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關於意識的新理論

世上的一切都在不停地運轉。 Image: 路透社/Carlos Barria

為什麼我的意識在這兒,而你的意識在那兒?為什麼我們每個人都將宇宙一分為二,視作主觀的世界和無限的客觀世界的集合?我們每個人又是怎麼以自我的經歷為中心、接收來自世界其他部分的資訊的?為什麼有些事情是有意識的,而有些則顯然不是?老鼠有意識嗎?那蠓呢?那麼細菌呢?

這些問題都是古時候所說的“心物問題”,其本質在於:心靈與物質之間的關係究竟是什麼?幾千年來,它一直沒有一個令人滿意的結論。

在過去的二十年中,“心物問題”發生了重大的變化。在哲學家大衛·查爾莫斯的一篇經典論文中創造了這一術語,在他1996年的著作《有意識的心靈:基礎理論研究》中對其進行了進一步探討,現如今,它被普遍地認為是意識的“難題”。

查爾莫斯認為,較之“心物問題”,語言藝術和神經科學,比如神經元和大腦是如何在實體層面上運動的,則相對“容易”。當然,這些問題事實上都並不容易。但在他看來,與真正的難題,即解釋意識與物質相關性的問題相比,它們相對要容易一些。

在過去的十年裡,我的同事,加州大學聖巴巴拉分校心理學教授Jonathan Schooler和我一起提出了“意識共振理論”。我們提議使用共振(同步振動的近義詞)作為不僅僅是人類的意識、還是所有動物意識和更普遍的物理現實的核心。這聽起來像是嬉皮士們夢寐以求的東西(這是振動的故事啊,夥計們!),但請相信我。

關於振動的二三事

世界上的所有事情都在不停地運轉、振動。即使是看似靜止的物體實際上也是以各種頻率振動、振盪和共振。共振是一種運動,其特徵在於兩個物體之間的共同的振動。最終所有問題都只是各種潛在領域的振動。因此,在每個尺度上,萬物都在振動。

當不同的振動的事物相遇,一些有趣的事情便會發生:一小段時間以後,它們常常會開始以相同的頻率共振。它們開始“同步”,這有時候看起來很神秘。這被描述為自發自組織現象。

數學家Steven Strogatz在物理學,生物學,化學和神經科學方面提供了各種例子來說明“同步”(他的共振術語),在他2003年的書《同步:宇宙、自然和日常生活中的混沌如何產生秩序》中,包含:

當某些品種的螢火蟲在大規模相聚時,它們開始同步地閃爍,這樣的方式似乎有些神秘。當相同功率和頻率的光子同步時會產生鐳射。月球的自轉和公轉軌道在地球周圍完全同步,因此我們總是看到它的同一張臉。

對共振的檢測可以更深入地瞭解意識的本質和更廣泛地宇宙。

在你的頭骨內同步

神經科學家也在他們的研究中發現了同步。人們大腦的神經元大規模地以可測量的頻率放電,哺乳動物的意識也常常被認為與各種神經元同步相關。

比如說,德國神經生理學家Pascal Fries探索了大腦中的各種電子同步效應及其產生的不同類型的人類意識。

Fries專注於研究伽瑪(γ)、貝塔(β)和西塔(θ)波。這指的是通過在顱骨外側裡放置電極測量大腦中的點震盪速度。當他們使用電化學脈衝相互聯繫時,神經元組將產生震盪。這些信號的速度和電壓平均每秒以可測量的特定週期產生腦電波(EEG波,Electroencephalography)。Image: artellia/Shutterstock.com

伽瑪波與感知、冥想或全神貫注這些大規模協調活動相關;貝塔波則能最大化大腦活動或是喚醒大腦;西塔波影響著放鬆或者白日夢。在Fries看來,這三種波型共同產生或至少促進產生了各種類型的人類意識。但腦電波和意識之間的確切關係仍存在著爭議。

Fries將他的概念稱為“通過一致性進行交流”。對他來說,這都是關於神經元同步的內容。就共用的電震盪速率而言,同步允許神經元和神經元組之間平滑通信。如果沒有這種同步的一致性,輸入的內容會隨機地到達神經元興奮週期中的某個階段,在溝通中將呈現無效或者至少是效率低下的情況。

意識共振理論

我們的共振理論是在Fries和其他學者的理論基礎上建立的,其中包含更廣泛地解釋不僅是人類和哺乳動物的意識、並且可以更加寬泛地對意識進行闡釋的方法。

基於我們周邊那些被觀察的實體的行為,從電子到原子再到分子,從細菌到小鼠、蝙蝠、老鼠等等,我們認為所有的事物都可以被認為多少有些意識。這乍一聽有些奇怪,但是“泛神論”在意識的本質領域被越發廣泛地接受了。

泛神論者認為,在進化過程中,有些時候並沒有出現意識。相反,意識總是與物質相關的,反之亦然,物質和意識就像一枚硬幣的兩面一般相依存在。但是,與我們宇宙中各種類型的物質相關的意識都是極其簡單的。例如,電子或原子只享有淺薄的意識。但是,根據這種思維方式,隨著物質聯繫變得更加緊密和豐富,意識的聯繫也會如此,反之亦然。

生物有機體可以通過各種生物物理途徑(電學和電化學)快速交換資訊。非生物結構只能使用熱通路在內部交換資訊,相比與生物體,資訊交換要慢得多,豐富程度也較低。例如,生物利用快速資訊流動的能力大規模傳達意識,其規模與巨石或是沙堆相近,但是其內部聯繫則遠比石塊內部或是鬆散的沙礫要緊密。

在我們的研究方法中,巨石和沙堆只是“聚合物”,即僅在原子或分子層面上的高度的基本意識的集合。這與生物生命形式中發生的情況形成對比,在生物生命形式中,微觀意識實體相互組合形成更高層次的宏觀意識體。這對我們來說,這種組合的過程就是生命的標誌。

我們的方法的核心論點是:大規模的意識的特定聯繫(一如人類和其他哺乳動物所有的)是由許多較小的部分共同產生的共鳴的結果。存在的共振波的速度是決定每個時刻中每個有意識的實體的大小的限制因素。

隨著特定共用共振擴展到越來越多的組成部分,由共振和組合產生的新的意識體會變得越發的大且複雜。因此,例如實現伽瑪同步的人類大腦中的共用共振會囊括比貝塔或西塔節律更多的神經和神經元連結。

那麼那些更大的生物內共振(如螢火蟲群的同步閃爍)呢?研究人員認為,生物發光共振是由內部生物振盪器引起的,這種振盪器會自動促使每一隻螢火蟲與鄰近的夥伴同步。

這群螢火蟲是否有更高層次的群體意識?應該沒有,因為我們可以脫離任何智慧或者意識的層面來解釋這種現象。但是在具有正確的資訊通道和處理能力的生物結構中,這些自組織趨勢可以且經常產生更大規模的意識體。

我們的意識共振理論試圖提供一個包括神經科學、神經生物學和生物物理學的更基本的問題、和心靈哲學的統一框架。當涉及到意識和物理系統的演變的時候,它會觸及到差異的核心。

這都是關於振動的,但是這也是關於振動的類型和更重要的共振問題的內容。

作者:Tam Hunt 加州大學聖巴巴拉分校心理學研究員

以上內容僅代表作者個人觀點。

本文由世界經濟論壇與The Conversation聯合發佈,轉載請注明來源並附上原文連結

責編:萬鴻嘉     翻譯:胡靜璿

世界經濟論壇·達沃斯博客是一個獨立且中立的平臺,旨在集合各方觀點討論全球、區域及行業性重要話題。

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