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贪婪的大脑：为何人类会无止境地寻求意义 最多只有4个意识隔间
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到目前为止，我讨论了注意作为过滤和提炼机制是如何运作的，但没有详细说明大脑如何大规模过滤输入信息，如何提炼某些输入信号。通常，几十亿条信息涌入我们的感觉器官，或者围绕无意识不停地跳跃，注意对这些信息进行过滤，最后保留3～4个意识项目。所以，注意的过滤过程规模非常大。但提炼过程能够弥补大规模过滤的缺陷：每个项目都是无比复杂的意识对象，虽然数量极其有限，但每个意识对象都要经过评估、比较与控制，过程无比复杂。
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这个注意输出存储系统，体积很小但功能强大，被称为“工作记忆”（working memory）。工作记忆是短期记忆的容器，在这里可以对意识各个项目的信息进行记忆、重整、评估，即使这些信息来自不同的感觉器官或属于不同的类别。
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过去20年，最流行的意识理论是由伯纳德·巴尔斯（Bernard Baars）提出的全局工作空间理论（global workspace theory）。巴尔斯的观点在很多方面与注意理论相似。根据全局工作空间理论，低层次的神经元同盟之间为获取支配权进行无意识的斗争，斗争同样遵循胜者通吃的规则，获胜者进入意识范围。巴尔斯对这阶段的描述，也与注意理论相似，他提出“聚光灯”（spotlight）的隐喻。聚光灯照在剧场舞台的一小块地方，形成一个亮点，亮点照出的内容就是我们意识到的内容，这些内容被传播给所有观众（代表无意识）。也就是说，只有少数的项目被传递到大脑，以做进一步信息组合与对比。巴尔斯最大胆、最有意思的观点是：意识差不多可以归结为在工作记忆里的信息。他认为，工作记忆只存在1～2秒钟，适用于大脑任何部分，而且工作记忆能引导无意识专门知识区域帮助我们完成最复杂的任务，如学习语言和制订计划。
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虽然“工作记忆”这一定义还有不明确的地方，但我基本上赞同巴尔斯的观点，认为意识和工作记忆类似，而注意是选择进入意识范围项目的主要手段。就意识而言，接下来关键的一步是弄清楚工作记忆的具体运作情况。在巴尔斯提出全局工作空间理论20年后，我们对工作记忆和注意有了更广泛的了解，随着知识的进步，很多意识的谜团也被解开了。
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工作记忆的第一个特征就是它极其有限的存储能力，只能容纳少数几个意识对象。要想提高意识空间的容量，需要将当前项目与长期记忆存贮联结起来。很多实验都证实了意识空间的这种限制（每一个实验都做了严密的防范措施，以防实验被试作弊）。防止被试作弊的方法是：让被试看刺激物的时间非常短，这样他们就来不及想出任何方法作弊；或者让他们看抽象的东西，这些东西与他们原有的记忆没有任何关系。
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例如，在最初一个很有影响的实验中，乔治·斯珀林（George Sperling）呈现给被试12个字母方格。这些字母方格排成3行，每行4个，只让他们看50毫秒，然后让他们说出记住的字母，越多越好。参与者能记住的字母数量，每行平均1.3个，也就是说12个字母中能记住近4个（1.3×3=3.9）。对这个测试做一点很有意思的变动，让被试快速看一下字母后，给他们提示，只要说出其中一行的字母。结果让人很惊异，他们通常能准确地记住一行4个字母，而之前的测验，能记住的字母数是每行平均1.3个。这可能是因为他们看完字母后，马上收到提示，使他们的注意系统在视觉信息消失之前完全专注于提示的那行字母。如果让他们专注于某一行的提示是在字母方格消失之后的1秒或更久的时间做出的，那么被试又会退回到原先的成绩，被提示的那行的4个字母中，只有平均1.3个字母被记住，这个成绩与他们没有接到提示得出的结果一样。如果被试在字母消失1秒钟后才得到提示，那么在这个1秒钟内，他们的注意系统由于不知道该关注哪一行，会关注所有的12个字母，而他们的短期记忆只能随机地存储4个字母。
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很多类型的实验都证明了意识只能注意到4个项目。在现实生活中，我们需要记住的不会是字母方格，这里我举一个生活中常见的例子。我们通常会注意到一些运动的对象，如街上从我们身旁经过的一群人、足球场上的一组队员，等等。野生动物还需要注意附近是否有一群其他动物。例如，黑猩猩一个部落的成员需要监视侵犯它们领地的另一个部落的每一只黑猩猩的情况。一个反映这种日常生活技能的实验是这样的：史蒂文·扬蒂斯（Steven Yantis）让被试看电脑屏幕上的一组10个十字交叉，其中几个十字交叉开始会闪烁一下，然后在屏幕上随意移动。被试要追踪这几个十字交叉，而忽略那些开始没有闪烁过的十字交叉。过了一会，十字交叉会停止移动。要求被试指出哪些十字交叉在一开始的时候闪烁过。如果被试只要追踪3个十字交叉，完成这个任务很轻松。如果要追踪4个十字交叉，准确率就没那么高了，但被试还是能相当出色地完成任务。但是要追踪的十字交叉增加到5个，由于这个数字超过了工作记忆的最大容量（4个），大部分被试不能完成任务。这个实验证明了进入意识的项目只能是4个。
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人类的工作记忆只能储存少数几个项目，让人奇怪的是，在这点上我们跟猴子很相似，尽管猴子大脑的大小只有人类大脑的1/15。我们只能记住快速呈现给我们看的项目中的3～4个，而婴儿同样具有这样的能力。事实上，许多其他物种快速记住事物的数目上限和人类一样，也是3～4个。例如低级的蜜蜂，能够区分2个项目组成的模式与3个项目组成的模式，也会区分3个项目组成的模式与4个项目组成的模式，但是蜜蜂不能区分4个或4个以上项目组成的模式。因此，可能存在某种限制，使所有动物的短期记忆能够存储的项目数量有限。[1]
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[1]目前，对产生这种局限性的原因，存在激烈的争论。一种解释是；注意重点关注3～4个项目已经足够应付任何情况了。然而，也有例外。如一个学生绞尽脑汁解一道数学题，或一个人想弄明白一个机械小装置的内部构造，他们可能会希望人类大脑能处理更多的项目。但是，在人类进化过程中，很少出现需要同时对付好多个想要吃掉我们的捕食性动物的情况，我们也很少追逐超过1～2个食物源或性伙伴。我们不需要更多的意识项目以应付危险或获取利益。换句话说，可能我们人类在进化过程中从来不需要同时关注好几个项目。
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另一种解释根据神经元运作的计算模型得出，认为3个或4个项目实际上是我们大脑能够承受的最大容量。当注意加强某一特定项目的信号，大脑皮层上与这个项目的任何特性相关的神经元不仅要更频繁地进行发射，还要以一种特定节奏相互联系。如果同时关注1个以上项目，为了使每个项目的信号与其他项目信号区分开来，需要更多的大脑节奏。但是大脑只能保持3～4种节奏，超过这个数目，各种节奏会混杂在一起，最后变成不间断的吵闹声，各个项目一片混乱，或者干脆被忘记了。
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贪婪的大脑：为何人类会无止境地寻求意义 每个意识隔间都能处理极其复杂的对象
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意识的内容只有4个项目，如果不考虑一些补偿措施的话，这将是一大缺陷。但是，对我们人类而言，这些补偿措施尤其重要，不能被忽略。我们利用注意系统以及意识强大的分析能力，藐视工作记忆的界限，将大量的数据有规律地载入每个意识隔间。
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先说说注意在增大每个工作记忆隔间的容量方面所起的作用。一旦注意选定某个对象，不管这个对象是什么，都是神经元战争的获胜者。大脑的多数活动是根据这个对象以及这个对象如何跟我们产生关联而展开的。针对一些基本的对象或特性，如一堵红墙，注意增强信号的方式是：提高视觉区域（尤其是与红色相关的视觉区域）的警备性，准备随时发射。不是负责红色编码的神经元的活动被抑制。这些受到抑制的神经元不仅仅是颜色处理中心的神经元，还包括大脑其他部分（如听觉中心与味觉中心）的神经元。与此同时，那些多功能区域，尤其是与意识紧密相关的前额叶皮层与顶叶皮层，开始积极分析当前对象的特性。所有这些活动都顺利进行，最终使我们看到红色的墙；如果不是大脑内部的一些机制加强收到的信号，我们看到的效果就不会这么明显。
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如果我关注的对象不是红墙，而是大屏幕上穿着红衣服的安吉丽娜·朱莉，那么我大脑内与朱莉无关的信息处理都被抑制，而与朱莉有关的信息处理被激活。我一看见朱莉，就认出她的脸部特征，想起她的名字，回想起她说话的样子，以及她那个大名鼎鼎的丈夫，她出演的其他电影，等等。当然，我也看到她穿着红衣服。这些信息并非独立，而是集中在一个统一的、复杂的对象身上。在前一个例子中，我关注墙时，红色是墙唯一明显的特性。但我关注朱莉时，红色这一信息是我意识到的内容之一，只是我的意识对象（朱莉）诸多特性中的一个特性。这个系统很神奇：注意接收原始输入，并将其转换成由相互关联的各种事实组成的一个整体，然后进入意识范围。由于注意将朱莉这一对象的所有特性都激活并汇集起来，这个对象和红墙一样，占据了我的工作记忆1个隔间的位置。
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换句话说，我们只有少数几个意识隔间，但是不管是最简单的对象，还是最复杂的对象，在意识隔间里都得到平等的对待。在这种语境下，“工作记忆对象”（working memory objects）这个术语通常指信息的集合。它可以指具体的对象，如安吉丽娜·朱莉；也可以指构思的计划，如在去格兰切斯特村路上，我的头脑里一直在构思的内容。
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一个工作记忆对象能够包含多少信息量？也就是说，一个“组块”（chunking）可以反映多少有效信息？就目的而言，组块类似于注意机制：两者都是将庞大的数据库压缩成具有重要意义的一个个小块（nuggets）。组块对注意起了奇妙的补充作用，与注意的不同点在于：组块是根据意识信息的结构及其与先前记忆相联系的方式来关注意识信息的。
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不少实验都证明组块可以扩展存贮在工作记忆里的信息量，其中一个著名的实验是安德斯·埃里克森（K.Anders Ericsson）和他的同事在1980年完成的。这个实验很简单：让一个记忆力和智力水平都一般的大学生完成一项基本的任务。实验人员给这个大学生念一串没有规律的数字，然后要求他按听到的顺序说出数字，如同重复刚刚听到的电话号码一样。如果这个大学生能够准确说出听到的一连串数字，下一次再增加一个数字。如果他的回答出现任何错误，下一次就减少一个数字。这是一个测试语言工作记忆的标准实验。但是，这个实验与其他实验有一个明显的不同：这个实验每天做1个小时，一周约做4天，坚持了将近2年的时间！
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刚开始，这个大学生能记住大概由7个数字组成的序列，这个成绩很一般，几乎每个人在经过训练后，都能超过语言工作记忆容量为4个的限制。但是要日复一日、月复一月地做这个实验，从这点来说，这个实验可能是世界上最单调乏味的心理学实验。为了使实验过程不至于太乏味，被试似乎下定决心提高成绩。事实上，他做到了，20个月后，当实验结束时，他能够说出由80个数字组成的序列。换句话说，如果他的7个朋友依次快速地将自己的电话号码告诉他，他能够很冷静地听他们报完最后一个数字，然后将这7个朋友的号码准确地存到他的电话簿中。
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经过一段时间后，实验人员偶尔也会测试他是否能够记住先前的数字序列。刚开始，他记不住任何先前的数字序列，即使只有7个数字长度的序列都记不住。但是，2年后，当实验接近尾声时，他能够准确记住大量长度是原先10倍的序列。他不仅能够马上记住7个朋友的电话号码，还能够在1个小时后准确地将这些号码存入地址簿。他怎么能取得如此惊人的进步？
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这个被试碰巧是个跑步运动员，他看到某一数字组合的第一反应是将其和跑步的时间联系起来，例如，他会将3 492转换成3分49.2秒，这个时间是1英里的世界纪录。换句话说，他利用自己熟悉的体育运动的数字来增强他的工作记忆。这个策略很有效，快速地将他的工作记忆容量翻了1番，能够记住近20个数字。几个月后，他认识到可以将3～4个跑步时间组合起来记忆，形成更高一层的结构，然后再将这些更高一层的结构组合起来。这时他的工作记忆容量发生了第二次大飞跃。但是，他能够组合起来的跑步时间的总数目没有超过工作记忆的最大容量。他只是逐渐增加将每个项目的容量，将3～4个数字组成一串，然后再将这些数字串组成3组或4组，逐层增加。工作记忆里的1个对象，占据了1个项目空间，开始的时候这个对象由1个数字组成，但是经过近20个月的训练，一个对象可以容纳24个数字。[1]
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所以，面对一项艰巨的任务，我们会利用长期记忆（long-term memory），提高工作记忆中的各个项目的工作效率。这种方法很简单，效果显著，重新形成的信息块更稳定、更有效。
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但是对我们人类来说，增加工作记忆的信息量并不仅仅靠一些记忆技巧。在上面的例子中，被试将新的数字与他原有的关于跑步时间的结构性知识相联系，因而记住很长的数字序列。实际上，他的做法是强行将某种模式加入到没有规律的数据中。然而，很多时候我们的感觉接收到的信息确实有某种清晰的模式或结构，在这些情况下，我们的意识会很警觉（很可能是由于这种新信息可以带来重大的进步），一旦觉察到，就会快速利用新发现的知识。
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