整体的功能。整体的功能大于每个部分功能的简单相加，这个整体就是那一瞬间的意识体验。
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即便如此，人们仍有一种执念，认为意识肯定以某种方式与位于大脑表层的大脑皮层（以拉丁文中的“树皮”命名）有所关联。之所以有这种执念，是因为在进化中，这部分脑区是最后才演变出来的，并且在智力日益复杂的物种中，该脑区在大脑中也更加明显。此外，似乎单是大脑皮层的失活便足以导致意识丧失。14 因此如果这就是问题的全部，那我们可以简单地说，维持意识状态所需要的就是一个联系其他脑区进行运作的完好的大脑皮层。这种观点太模糊了，因此对我们并没有什么帮助，毕竟最重要的不是大脑皮层本身，而是大脑必须同时保持完整。
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