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虽然笛卡尔声名卓著，但是从19世纪中期开始，医学和新兴的神经科学领域内越来越多的证据表明笛卡尔的二元论站不住脚。其中最有名的神经学案例是菲尼亚斯·盖奇（Phineas Gage）的案例。盖奇在佛蒙特州的铁路建设部门当工头，一次用炸药清理一堆石头，盖奇将炸药塞到一个洞中，没想到炸药提前爆炸了，他手中的铁夯像子弹般飞出来。这根吓人的铁夯宽3厘米，长超过1米，重约6公斤。铁夯穿过盖奇的左脸颊，击碎脸部骨头，再射穿左半脑前额叶，很可能毁坏了大部分的前脑（见图1），最后穿过头盖骨顶部，落在25米开外的地上。盖奇被吓坏了，还流了一些血，但令人惊奇的是，他仍有意识。在开头几分钟他还能讲话，甚至能自己行走，不用人扶着。在去医院的一段短距离路途中，他还能笔直地坐着。盖奇后来康复得极好，除了一个特殊情况。
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盖奇的医生约翰·哈洛（John Harlow）写了一份报告，影响很大。据报告称，盖奇在事故发生之前是一个稳重、机灵、随和、有责任心、受人尊敬的人。然而事故发生后，他变得不成熟，经常说脏话，傲慢无礼，反复无常，而且他总是制订很多计划却不能坚持完成。简而言之，他的朋友都认为“他不再是原先的那个盖奇了”。社会上开始流传一种说法：人的大脑受损会导致性格剧变，这种传言给人们带来一定的精神冲击。虽然对这个案例的细节仍存在相当大的争议，但接下来的几十年中相继出现了几十个相似病例，都是脑损伤导致性格或智力上的变化。科学使这座概念化的“巨轮”慢慢调转方向，开始接受另一种观点，即思想只是大脑活动的结果。
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到了20世纪中期，笛卡尔的二元论遭到最猛烈的攻击，产生很大影响。英国哲学家吉尔伯特·赖尔（Gilbert Ryle）于1949年出版了著作《精神的概念》（The Concept of Mind），在业内引起巨大反响。在这本书中，赖尔将笛卡尔的二元论称作“哲学家的神话”。赖尔指出，笛卡尔认为心灵独立于身体存在是犯了“范畴错误”。为了说明何谓范畴错误，我举一个例子。一个外国朋友来剑桥大学找我，让我带她走走，参观一下校园。我先带她来到圣约翰学院——我是这个学院的博士生，叹息桥横跨康河，河面荡漾着几艘平底船，庄严雄伟的新院看上去像个结婚蛋糕。接着又去了其他几个学院和系所，但是过了一会儿她不耐烦了，说：“行了，我已经参观了校园的生活区、实验室等，但是我原本以为你会带我逛剑桥大学呢！”她不明白剑桥大学是由这些建筑物和人员构成的。这些建筑和人员不是完全独立的，而是剑桥大学这个大范畴下面的子范畴。
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赖尔认为，笛卡尔在精神与大脑的关系这一问题上犯了同样的范畴错误。笛卡尔可能认识到各个脑区负责处理不同的感觉，但同时他又认定大脑与精神活动无关。正如赖尔指出的，笛卡尔相信“机器中的幽灵”（the dogma of the Ghost in the Machine）这一教条。笛卡尔认为，一个人的思想是某个“神秘的幽灵”，生存在人这一生物机器的大脑里面。但是，机器是不需要幽灵的，意识的产生仅需要大脑这个机器就够了。
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在结束对赖尔的讨论之前，我想回到刚才提到的剑桥大学的类比。这个类比有一个细微之处很有意思。虽然我的外国朋友错误地认为，各个学院与研究所和剑桥大学不相关，但是她可能并非完全错误。如果我说“剑桥大学等于校园内每座大楼、大楼内的学生和工作人员，以及曾在大学学习或工作过的人相加的总和”，有人就会说我看问题太简单化，太不浪漫了，竟然把一座有着800年历史的大学说得像由一组零件组成似的。“剑桥大学”这个词汇的意义不是一张零部件清单所能涵盖的。人们对这个学校的印象可以来自文学作品和电影，有着传统、尊贵的光环。学生的表现使这所大学具有浓重的学术气息，甚至有点书呆子气。仅仅通过参观校园的各个部分是无法准确解释这种氛围的。简而言之，“剑桥大学”这个概念具有某些突发特性，不是一张“购物清单”就能说清楚的，而赖尔则会把购物清单上列的物品称为这所大学的子范畴。
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在很多领域，低一层次的错综复杂的思想集合可以产生令人惊讶的、深奥微妙的知识，而这些知识要大于低层次思想的总和。钱就是一个明显的例子。细致入微地研究信用卡或硬币的每一个特性，并不能让你了解多少世界金融体系的运作方式。相反，很多经济规则是从那些希望买卖商品或者服务的人的相互活动中产生的。有些经济规则异常复杂，所以很少有人能预测2008年的信贷紧缩，几乎没人知道引起那次信贷紧缩的原因。另一个很有意思的例子是蚂蚁。一只蚂蚁其实很蠢，只具备一些基础知识。所以我们可能会认为一群蚂蚁不过是许多愚蠢生物的集合而已。但是，蚂蚁如果相互交流（主要通过发送化学信号），会发生不可思议的情况——它们能做异常复杂的事情。蚂蚁能耕作（在近5 000万年中，最先学会耕作的物种不是人类），能筑造复杂的蚁巢，能在看起来完全相同的个体之间进行复杂的劳动分工，还能教导同类。蚂蚁是至今已知的唯一能教导同类的非哺乳动物：当一只蚂蚁领着另一只蚂蚁寻找食物源时，第一只蚂蚁会不时地停下来等另一只蚂蚁跟上。因此有人建议不应该把蚂蚁群看作蚂蚁的集合，而应是超个体（superorganism）。遍布全球的人类群体，通过互联网紧密相连，也许是另一种超个体。
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突发特性并非生命体所特有。万有引力定律相对简单，但在万有引力的作用下形成了银河系令人眩晕的漩涡形状。分形方程式只是少量的长度符号，但能衍生出无比复杂的形状（见图2各种表现突现论的图片）。
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以人类大脑这一已知世界中最复杂的物体为研究对象，很可能会出现各种突发特性。我并非赞同笛卡尔的非物质幽灵，反而对这个幽灵不科学的宗教内涵不寒而栗。但是在一个科学的、以物质为基础的框架中，我赞同这样的想法：大脑的功能比它各部分功能相加的总和要大得多，而意识可能是大脑最耀眼、最让人着迷的产物。
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贪婪的大脑：为何人类会无止境地寻求意义 感觉的不可穿透性
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直到20世纪中期，哲学家们逐渐认同神经科学家的观点，认为精神是大脑的产物，而思想和感觉是脑细胞不断运作的结果。实际上，随着计算机的出现，加上我们开始承认自己不过是生物机器，精神与大脑关系的方程式很快就转变为精神与计算机程序关系的方程式。由于进化的巧合，我们人类形成了这个内部沟回形状，外表像果冻的计算机（即大脑），用来证实我们的思想程序。但也不一定非得通过大脑才行，原则上说，装有硅片的“大脑”能产生同样的思想。
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如今广泛讨论的关于思想的一个哲学观点是：“思想不过是一台计算机，碰巧等同于大脑。”神经科学家也默认这种论点。但现代哲学家们还是从各个角度攻击这个观点。
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第一个疑问是，思想真的能被完全简化，等同于大脑（或者计算机，或者你能想到的任何物体）吗？笛卡尔反对这种简化，认为精神世界具有某些本质的、主观的、非物质的东西。托马斯·内格尔（Thomas Nagel）在1974年发表了一篇著名的哲学论文《成为一只蝙蝠会是什么样子》（What Is It Like to Be a Bat?），其中的观点与笛卡尔遥相呼应。内格尔同意这样的说法，即根据一种思想引发其他思想和行为的能力来描述这种思想的特性；他也不完全反对思想仅仅是大脑的产物这一观点，但他认为这种观点有问题。比方说，我和你一起听肖斯塔科维奇的第十交响曲，我可以试着想象你听音乐时是什么感受。当然，我的想象很可能是错误的，但至少我能对你的体会做一个合理的猜测。我甚至能做另一个很不错的尝试：想象我家的猫听到门铃响时的感受。猫的耳朵与我们相似，而且其大脑的主要听觉中枢与我们也有相似性。但是如果想象一只蝙蝠能看到或听到什么，就让人无从入手了，因为蝙蝠是靠回声定位飞行的。假定蝙蝠也有意识，那么蝙蝠的意识与我们人类的意识是完全不同的。我们根本不可能知道蝙蝠的意识，至少牵涉到回声定位我们就毫无办法[1]。如果我们连回声定位的感觉是怎样的都无法想象，又怎么能运用科学工具去了解蝙蝠的感受？
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内格尔声称，“会是什么样子”的思考角度正是意识的精髓。由这个思考维度引出了一个问题，对那些希望把意识简化为大脑的物理过程的人来说，这个问题尤其突出。内格尔相信，某些动物如果有意识，它们也会思考“会是什么样子”这个问题。内格尔没有说我们不可能知道成为一只蝙蝠会是什么样子，虽然他暗示这一障碍是科学要解决的主要问题，而要解决这个问题，需要用完全不同的新方法。
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澳大利亚哲学家弗兰克·杰克逊（Frank Jackson）将内格尔的观点向前推进了一步，他认为仅仅用物理的方法解释精神状态是不可能的。杰克逊的论据建立在一个思想实验的基础上，这个实验大致情形如下。
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假设到了2412年，邪恶的哲学家们控制了地球。一小帮自称为“笛卡尔族”的令人讨厌的哲学家们策划了一个残忍却有效的实验。世界上最著名的科学家夫妇刚生了一个漂亮的女儿，取名为玛丽。“笛卡尔族”的人在玛丽刚出生时就绑架了她，并把她关在一个没有窗户、只有黑白两种颜色的房间里。他们还将她的皮肤漂白，甚至将她双眼虹膜和头发的颜色都变为黑色。他们从白色墙上的一个黑色小窗口给她提供食物，食物的颜色不是黑的就是白的。在她的成长过程中，他们让她玩电脑，或者在电脑上教她一些东西，而所用的便携式电脑（包括显示屏）的颜色只有黑色和白色。在那个时代，自然科学知识已经很完备了，人们知晓关于物理学、化学、生物学（特别是脑科学）的所有知识。玛丽像她父母一样热爱科学且天资聪慧，加上没其他事情可做，她就将学习所有自然科学知识当成自己的任务。经过数十年的刻苦学习，在30岁时她已经掌握了物理世界的所有知识（当然，这听上去极不合理，但是暂且假定这是可能的）：从亚原子颗粒的本质到人类表现色觉的脑细胞的活动。“笛卡尔族”的哲学家们认识到，实验到了这一阶段就要出成果了，他们将玛丽从禁闭的房间里放出来。玛丽生平第一次漫步在房间之外，她看到的东西让她眼花缭乱、不知所措、欣喜若狂。她跌跌撞撞地来到附近一个花园，然后弯下腰盯着一朵红玫瑰看。当她明白这是红颜色时，她震惊万分，喊道：“在我走出房间之前，我已经知道了大脑产生意识的所有物理过程，但是现在我知道了新的东西：我知道了看到红色会是什么感觉。这个新知识是自然科学无法给予的。所以意识具有非物质性！”这时玛丽精神崩溃，倒在地上，而“笛卡尔族”的哲学家们对此无动于衷，只顾着庆祝他们的实验成果。他们认为这个可怜的实验对象——玛丽，帮他们证明了意识至少有部分是非物质性的。这个邪恶的哲学家团伙在小册子的结尾大胆地宣称：笛卡尔自始至终都是正确的！
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虽然这个论点影响很大，貌似严密，但并非无懈可击。此观点与笛卡尔的论点在某些方面存在同样的问题。笛卡尔的错误在于：他得出的结论超过了他的知识水平。笛卡尔对身体的了解远远比不上他对精神的了解，但是他却贸然下结论，认为身体与精神是不相关的（这一点他并未证实）。杰克逊犯了类似的错误，他不明白何谓完整的物理学，却妄下定论。据说19世纪最伟大的物理学家之一凯尔文勋爵（Lord Kelvin，1824——1907）在1900年曾声称：“物理学已没什么新发现了，剩下只是越来越多的精确测量。”发表这一论断的时间极具戏剧性：马克斯·普朗克（Max Planck，1858——1947）在同一年提出量子力学理论（quantum mechanics），从而引发了一场物理学革命；5年后爱因斯坦提出一系列革命性的理论，包括狭义相对论（special relativity）和质能等价理论（the equivalence of energy and mass）。
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在过去的四百年的时间里，我们根本不知道什么是“完整的物理学”。实际上，任何时候都可能出现令人惊叹的革命性理论，让那些满脑子科学教条主义的人窘迫不堪。对25世纪的描绘很可能比超弦理论（superstring theory）和量子力学更离奇，但纠缠于这种描绘的具体细节是毫无意义的。像杰克逊那样认为未来的自然科学不包括对意识的全面认识，这种论断过于大胆鲁莽。
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实际上，这不是反驳杰克逊思想实验的唯一论据，试想出现下面这种情况。玛丽虽被困在只有黑白两色的屋子里，但她对屋外的动植物很着迷。当她不用学习诸如神经元结构、物理特性之类的科学知识时，她的兴趣转向观察外面的花园。她秘密侵入了隔壁的一台遥控装置，这台装置恰好配有相当不错的摄像机。她操纵这台装置，使它对着花园。接下来的几天她一直通过摄像机进行观察，发现从玫瑰丛中发射出一些光，根据这些光的波长可以判断这些玫瑰颜色的深浅。为了进一步确定她的观察结果，她又设法秘密入侵了隔壁几台大脑扫描仪，这些属于25世纪的扫描仪有着快速的运作速度，恰恰又是当时的“老大哥”政府普遍使用的工具。通过扫描仪，玛丽观察每一个盯着玫瑰看的行人的大脑活动，她很容易就推断出这些大脑活动是与他们看到红色这一体验相对应的。所以在玛丽离开房间之前，她已经通过其他途径获得了一个无可争议的清晰的认识，即附近花园里的玫瑰是红色的。因此关键的一点是，玛丽被放出来后，并不是忽然发现玫瑰是红色的，她早就知道这一点了。她现在终于知道了“看到红色会是什么感觉”，这点是她以前不知道的。而这种认识与我们平常所说的认识不一样。所以当玛丽看到玫瑰时，她到底学到了什么新知识？一些哲学家怀疑她是否学到任何新的信息。
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基于这个怀疑，杰克逊思想实验的评论者中，有少数几个人认为“知道看到红色会是什么感觉”更像是一种集合知识的能力，而非知识本身。事实上，杰克逊本人就持这种观点，他因认同这种说法而放弃了原先的观点。色觉让我们知道很多有用的信息，比如根据水果颜色判断是否成熟，交通信号灯变为红灯时表示要停车。这些信息都涉及知道某些东西是红色的，而“看到红色会是什么感觉”更抽象，可能更为准确的表述应该是“当我们再次看到红色时能够识别的能力”，即不需要借助像摄像机这样的工具而直接收集颜色信息的能力。
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如今我们有多种方式获取颜色信息：自然的方式就是通过我们的眼睛看；人工技术的方式，例如通过数码相机拍摄。不管是通过眼睛还是卓越的现代技术，重要的是我们获取了信息，以何种方式获取并不重要。知道玫瑰是红色的这一信息，与得到这一信息所用的工具无关。而“看到红色会是什么感觉”则与获得这一信息的工具直接相关，在上述例子中，这个工具是玛丽的眼睛。所以，重要的不是我们知道某一信息，而是运用我们的眼睛这一特定的工具获取信息。玛丽走出那个黑白两色的囚室后见到玫瑰，此时她并没有获得任何新的知识——这种说法至少有其合理性。因此，我们仍然可以说意识仅仅是种物理现象。
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[1]实际上，有些盲人声称自己学会了先进的回声定位法，能够分辨出停着的车辆的前部和后部。丹尼尔·基什（Daniel Kish）在一篇很有趣的文章《回声视觉：通过声音看事物的人》（Echo Vision
:The Man Who Sees with Sound）中分析了此种现象。该文章发表于2009年4月11日的《新科学家》（New Scientist）
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