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有时,“意识”被看作是“智力”的一个高雅代名词。例如,古尔德就以这种方式使用它。但还有3种更加专门的含义,语言学家瑞·杰肯道夫和哲学家耐德·布洛克做了很好的区分。
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意识的第一种含义是自我认识。在一个智能生命所能拥有的、有关各种人和物体的信息中,有一些信息是关于这个生命自身的。我不仅能感受到疼痛和看见红色,我还可以在脑子里自言自语:“嗨,我,史蒂芬·平克,就在这儿,我感受到疼痛,看见了红色!”奇怪的是,这个单词的这个深奥含义正是大多数学术讨论所考虑的一个含义。意识通常被定义为“构建一个包含自我世界的内部模型”,“反思自身的理解模式”,以及其他一些过度自省,但这却与通常人们所理解的意识(活着、醒着、晓得)毫无关系。
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自我认识,包括使用镜子的能力,并不比认知和记忆中的其他问题更加神秘。如果我有一个关于人的心智数据库,它一定包括一个关于我自己的条目。如果我能学会举起胳膊,伸着脖子看到我后背上的一块平时看不到的区域,为什么我不能学会举起镜子,在镜子里看我前额上的一块平时看不到的地方呢?而且获得关于自我的信息也很容易建立模型。任何初级程序员都能够就此写一小段儿软件来测试、报告甚至修改它。制造一个能在镜子中认出自己的机器人,并不比制造出一个能够认出任何其他东西的机器人困难多少。对于自我认识的进化、孩童自我认识发展以及自我认识的好处(更有趣的是其坏处,我们将在第6章中看到),确切地说,是一些值得提出的问题。但自我认识是认知科学中的一个日常命题,不是水变成酒的怪论。由于要写些关于自我认识的东西实在太容易了,作家们自然能够信口夸耀他们的“意识理论”。
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意识的第二种含义是信息获取。我问:“一分钱买你的想法,卖吗?”你回答我,关于白日梦的内容,当天的计划,你的疼和痒,你面前的颜色、形状和声音。但你没法告诉我,关于你胃分泌的酶,你当前心律和呼吸频率,你脑中将视网膜的二维影像恢复为三维形状的计算,你说话时单词排列的句法规则,你能捡起一块玻璃的肌肉收缩次序。这说明,神经系统中所有的信息处理归为两类。一类包括视觉产物和短期记忆的内容,获取这类信息可以通过以言语报告、理性思维和深思熟虑的决策过程为基础的系统。另一类包括自主(关键的)反应,视觉背后的内部计算,语言和运动,还有被压抑的欲望或记忆(如果有的话),这些信息无法通过上述系统获得。有时信息可以经过第一类再到第二类,或者相反。我们在初次学习如何使用变速杆的时候,每个动作都需要经过思考,但经过练习,这项技能就变成自动化的了。通过高度集中注意和机能反馈,我们能够集中到一个隐含的感觉,如心跳。
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这种意义上的意识当然也包括弗洛伊德对意识和无意识的区分。至于自我认识,没有什么不可思议的或者神秘的。的确,有机器间的明显类比。我的电脑可以获得关于打印机是否运转正常的信息(在这个特定含义上,它“意识”到了),也能够打印出一条提示出错误信息——打印机没有响应。但它无法得到打印机为什么不运转的信息,从打印机连到电脑的电缆所携带的信号并没有包括这个信息。而打印机内部的芯片却得到了这个信息(从这个意义上,它意识到了);打印机不同部分中的传感器将信息传到芯片,如果墨粉少了,芯片可以亮黄灯,如果卡纸了,芯片亮红灯。
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最后,我们要谈一谈意识所有含义中最有趣的一个——感知力:主观体验,可感觉的知晓,原始感受,第一人称现在式。“会是什么样的感觉?”“如果你问那你就永远也不会知道。”伍迪·艾伦的玩笑正是利用了这个含义上的意识和弗洛伊德意义上的意识之间的差异,让读者通过心智中深思熟虑的语言运用部分会心地得到了这个差异的信息。这种感知力,才是使意识似乎真正像一个奇迹的含义。
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本章的剩余部分是关于后两个意义上的意识的。首先,我将讨论信息获取,看看不同的心智部分能够获知哪种信息。从这个词的这个含义上,我们真的就快要弄明白意识是如何在脑中运作的,在心智计算中它的作用,它被设计以符合的工程设计具体规格(以及使其变成这样的进化压力),还有这些规格是如何解释意识的主要特征的——感觉知晓、集中注意、情绪色彩和意愿,围绕这些问题,有很多颇有一些有趣的东西值得讲述。最后,我们将谈到感知力的问题。
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信息获取意义上的意识的四个特征
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有一天(很可能这一天很快到来),我们将会很好地理解脑中的哪些东西负责信息获取意义上的意识。例如,弗朗西斯·克里克(Francis Crick)和克里斯托弗·科克(Christof Koch)已经开始列出我们应当寻找的直接评判标准。显而易见,来自感觉和记忆的信息只引导清醒着的动物的行为,而不是被麻醉的动物的行为。因此,当动物清醒和处在无梦睡眠或是失去知觉的状态时,它们脑部结构的活动是有差异的,而在这些脑部结构活动差异中,我们就能找到信息获取意义的意识所需的一些神经基础。大脑皮质的较低层次就很可能是承担着这个职责的。此外,我们还知道,关于物体被感知的信息是散布到大脑皮质的许多部分的。因此信息获取要求有一个机制,可以将空间上分散的数据聚合在一起。克里克和科克认为,神经元触发的同时性或许是由从皮质到丘脑这个大脑中心站之间的环所导致的。他们还指出,自发的、计划的行为需要额叶的活动。因此,信息获取意义上的意识也许可以根据大脑不同部分到额叶之间运行的纤维束的解剖构造而得到确定。无论他们是否正确,他们已经证明问题能够在实验室内处理。
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在我们对大脑计算的理解中,信息获取意义上的意识同样只是一个问题,而不是一个谜。回想一下我们识别叔叔的产出系统。它有一个公共的短期内存记忆:一个系统中所有“小幽灵(后台程序)”都能看到的工作空间或公告板。在系统一个分隔开的部分有另一个更大的信息储存地,那是一个长期记忆内存,那里的信息“小幽灵(后台程序)”读不到,除非一些信息片段被复制到短期记忆内存中。许多认知心理学家指出,在这些模型中,短期记忆内存(公共公告板,整体工作空间)的作用就像意识一样。当我们感知到了一段信息,心智的许多部分就能据此采取行动。我们不但看到了面前的一把尺子,还能够描述它,接近它,推断它能支撑一个窗口,或是数它的刻度。正如哲学家斯蒂芬·斯蒂奇(Stephen Stich)所指出的,有意识的信息在逻辑上是混杂的;它令许多信息处理行为者都能获得它,而不是只钟情于唯一一个。纽维尔和西蒙在理解人类解决问题方面取得了进展,他们的方法只是请人在思考解决难题时说出他的想法。他们用一个产出系统很好地模拟了心智活动,这个系统中公告板的内容一步一步对应了那个人报告的他下意识思考的内容。
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信息获取的设计规格,以及形成这种规格的自然选择压力,也变得越来越清晰了。一般性原则就是,任何信息处理器都必须只得到限量的信息,因为信息也有成本,就像它有收益一样。
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信息的第一个成本是空间:即容纳信息的硬件。对电脑所有者来说,决定是否投资增加更多内存是很明显的限制。当然,大脑不像计算机,有着海量的平行硬件供存储使用。有的理论学者推测,大脑能够预先储存所有的可能情况,思维可以被简化成一步式的模式识别。但组合爆炸式数学让我们想起了MTV的老旧口号:只是太多还不够。简单的计算表明,人类可掌握的句子、句子含义、国际象棋、旋律、可见的物体等等的数量会超过宇宙中粒子的总数。例如,国际象棋中每个点可以有30~35步可能的下法,每种下法会有30~35步可能的应对方法,这样一个回合就有约1000种可能的下法。通常一局国际象棋要持续40回合,这可能会产生10120种不同的棋局。在可见的宇宙中大约有1070个粒子。所以没有人能通过记住所有的棋局,然后识别出每一步下法来下国际象棋。对于句子、故事和旋律也是如此。当然,一些组合是可以被储存的,但很快要么你耗尽了脑空间,要么你开始添加模式得到一些无用的四不像的拼凑。信息处理器需要的不是储存天文数字的输入输出或问题及其答案,而是需要规则或算法,一次处理一小组信息,只在需要的时候才计算出答案。
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信息的第二个成本是时间。正如一个人不能在远小于宇宙空间的大脑中储存所有的国际象棋棋局一样,一个人也不能在远短于宇宙寿命(1018秒)的一生中玩尽所有的棋局。用几百年解决一个问题实际上等于根本没有解决问题。事实上,对一个智能行为者的要求还要更加严苛。生命是一连串的截止日期。感知和行为都在实时发生,比如猎杀一只动物或在谈话中坚持己见。既然计算本身要花费时间,信息处理就可能是问题的一部分,而不是解决方法的一部分。设想一下,一个徒步旅行者计划在天黑前以最快的路线赶回宿营地,他却花了20分钟才找到一条只节省10分钟的路线。
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信息的第三个成本是资源。信息处理需要能量。对于任何曾用降低处理器速度和限制磁盘获取信息等方式来延长笔记本电池使用时间的人来说,这一点显而易见。思考也是昂贵的。对大脑活动的功能照影技术(PET和MRI)基于这样的事实:脑组织的工作需要更多的血液并耗费更多的葡萄糖。
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任何由物质组成的、实时工作的,并受限于热动力学定律的智能行为者都必须限制对信息的获取,只许获取与当下问题有关的信息。这倒并不是说,行为者应当戴上眼罩或是成为失忆症患者。在某个时候,与某个目的无关的信息可能在另一个时候与另一个目的有关,因此信息必须加以排序。总是与某种计算无关的信息应当被永久封存,远离这种计算。只要有关信息能被提前预测到就可以,有时有关、有时无关的信息应当在其有关时能够被获取。这种设计规格解释了为什么信息获取意义上的意识存在于人类心智中,并使我们能够理解其中的一些细节。
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信息获取意义上的意识有4个明显的特征。第一,我们能不同程度地感知到丰富的感觉:眼前世界的颜色和形状,包围我们声音和味道,皮肤、骨骼和肌肉所承受的压力和疼痛。第二,这些信息的一部分会进入到注意的探照灯范围之内,在短期内存记忆中转进转出,以供我们深思熟虑。第三,感觉和思维伴随着情绪上的好恶:愉快或不愉快,有趣或令人厌恶,让人兴奋还是使人镇定。第四,一个执行者——“我”,似乎会做出选择,启动行动的按钮。这每一个特征都抛弃了神经系统中的一些信息,界定了信息获取意义上的意识的路径。每一个特征都在思维和感知的适应组织中扮演了一个清晰的角色,帮助我们做出理性的决策和行动。
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信息获取意义上的第一个特征是在感觉领域。杰肯铎夫在回顾了各个模块所用的心智表征层级后,提出了这样的问题:哪一层级对应现在时态知晓的这个广阔领域?例如,视觉加工的过程是从视网膜的视杆细胞和视锥细胞开始,经过表示边缘、深度和平面的中间层级,再到识别我们面前的物体。语言理解的过程是从原声到音节,经过单词和短语的表征,再到对信息内容的理解。
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杰肯铎夫观察到,信息获取意义上的意识似乎作用于中间层级。人们感知不到感觉的最低层级,我们在生活中做不到对每一片蛋糕碎屑和每一口石笋浓汁都进行普鲁斯特式的沉思冥想。实际上,我们看不到阳光下煤块的亮,屋内雪球的暗,电视屏幕上“黑色”区域的灰绿,或是一个移动正方形投映在我们视网膜上的橡胶状平行四边形。我们“看见”的是一个经过高度处理过的产物:物体的表面,它们本来的颜色和质地,它们的深度、斜度和偏度。在到达我们耳朵的声波中,音节和单词被扭曲和杂糅在一起,但我们听到的不是那条无缝的声音缎带,而是“听到”一连串界定清晰的单词。我们的直接感知也没有专门涉及最高层级的表征。最高的层级——世界的内容或是信息的要点——一般会在一个经历后在长期记忆内存中待很长的时间,但一旦经历被打开,我们就会感知到视觉和声音。在我们看到一张脸时,我们不只是抽象地想到“脸”,我们还会在记忆中搜索它的阴影与轮廓。
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对中间层级的感知的优势不难发现。随着视觉条件的变化,我们仍保持对形状和亮度恒常的感知,能够跟踪到物体内在的特质:在我们转动煤块或是增加光亮度时,我们感知的煤块本身形状未变,也仍是黑色的,对它的体验也与以前一样。感知的低层级不需要,高层级还不够。这些恒常性背后的原始数据和计算步骤都被封存于远离我们的感知觉中,无疑是因为它们运用的是光学的永恒定律,既无须从其他部分的认知中获取意见,也不会给其他认知提供任何洞见。计算的产物远在物体被识别确定之前就被广为运用了,因为一个简洁的背景环境还不足以让我们环游世界。行为是一场短兵相接的游戏,谋划下一个步骤的决策过程必需物体表面的几何和构成属性。与之类似,我们在理解一个句子时,追溯声波的嘶嘶嗡嗡声不会有任何帮助;它们必须被解码为音节,才能在心智字典中找到有意义的东西与之匹配。语音解码器运用了一种终身有效的特殊钥匙,并被允许自行其是,不受来自心智其余部分中好事者的打扰。但正如视觉一样,心智的其他部分也不会满足于仅有的最后产物——在此例中,即讲话者的要点。对单词和音调的选择也携带着信息,使我们能够听出弦外之音。
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信息获取意义上的第二个特征是注意力聚光灯。它的作用是,完美地说明了无意识的平行处理只能走那么远(其中许多输入被同时处理,且每个都是用自己的迷你处理器)。一个早期阶段的平行处理尽其所能传递了一个表征,而在这个表征中,一个更拥堵和缓慢的处理器必须选择其所需的信息。心理学家安妮·特雷斯曼想出几个例子,现在成为对无意识处理和有意识处理在哪里交接的经典说明。人们看到展示的色彩形状,像一些X和O,并被要求如果看到某个目标就按某个按钮。如果搜寻目标是一个O,就会在一大堆X中显示一个O,这人会立刻做出反应。无论有多少个X,人们说那个O就是自己冒了出来。(冒出来,正如这种效应现在的称谓,是表示无意识平行处理的一个很好的符号)与之类似,一大堆红色的O中会自动冒出一个绿色的O。但如果实验者请这个人找到一个绿色的O,而这个字母位于一大堆混杂的绿色的X和红色的O之中,这个人就必须下意识地一个字母一个字母去搜寻,看看它是否符合既是绿的又是O的标准。这项任务就像儿童漫画《威利在哪里?》中描绘的一样:穿着红白条纹衫的英雄隐藏在一大群穿着红白条纹衣服的人当中。
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到底发生了什么?设想视域中散布着好几千个小处理器,每个处理器都检查一种颜色或一个简单形状,如一段曲线、一个角度或一条线,当它们出现在这个处理器位置的时候,它就会被检测出来。一组处理器的输出看上去像这样:红红红红绿红红红,等等。另一组的输出像这样:直直直弯直直直,等等。添加在这些处理器上的是一层落单者出局的监测器。每一个都横跨一组线或颜色的监测器,并在视域上将那些在颜色或轮廓上不同于周边的点做上“标记”。被红色围绕的绿色需要一个特殊小旗。从众多红色中看到绿色只需要用小旗标记那一点,这是一项即使是最简单的“小幽灵(后台程序)”也能做到的任务。一个X中的O也可以用同样的方式来检测到。但数千个守望在这片视域内的处理器却太笨了,算不出这个特征的逻辑乘积:一小片既绿且弯的,或是既红且直的。这种逻辑乘积只有通过一种程序设计的逻辑机器才能检测到,这种机器通过一扇狭窄可移动的窗户来看一部分视域,并将其答案传递到其余的认知棱块。
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为什么视觉计算被分为一个无意识的平行阶段和一个有意识的序列阶段?因为逻辑乘法是组合的。不可能将逻辑乘积检测器散布到视域的每个位置,因为有太多种逻辑乘积了。有100万个视觉位置,那么所需的处理器数目就是100万再乘上逻辑上可能的乘积:我们能区分的颜色数目乘上轮廓数目乘上深度数目乘上移动方向数目再乘上速度数目,这是一个天文数字。平行的、无意识的计算在它给每个位置做了颜色、轮廓、深度和位移的标签之后,就停止工作了;接下来其组合就需要一次一个位置地进行有意识的计算。
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这个理论做了一个令人惊讶的预测。如果有意识的处理器集中于一个位置,其他位置的特征就应当脱开粘连,自由漂浮。例如,一个没有专门留神一片区域的人将不会知道它是否包含着一个红X和一个绿O,或是一个绿X和一个红O——颜色和形状应当漂浮在分开的平面,直到有意识的处理器在一个特定的位置将它们聚合在一起。特里斯曼发现,情况就是这样。当人们被几种颜色的字母分神时,他们能够报告字母也能够报告颜色,但他们将颜色和字母结合在一起报告时就出错了。这些错觉组合是对无意识视觉计算的有力证明,在日常生活中这也并不罕见。当人们心不在焉地或用眼睛余光看单词时,这些字母有时会自己安排布置。一位心理学家说,当他走过一台咖啡机时,心里很奇怪为什么它宣称售卖“World’s Worst Coffee”(世界最差咖啡),于是他开始研究这种现象。当然那个标志实际上写的是“World’s Best Coffee”(世界最佳咖啡)。一次我驾车经过一个户外广告牌,看到上面竟然在给一个“brothel”(妓院)做广告,当然定睛再一看实际上是“Brothers’ Hotel”(兄弟宾馆)。当信手翻杂志时,我有一次看到一个标题是关于“anti-semitic cameras”(反犹太人照相机),它们实际上是“semi-antique”(半古董)。
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有一些瓶颈既从人的内部也从外部阻碍了信息的流动。当我们试着取回一个记忆时,条目会一次一个地滴入到感知中,如果信息有些陈旧久远或是不同寻常,还往往会伴随着令人苦恼的延迟。自从柏拉图引用了软蜡的比喻后,心理学家们推测,神经介质一定是天然就抗拒保留信息,除非信息被关起来,否则它会随着时间逐渐消退。但大脑可以记录持久的记忆,比如爆炸性新闻的内容以及人们听到这条新闻时的一些时间和地点细节。因此,神经介质本身无须被指摘。
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