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【陈刚】对意识的科学探索与道家哲学

1.导言

用科学方法研究心理意识问题面临一个难以逾越的鸿沟:科学方法强调的是客观公共的观察和可重复的实验,而像疼痛和思维这样的精神事件本质上是主观隐私的。尽管如此,在过去的130年里,探索人类心理及意识的各种科学研究活动仍然产生了大量有意义的成果,特别是对大脑的物理运转机制提供了大量的知识。这一方面对哲学提出了严峻的挑战,另一方面也需要哲学的诠释和综合。然而当代英美哲学对此作出的各种反应,如心物等同论、功能主义、还原主义、物理主义、取消主义,基本上是一元唯物的。我们有必要探讨从冯特开始的科学对人类意识的探索过程,特别是当代三位诺贝尔奖获得者(艾克尔斯,克里克,埃德尔曼)在这方面的工作,并针对其工作中存在的问题做一个哲学的分析。

2.历史回顾

德国生理学家冯特(Wilhelm M. Wundt)1879年在莱比锡大学建立了一个实验室,专门用实验方法来研究心理问题。大致在同一时间,詹姆士(William James)在哈佛、里佛斯(W.H. Rivers)在剑桥也建立了类似的实验室。先于冯特,德国物理学家赫姆霍兹也曾经用实验方法来测量刺激与反应之间的时间间隔。然而主要是冯特的实验室吸引了来自世界各地的哲学家和心理学家,引起了学界的广泛关注,并为英国和美国若干大学所效仿。冯特的创举适时地响应了当时的一个急迫问题:其它学科如天文学、物理学、化学、生物学在哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿、达尔文、孟德尔的手上,通过使用科学的观察实验方法,已经取得了巨大的成功。心理学的发展则严重滞后。因为仅仅依赖基于个人感觉的内省方法,心理学已经失去了发展的动力。如何利用科学研究方法来推进心理学及其它社会科学的发展是当时的一个时代议题。心理学随后的发展,特别是芝加哥学派逐渐由安杰尔(J.R. Angell)的功能主义转向华生(J.B. Watson)的行为主义,以及由此而催生的大量“行为科学”研究项目,逐渐背离了冯特的结构主义研究模式。因为冯特并没有完全否认内省方法,他仍然试图用实验方法来改进内省。行为主义者仅仅关注刺激和反射之间的关系,在感觉输入和行为输出之间所发生的一切则完全被忽略。意识问题逐渐成为科学研究的禁忌领域。这种方法根本不可能产生一个完整的理论,也不可能对人的行为给出一个完备的说明。

随着认知科学和神经科学在二十世纪六十年代后期的兴起以及大脑扫描技术(脑电图、CTMRICATPET、等)的进步,科学家终于将研究领域推进到大脑的内部。在九十年代,意识问题逐渐成为一个合法的科学问题。这主要得益于三位诺贝尔生理医学奖获得者利用他们在学界的地位和影响力带头从事这方面的研究。

3.艾克尔斯的实体二元论

艾克尔斯(John Eccles),通过与哲学家波普尔的合作,逐渐发展出了他自己的互动二元论,以反对当时哲学界流行的一种所谓“科学导向”的心物等同论:精神状态等同于大脑的物理化学状态,大脑就好比是一台超级计算机,大脑皮层中发生的物理过程以某种方式生成思想和感觉。艾克尔斯认为这种“贫乏而又空洞”的理论无法说明“人自己的许多奇迹和奥秘,他的精神价值、创造性和我们每个人的独特性。”[1] 他批评心物等同论没有给人类自由留下任何空间。“我认为科学还原主义严重低估了人自身的奥秘,试图用唯物主义的神经元放电模式来说明精神世界的所有事实。我们必须把这种信念看作是一种现代迷信。我们必须认识到我们是精神世界中的一种精神存在,正如身体和大脑等物质实体存在于物质世界一样。” [2]

照艾克尔斯看来,我们拥有一种非物质的心灵与物质的大脑相互作用,除了物理世界还存在一个精神世界,两者相互作用。艾克尔斯又否认心灵是一种笛卡儿式的非广延思维实体。他指出,除非我们的心灵以及它所存在的世界纯粹什么都不是,它必然由属于另一世界的作为能量实体的细小颗粒构成。[3] 艾克尔斯的能量实体理论,特别是神经微粒(dentron)和心理微粒(psychon)之间的能量交换学说,面临严峻的考验。按照热力学第一定律,一个封闭系统的能量总和保持守恒。物理世界就是一个科学能够给出完整说明的封闭系统,其中的质能总和必须保持稳定。总之,艾克尔斯的理论仍然是一种实体二元论,在二十世纪科技进步的背景下难以辩护。但是他的理论目标,即自由意志和人类精神的实在性,是值得我们肯定的。

4.克里克对视觉意识的研究

克里克(Francis Crick)采用一种典型的科学方法来研究意识问题,那就是将普遍的大问题分解为特定的小问题,然后分而治之。他认为意识问题的哲学层面应该留待未来再考虑,自我意识是意识的一个特别案例,也应该暂不考虑。所以他集中研究视觉意识,并将它作为一个简易的突破口。人类是非常视觉化的动物,我们的视觉对象生动活泼而又信息丰富。并且视觉信号的输入通常是高度结构化而且在实验中易于控制。脑科学中已经存在大量关于视觉的解剖学和生理学工作。如果我们希望理解神经元放电是如何产生意识的,我们可能首先应该着手于理解大脑中一个相对简单的子系统。在他的著作《惊奇的猜测:对灵魂的科学探索》中,克里克表示,“你,你的快乐与忧愁,你的记忆与理想,你的个人身份和自由意志,事实上都不过是大量的神经元细胞及其相关分子集合的行为。”[4] 在目前的哲学和脑科学的发展背景下,这个观点既不新颖也不令人感到惊奇。哲学家塞尔的解说是,“我们所有的精神生活在大脑中具有一个物质的存在,大脑中负责我们精神生活的那些特定机制是神经元及其相关的分子。”[5] 我们需要回答的关键问题是,这个特定的机制是在那个部分以何种方式产生特定的意识体验,比如视觉意识的。克里克仔细讨论了大脑及其神经系统的各个部门,从视网膜上的细胞层经过光学神经纤维到侧膝弯曲核子,再经过放射状光学神经纤维到大脑视觉皮层,如V1V2等区。他希望能够弄清楚大脑的哪个区的哪个皮层负责视觉的表征,因为大脑中有大量的神经元事件在发生,显然并非每个部分都是有意识的。克里克所面临的最艰难的问题是:那些物理的、客观的、可量化的、可公共观察的神经元之间的放电活动是如何产生精神的、主观的、定性的、阴私的体验的?如果克里克想要以科学的方法破解意识的奥秘,这就是他所面临的一个科学问题。这同时也是克里克无法回避的一个哲学问题,事实上这还是当代心灵哲学的一个中心问题。基于马尔斯堡(Christopher van der Malsburg)等人的工作,克里克和科赫(Christof Koch)提出了一个真正令人惊奇的猜测:众多神经元以大约40赫兹频率的同步放电活动是视觉意识形成的关键机制。[6]

克里克在他的论述中犯了一些基本的错误。在讨论记忆和注意力的作用的时候他说,工作记忆能扩展意识的时间结构,然而它对于意识不具有本质性的作用;意识因视觉注意力而被强化,但是注意力对意识的发生也不具有本质的意义。克里克似乎没有认识到记忆和注意力本身就是一种意识活动。这种错误的根本原因是他主张一种分析的研究方向。他试图将意识问题分而治之,而人类意识本质上是一种整体的现象。克里克的研究项目似乎在对意识做因果说明和将意识做取消还原处理这两者之间摇摆。有时他似乎要将意识还原为神经元事件,但他同时也正式宣称要对意识提出一个因果说明。克里克和塞尔似乎都犯了一个错误,他们都认为精神事件是由神经元事件以因果的方式引起的,我们认为精神事件是由神经元事件所实现的,不是由神经元事件所引起的,正如椅子是由木头所实现,不是由木头所引起的。否则我们又回到的笛卡儿式的实体二元论。我们需要在实体二元论和还原论之间找到一个可行的中间地带。

5.埃德尔曼的神经元达尔文主义

埃德尔曼(Gerald Edelman)在这方面出版了至少六本专著,因而做了最实质性的工作,其中最著名的是三步曲:《神经元达尔文主义》(1987),《拓朴生物学》(1988)和《对现在的记忆》(1989)。他相信任何成功的意识理论的基础不在量子物理,也不在哲学思辩或计算机程序,而在神经科学,即作为进化发展结果的大脑所特有的复杂结构。埃德尔曼的神经元达尔文主义由三个主要理论成分构成:1)神经元群体选择理论,2)神经元片层学说,3)交互并行放电学说。人脑的发展不是一个完全由基因控制的过程,它经历了一个达尔文式的自然选择机制。当个体的神经元组合在一起形成功能性群体的时候,70%的神经元会在大脑达到成熟前死亡。被选择的单位不是个体的神经元,而是神经元群体。神经元片层是作为功能性工作单位的神经元群体。在神经元片层之间存在系统的多重连接,片层之间的交互式并行放电活动构成大脑中的神经元事件的基本工作机制,这也是意识形成的关键机制。[7][8][9]

如果说克里克关注的是“捆绑问题”,即单个的神经元放电活动合在一起是如何产生视觉意识的,埃德尔曼关注的则是知觉的范畴化问题。大脑本身从一开始是没有被分类或被范畴化的,它预先也没有任何程序来指导其发展过程。当大脑接收到大量某一类型的刺激的时候,某一特定的神经元群体模式从大量片层中被选择出来。某些模式被感觉经验所加强,而其它模式被取消,这是一个类似于进化的选择过程。埃德尔曼以免疫系统作为类比来说明他的理论,人的免疫系统通常产生大量不同种类的随机性抗体,只有那些与外来的异质客体成功发生联系的抗体能够快速地大量繁殖,这就说明人体是如何能够替那些它从来没有遇到过的异质客体产生抗体的。以类似的方式,埃德尔曼的神经元群体选择理论说明大脑在不具备大量天生的模式类型范畴的情况下,在没有任何程序的控制下,能够识别来自外部世界的客体。因为这不是一个由基因控制的过程,所以不同的大脑经过进化得到的结果也就不同。在此之上还存在着一个重新范畴化的可能性,这又说明了大脑的可槊性:大脑的一个半球或部分被摘除之后,它的某些功能可以通过另外一个半球或部分逐渐地得到不同程度的恢复。

在《对现在的记忆》中,埃德尔曼试图说明意识的突现过程。他把意识分为两类,基本意识,比如感觉;高阶意识,比如自我意识。高阶意识是由基本意识发展而来的。所谓“对现在的记忆”就是短期记忆,这种短期记忆对意识的形成具有关键的作用。然而塞尔认为,一个成功的意识理论必须满足一些必要条件。首先它必须有记忆,其次它还应该具备学习系统,时间范畴系统,价值比较系统,辩别自我与非我的能力,产生概念的能力,等等。埃德尔曼在他的论述中对其中的许多方面不够清楚。[10]

在试图解决意识问题的若干尝试中埃德尔曼的工作被认为是最厚实的。他似乎认为人的大脑是通过神经元片层之间的交互式放电而产生意识的。塞尔指出,“大脑完全可能在没有意识的情况下具备所有这些功能和行为特征(包括片层之间的交互式放电)。”[11] 所以埃德尔曼同样面临这样一个问题,人类是如何从所有这些可定量的物理结构及其功能中达到我们每个人都具有的感觉知觉定性状态--也就是哲学家所说的“特质感受性”的?埃德尔曼则认为,“科学不可能告诉我们为什么热的东西让我们感到热,我们不应该提这样的问题。我们不能解决特质感受性问题,因为没有两个人会有同样的特质感受性,具有普遍性的科学不可能说明这种特质性的区别。”[12] 从哲学的角度看,这种回答是不可接受的。特质感受性是意识状态的最重要特征,任何意识理论都必须对它的发生提出一个说明。并且,世界上没有两片树叶是完全相同的,科学家照样能够用普遍概念和理论来描述。与科学中的情况类似,哲学理论也是由普遍概念构成。哲学和科学都应该能用普遍概念和理论来描述形态各异的个体事物。

6. 科学研究的哲学导向

用科学方法研究意识问题首先需要突破一个局限:科学方法强调的是客观公共的观察和可重复的实验,而像疼痛和思维这样的精神事件本质上是主观隐私的。历史上在重大的科学革命时期,科学家往往有较大的方法论创新和较深的哲学造诣,伽利略、笛卡儿和爱因斯坦就是最好的例证。遗憾的是,克里克和埃德尔曼都抱有那种典型的科学家对哲学的偏见和轻视。他们在哲学概念上的贫乏削弱了他们对意识的探索。他们仅用科学方法,把意识问题仅仅当作科学问题来研究。虽然他们力图解决意识问题,他们真正所研究的仍然是神经元事件,即人类大脑的物理工作机制。尽管如此我们仍然认为,三位科学家的现有成就为我们理解大脑、意识、思维和记忆等问题提供了科学基础,因而具有极大的参考价值。意识问题的研究在科学史上将是革命性的:科学家需要有良好的哲学素养,以突破目前在基本概念、形而上学预设和科学方法上的局限;哲学家也需要借鉴科学成就以启迪自己的哲学思维并力争达到以上的突破。有必要将科学方法与哲学方法相结合;把意识问题既当作一个科学问题,也当作一个哲学问题来研究;因为神经元事件和精神事件可能是同一枚硬币的两个面。对意识的哲学分析和科学研究将导致科学方法的扩展和创新,同时也将引起一场哲学上的变革。

科学家在研究大脑和意识的时候所面临的一个挥之不去的疑惑就是大脑和心灵之间的本体关系问题。如果说早期意识研究在英美哲学中引起的典型回应是各种版本的一元唯物的还原主义。二元论仍然零星地存在,但是情况并不乐观:笛卡儿和艾克尔斯的实体二元论在当代科技知识的背景下显然难以辩护,戴维森的属性二元论面临大量的理论困难,塞尔的生物物理主义尚不成熟。当代科学家虽然从常识出发开始承认意识现象的重要性并将它作为合法的科学研究课题,但是因为二元论在理论上的不足,他们或者在对意识做因果说明和将意识做取消还原处理这两者之间摇摆,或者忽略意识研究所必须面对的诸多问题。我们有必要构建一种可行的二元论,它对心物本体区别的描述比属性二元论强,比实体二元论弱;它既能说明常识的心脑互动现象,又能化解自由意志和自然必然性之间的冲突;既与科学的基本成就相一致,又能证明人类精神及其价值的实在性;不仅能解答科学家关于心脑本体关系问题的疑惑,还能帮助他们对脑科学中的大量复杂发现提供诠释。笔者试图提出一种新的知觉二元论以达到以上理论目标。[13]

    知觉二元论的基本理论是,物理事件和精神事件的区别在于对同一神经元事件的两种不同的知觉方式。物理事件是我们从外在的观点所观察到的外在知觉,它对于我们每一个人都是客观公共的;精神事件是我们从内在的观点所感觉到的内在知觉,它本质上是主观隐私的。物理事件和精神事件之间是一种非还原非因果的关系。内在的观点的突现和存在是一个物理系统(比如大脑或计算机)是否具有心灵的判别标准。[14] 这种知觉二元论可以在中国的传统智慧中找到思想渊源和理论基础。

7.道家心灵思想的启示

    在近现代物理科学兴起以前,心物二元论存在于世界上几乎所有古代文明的理论思维中;在当代它作为一种常识观点仍然广泛存在于大众的语言和思维中。如果说中国的儒家哲学长期代表了正统的官方思想;道家哲学则占据了民间思维的草根性地位。道家哲学最明确地表达一种本体二元论的思想。

    老子在《道德经》第十章中以疑问句的方式告诉我们:“载营魄抱一,能无离乎?” 按照魏源的《老子本义》,“营,读为魂”。所以老子说的“营魄”就是魂魄,其中魂指精神;魄指形体。老子在这里表达的是一种魂魄抱一,神形合一的思想。老子把神形看作是两种各自独立的实体,两者可以合一,似乎也可以分离。[15] 这里的神形问题就是当代哲学中的心身问题。

    庄子对神形问题做了更细致深刻的分析,他从事物演化的角度,探讨了形与神的起源过程,提出了形体保神的观点。庄子在《庄子-天地篇》中写道:“泰初有无,无有无名,一之所起,有一而未形。物得以生谓之德;未形者有分,且然无间谓之命;留动而生物,物成生理谓之形;形体保神,各有仪则谓之性;性修反德,德至同于初。” 这段话的主要意思是,世界开始的状态是无有无名,然后是一种单一的无形,无形经分化而有形,因而产生万物。万物经过进一步演化而产生具有生理结构的生物形体。生物形体中保有精神,精神的各种不同表现形式就是本性。[16] 庄子在这里所表达的原始进化论的思想与现代科学所揭示的宇宙演化和生物进化的图景基本符合。庄子在《庄子-齐物论》中还提出了“心随形(变)化”的观点。这种观点与当代心灵哲学中的弱物理主义纲领,特别是戴维森的关于在心身附生关系中物理事件决定精神事件的观点非常类似。

    道家心灵思想的进一步发展是将神分为元神和识神。北宋道教南宗的宗祖张伯端(9841082)说“夫神者,有元神焉,有欲神焉。元神者,乃先天以来一点灵光;欲神者,气禀之性也。” 元神是“先天之神”,是人先天固有的,与人自身的控制支配能力有关的人心理最深层次的某种本能意识,类似于现代所说的“自我意识”。“后天之神”是指人的识神、欲神或思虑之神,是由元神派生的,是在后天的发育成长过程中逐渐形成的,它反映了人对外部世界的认识,人对自身的认知以及人的需求和欲望,它是不纯洁的,因而对人的生存是有害的。基于元神和识神的划分,道家的修炼强调保元神而消识神。[17]

    当我们面对古代传统智慧的时候,唯一正确的策略是取其精华,去其糟粕。道家修炼实践的理论基础在科学高度发达的今天显然已经过时。然而道家心灵思想的许多理论成分在现代仍然对我们有较大的意义:有些可以直接转译为现代语言,有些对我们的思维具有一定的启发意义。道家心灵思想经过合适的筛选和诠释完全可以构成知觉二元论的思想渊源和理论基础。首先,老子主张一种明确的本体二元思想。第二,庄子的形体保神、心随形化的思想符合现代科学所揭示的宇宙演化和生物进化的图景以及弱物理主义所主张的物理事件决定精神事件这一根本观点。第三,元神和识神的二分关系恰好对应于现代话语中的自我意识和精神事件的二分关系。张伯端的“一点灵光”让我们想到知觉二元论中的“内在观点”。正如后天之神是由元神的一点灵光所派生出来的,正是以自我意识为出发点的“内在观点”使精神事件成为可能。

    现代神经科学已经证明,所有的精神事件都是由神经元事件所实现的。神经科学的进步似乎无可避免地导致一元物理的还原主义。但是,一元论无法说明我们每个人都能够切身感受到的精神事件的实在性,还原主义的心物等同论在当代心灵哲学的讨论中面临许多的理论困难。然而,如果我们寄希望于二元论,我们就需要发展出一套理论上自恰,经验上与现代神精科学最新成就相符合的理论体系。道家的心灵思想所带来的启示让我们看到了希望。攻克意识的奥秘将需要哲学和科学的共同努力。

参考文献】
[1] [3] John C. Eccles. How the Self Controls Its Brain [M] Springer-Verlag Telos, 1994, pp33, 176; p38.
[2] John C. Eccles. Evolution of the Brain: Creation of the Self [M] Routledge, 1991, p241.
[4] Francis Crick. Astonishing Hypothesis: The Scientific Search for the Soul [M] Simon & Schuster, 1995, p3.
[5][10][11] John Searle. The Mystery of Consciousness [M] New York Review Books, 1997, p22, pp44-47, p48.
[6] Francis Crick & Christof Koch. "The Problem of Consciousness" [J] in The Hidden Mind, Scientific American Special Issue 2002, p16.
[7] Gerald Edelman. Neural Darwinism [M] Basic Books, 1987.
[8] Gerald Edelman. Topobiology [M] Basic Books, 1988.
[9] Gerald Edelman. The Remembered Present [M] Basic Books, 1989.
[12] Gerald Edelman. Bright Air, Brilliant Fire [M] Basic Books, 1992.
[13][14] Chen Gang, "On Mind-Body Problem: From A Natural Point of View" [C] Proceedings of The 3rd International Conference on Logic and Cognition, Zhongshan University, Guangzhou, China, May 20-21, 2004, pp29-44.
[15][16] 燕国材,《中国心理学史》[M] 浙江教育出版社,1998, p105, p106
[17] 杨玉辉,“道教对人的心理的认识”[J]《华中科技大学学报》(社会科学版)20041 71-74页。

(原载《自然辩证法研究》,2005年第11期。录入编辑:乾乾