意识探秘--意识的神经生物学研究_【美】克里斯托夫?科赫(Christof Koch)_9787547854112

意识是科学上至今还未解决的超级秘密之一。什么是意识?意识是怎样产生的?意识有什么益处?只有人才有意识吗?为什么我们有那么多的动作并不需要意识参与其中?回答这些问题，将使我们对人之所以为人有全新的认识。本书是作者与克里克对上述这些问题长期合作研究的结果。本书探讨了动物和人主观心智的生物学基础，探讨并提出了一种意识研究的框架用实验方法找出表达意识的神经相关集合。全书以视知觉研究为切入点，结合注意、记忆、自动行为、失认症和裂脑人等病理现象的研究，总结了意识研究的科学基础，概括指出了我们知识的不足之处和今后研究的方向。本书的语言风格亦以洗练生动见长。

我们一定要知道，我们也一定能够知道。德国数学家希尔伯特*的墓志铭

我早就服用了阿司匹林，牙疼却一点也没缓解。躺在床上，下臼齿的阵阵剧痛让我无法入睡。为了分散注意力，我拼命想为什么会牙痛。我知道，牙龈发炎所产生的电活动沿着三叉神经的一条分支直达脑干，经过几次转换以后，终前脑深处神经元的活动产生了疼痛感。但是所有这一切都没能解释为什么牙疼会有这样的感觉！为什么钠离子、钾离子、钙离子和其他离子在脑中的运动会让我这么难受！从1988年夏天起，有关古老的心身问题的这样一种朴素的想法一直萦绕在我心头。

所谓心身问题，可以用这样一句话来概括：像脑这样的物理系统，怎样会有主观体验？随便举个例子，如果连接到计算机上的温度传感器很热，处理器就会亮起红色警灯。但是谁也不会说，为接通警灯而流过晶体管门电路的电流会让计算机感到不舒服。那么，神经活动又怎么会引起灼痛感呢？脑是不是有什么魔法呢？这一切与脑的构筑、相关的神经元类型或者电化学活动模式有关系吗？

现在已经知道，脑中发生的许多事情（即使不说是绝大多数事情），都是内省所察觉不到的，这就使问题变得更为神秘莫测。我的绝大多数日常动作（系鞋带、开车、奔跑、登山、简单会话）都是自动进行的；而与此同时，我的头脑却正忙于处理更为重要的事务。那么从神经学上说，这些行为和引起有意识知觉的行为有何不同呢？

在本书中，我将在神经科学的框架内寻求这些问题的答案。我要论证的研究计划，其终目标就是要发现意识的神经相关集合（neuronal correlates of consciousness， NCC）。所谓意识的神经相关集合，就是指足以产生某些特异性的、有意识的感受（conscious feeling）所必需的脑机制和脑事件，这种有意识的感受既可简单到像红颜色这样的知觉，也可复杂到像在看某本书封面上的丛林景色时所引起的那种引起强烈感官刺激的、带有神秘和原始色彩的知觉。描述清楚NCC是我们这个时代对科学的后挑战之一。

为了直捣问题的核心，我必须尽可能接近感知觉体验与脑这一机体构造之间相互关系的关键所在。以往对此的研究多以视觉为主，这就是为什么本书把讨论集中在看上。我把与此有关的解剖学、神经生理学、心理学以及临床资料作了通盘考虑，并把它们交织在一起，从而为思考意识的神经基础提供了一个全新的框架。

本书是为所有对这个古老的争论有好奇心的读者而写的。这一争论现在又重新燃起当代哲学家、科学家、工程师、医生和爱思考的一般公众的极大兴趣。什么是意识？它和自然万物有着怎样的联系？它有什么用处？唯独人类才有意识吗？为什么我们有那么多的动作并不需要通过意识？对这些问题的回答将对究竟什么是人产生一种新观念。在今天，这一新观念正在慢慢形成，并与我们习以为常的一些传统观念相左。谁能知道这种探索会把我们引向何方？正如邓萨尼勋爵*所说：和渺小的人类相比，黑夜是如此广袤与神奇！

本书所表达的思想是克里克和我在加州圣迭戈北部拉荷亚（La Jolla）的索尔克研究所（Salk Institute）深入合作的成果。我们的次相遇是1981年在德国图宾根，当时我们和波焦**在一起讨论树突棘的功能问题。随后我到剑桥的麻省理工学院工作，并和厄尔曼***一起提出了一些基于人工神经网络解释视觉注意的方法。希蒙（厄尔曼）和我一起拜访了弗朗西斯（克里克），在那儿进行了为期一周的热烈而富有启发的讨论。在我到帕萨迪纳的加州理工学院（从拉荷亚驱车到那里只需要2小时）担任教授以后，我们之间的交流步伐大大加快了。

弗朗西斯对意识的生物学基础一直怀有兴趣，这可以追溯到第二次世界大战结束后的那些日子；我则对从计算的角度思考视觉注意和视觉觉知**** （visual awareness），并把它们与神经生物学回路联系起来怀有极大的热情。这两者汇合到了一起。20世纪80年代末，我们一起以重新发现猫视皮层神经脉冲发放的振荡和同步活动作为切入点，提出了具体的猜想。弗朗西斯和我在1990年发表了我们合作的篇论文《意识的神经生物学理论刍议》（Towards a neurobiological theory of consciousness）。随着新资料的不断出现，也随着我们的观点不断演变以涵盖意识的诸多不同方面，我们又陆续发表了一系列论文。在过去的5年里，我每个月都要在弗朗西斯家中待两三天。弗朗西斯出于个人原因认为，还是不把他作为本书的共同作者为好。然而为了强调本书中所表达的主要思想是我们共同提出来的，我常用我们一词来表示弗朗西斯和我。我知道这样做有点异乎寻常，不过我们之间的合作本身就是异乎寻常的。

我从青年时代起就一直对某些希腊和德国哲学家［柏拉图（Plato）、叔本华（Arthur Schopenhauer）、尼采（Friedrich Nietzsche）、小维特根斯坦］*抱有很大热情，且至今不衰，而我的写作风格却竭力追随明白易懂的盎格鲁撒克逊传统。《经济学家》（The Economist）杂志在投稿须知中把这种传统归结为力求简明。我力图把客观事实和我的主观推测区分清楚。在注释中，我给出了大量的参考文献，这样可以帮助一般读者略过他们不太感兴趣的种种复杂细节。当书中次出现某个专业术语时，我用斜体字把它标出**，并在书后的术语表中做进一步的解释。

如果你以前从未接触过这些问题的话，那么我建议你先读一下第1章以及后一章的问答。后一章以不那么学究气的方式，总结了我对许多问题的思考。第2、 9、 11、 13和15章介绍了的技术进展，而第14、 18章则更带有猜测性。

本书是意识的神经生物学这门导论性课程的教材。该课程的网站www.klab.caltech.edu/cns120提供了包括课后作业和我讲课录像在内的各种教学材料。

本书是在许多朋友的帮助下才得以问世的，我在此向他们表示感谢。首先当然要感谢克里克，要是没有他经常性的指导，没有他的洞察力和创造性，那么这本书根本就写不出来。本书中所有的基本思想，弗朗西斯和我都在这些年里发表过了。他读了本书的好几稿草稿，并提出了意见。我谨将本书奉献给弗朗西斯，奉献给他对真理炽热而执着且不计成败利钝的追求、他的睿智，以及他在面对无法避免的事情时的那份坦然*。我不知道还有谁能够像他一样。

在过去的那些年里，我一直受到弗朗西斯的夫人奥迪尔·克里克（Odile Crick）亲切而慷慨的款待，享用她烹饪的种种美食佳肴，而我极少有机会回报。本书的书名正是她提出来的，那时我们正在拉荷亚他们家那洒满阳光的天井里共进午餐（我们经常在那里用午餐）。

我实验室里的研究项目进行得非常深入且耗费时间，当然也非常令人满意。项目经费的数额也颇为庞大。过去这些年我荣幸地得到了许多研究单位的慷慨资助。首要的资助单位是巴尔的摩**领导下的加州理工学院。这是一片绿洲、一座象牙之塔，对于探索以大写字母T***开头的真理（truth）来说是再合适不过了。校外的资助来自美国科学基金会、国家健康研究院、国家精神健康研究所、海军研究办公室、国防高科技研究计划署、凯克（W. M. Keck）基金会、麦克唐奈皮尤（McDonnell-Pew）基金会、艾尔弗雷德·斯隆（Alfred Sloan）基金会、斯沃茨（Swartz）基金会、穆尔（Gordon and Betty Moore）基金会。

我也要感谢我的学生、博士后工作人员以及我的同事，他们和我儿子亚历山大（Alexander Koch）以及女儿加布丽埃尔（Gabriele Koch）一起读了部分书稿，并提出了富有见解的反馈意见。他们是：阿博特（Larry Abbott）、贝克（Alex B.ker）、布莱克（Randolph Blake）、卡拉韦（Edward Callaway）、赫佐格（Michael Herzog）、海曼（Karen Heyman）、赫尔伯特（Anya Hurlbert）、克赖曼（Gabriel Kreiman）、劳伦特（Gilles Laurent）、米尔纳（David Milner）、穆夫雄（Anthony Movshon）、纽瑟姆（William Newsome）、奥尔斯豪森（Bruno Olshausen）、奥格尔（Leslie Orgel）、派博（Carl Pabo）、佩雷斯奥里韦（Javier Perez-Orive）、波焦（Tomaso Poggio）、雷诺兹（John Reynolds）、罗迪克（Robert Rodieck）、沙因贝格（David Sheinberg）、辛格（Wolf Singer）、斯夸尔（Larry Squire）、土屋（Nao Tsuchiya）、塔尔文（Endel Tulving）、弗拉霍斯（Elizabeth Vlahos）、万德尔（Brian Wandell）、威尔肯（Patrick Wilken）以及泽基（Semir Zeki）。

与下列哲学家讨论了我的这些研究项目的概念基础，并使我获益良多。他们是：贝恩（Tim Bayne）、布洛克（Ned Block）、查默斯（David Chalmers）、丘奇兰（Pat Churchland）、丹尼特（Dan Dennett）、法伯（Ilya Farber）以及诺埃（Alva No.）。

我还有幸得到下面9位热情读者的帮助，他们通读了全稿。一位是专业的策划编辑默德泽克（John Murdzek），还有另外8位意识迷贝恩（Tim Bayne）、博根（Joseph Bogen）、霍夫斯端特（Constanze Hofst.tter）、兰多尔特（Oliver Landolt）、尼布尔（Ernst Niebur）、纳奇夫（Parashekev Nachev）、佩雷斯奥里韦（Javier Perez-Orive）以及范罗伦（Rufin Van Rullen）。我的3位同事布里奇曼（Bruce Bridgeman）、卡特（McKell Carter）以及法伯（Ilya Farber）耗费了大量时间和心血校阅了全稿。这些读者不断提出建议，消除了许多大大小小的不妥之处，并大大加强了本书的可读性。我要感谢本书的编辑罗伯茨（Ben Roberts）先生。从初的草稿到终出现在读者手上的这本大部头著作，整个过程都离不开他卓越的指导。作为一位真正的书迷，无论从形式还是内容上，他总是用的标准来要求本书。从绚丽多彩的封面到插页图版中的美术、正文中的插图、字体和全书的版面编排，都是由保罗（Emiko-Rose Paul）和她在回声医学媒体（Echo Medical Media）的团队以及翁（Mark Stuart Ong）设计的。因泰格尔（Integre）技术出版社的盖伦（Leslie Galen）校对了全书的每一个字，并监督了整个出版过程。我不可能要求有比这更好的专业队伍了。

后要提到我亲近的家人：伊迪丝（Edith Koch）、亚历山大、加布丽埃尔以及我们的爱犬特丽克西（Trixie）、诺西（Nosy）和贝拉（Bella），没有他们我就茫无所从。能和他们共享人生，我实在是太幸运了。

那么，各位尊敬的读者，祝您阅读愉快！

2003年8月于帕萨迪纳

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