周日清晨的陽光爬上窗臺，

你是不是一邊刷著“腦機接口讓癱瘓者意念寫字”的新聞，

一邊好奇AI會不會偷偷產(chǎn)生自我意識？

開車時不用刻意思考就完成換擋

這是無意識在“打工”嗎？

自由意志是天生的，

還是大腦給我們的“小錯覺”？

這些日常里的奇妙疑問，都藏著意識的終極密碼。

黨的二十屆四中全會審議通過的十五五規(guī)劃建議明確提出大幅提高科技自立自強水平，培育壯大新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，讓前沿科技真正惠及民生。

意識是什么，為何它能賦予生活的意義？意識研究與腦機接口、心理健康有哪些密切聯(lián)系？今日，中國科協(xié)之聲與您一同走進國家科技傳播中心學術(shù)發(fā)展講堂，聽中國認知科學學會學術(shù)委員會主任、中國科學院生物物理研究所學術(shù)副所長何生，解碼大腦深處的“生命密碼”→

“意識并非虛無縹緲的‘靈魂’，而是由大腦中神經(jīng)元活動所產(chǎn)生的涌現(xiàn)現(xiàn)象。理解腦與意識的關(guān)系，不僅是探索人類自我的終極疆域，也將對人工智能、腦機接口和心理健康等領(lǐng)域具有深遠意義�！敝袊J知科學學會學術(shù)委員會主任、中國科學院生物物理研究所學術(shù)副所長、認知科學與心理健康全國重點實驗室學術(shù)委員會主任何生，在國家科技傳播中心學術(shù)發(fā)展講堂“腦科學專場”上發(fā)表如上觀點。

腦生“心”，心生萬物：漫談腦與意識

何生

意識是什么？

笛卡爾“我思故我在”也沒說透的終極問題

什么是意識？

它源于何處？

這或許是科學界面臨的最深刻也最迷人的問題之一。笛卡爾曾言“我思故我在”，便將意識的存在視為了最不容置疑的思辨基點。然而，從科學的角度定義意識卻異常困難。哲學家約翰·塞爾就將其描述為“從無夢的睡眠醒來之后，除非再次入睡或進入無意識狀態(tài)，否則在白天持續(xù)進行的，知覺、感覺或覺察的狀態(tài)”，神經(jīng)科學家克里斯托夫·科赫則更詩意地稱之為“意識，就是你的體驗”。盡管意識沒有特別清楚的定義，但我們每個人似乎腦子里面也知道它是什么，那么，意識究竟有多重要？

試想，如果在痛苦的監(jiān)獄生活與“舒適”的植物人狀態(tài)之間進行選擇，幾乎沒有人會選擇后者。這表明，意識的存在賦予了人類生命意義。不僅如此，理解意識對于理解知覺、注意、記憶、決策等各種認知功能都至關(guān)重要，它是貫穿認知科學領(lǐng)域的一條主線。

從理解意識到底代表什么含義的角度，我們就可以把對意識的描述分成兩個維度，橫坐標代表意識的水平，即從昏迷、麻醉到清醒的覺醒程度�？v坐標代表意識的內(nèi)容，即個體對特定信息是否“覺知”。臨床上會關(guān)注植物人、昏迷患者的意識水平恢復，而在認知實驗中，則會更多地去探究為何有些進入大腦的信息未被“意識”到，卻仍能影響行為。

腦如何生“心”？

丘腦與大腦皮層的“雙人舞”決定意識高低

腦生“心”中的“心”并非指生理上的心臟，而是代指意識這個概念。腦生“心”的核心內(nèi)涵在于揭示意識如何從物理的神經(jīng)元產(chǎn)生主觀意識的體驗。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一弗朗西斯·克里克，在其科學生涯的后半段就轉(zhuǎn)向了意識研究，并提出了“震驚假說”：即你所有的喜怒哀樂、記憶與自我，歸根結(jié)底都是神經(jīng)元的活動。

我們通常說的“意識”，包含了兩個維度，一個是覺醒，一個是覺知。從覺醒的這個角度來說，是人的丘腦里面的神經(jīng)活動，特別是丘腦里面神經(jīng)和大腦皮層的神經(jīng)之間的連接程度，功能連接的程度對覺醒非常重要，而覺知，從我們現(xiàn)在的神經(jīng)科學的了解，更多的是在大腦皮層這個地方來表達來支持的。

哲學家大衛(wèi)·查爾莫斯把意識研究要回答的問題分成兩個大方向，一個是容易的問題，一個是困難的問題。“容易問題”是從第三人稱視角出發(fā)，研究特定意識內(nèi)容所對應(yīng)的大腦神經(jīng)活動。這類研究是我們目前通過腦成像等技術(shù)能夠客觀開展并逐步推進的，屬于認知神經(jīng)科學的常規(guī)范疇�！袄щy問題”則指向一個更根本的困惑：大腦中的物理性神經(jīng)活動，究竟是如何產(chǎn)生出主觀的“意識體驗”的？這一問題被哲學家稱為“解釋的鴻溝”，至今仍缺乏明確的研究路徑。

盡管意識研究中的“困難問題”依然存在，但學界仍涌現(xiàn)出諸多理論，其中以“全局工作空間理論”和“整合信息理論”最具影響力。前者將意識比喻為舞臺聚光燈，被照亮的信息得以被全腦廣泛訪問；后者則認為，意識源于系統(tǒng)內(nèi)部信息的整合程度。除了理論框架，意識研究也深入于具體的神經(jīng)活動層面，即探究當我們產(chǎn)生特定主觀體驗時，大腦中對應(yīng)的神經(jīng)活動模式。這類研究旨在尋找所謂“意識體驗的神經(jīng)對應(yīng)物”。

意識起源論戰(zhàn)：

是宇宙基本屬性，還是生命演化的“意外涌現(xiàn)”？

關(guān)于意識的起源，學界存在兩大派別。一派是泛心論，其認為意識本身是宇宙里面的最基本的存在，如同時間、空間一樣，是宇宙不可還原的基本屬性，普遍存在于萬物之中，只是其復雜程度不同。這一觀點試圖繞過“意識如何從無生命的物質(zhì)中產(chǎn)生”這一難題。另一派是涌現(xiàn)論，它主張意識并非宇宙的初始設(shè)定，而是物質(zhì)在演化到特定復雜階段后“涌現(xiàn)”出的全新性質(zhì)。具體而言，它是在生命出現(xiàn)、神經(jīng)系統(tǒng)逐漸復雜化，尤其是在生物體與環(huán)境互動、進行信息整合和維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的過程中，所誕生的一種高級功能。

就我個人而言，我更傾向于支持意識的“涌現(xiàn)論”觀點。生命體為了維持內(nèi)部穩(wěn)態(tài)，需要不斷監(jiān)測并糾正對其生存不利的偏差。最初這可能只是簡單的趨利避害機制。但隨著演化，這種對“失衡”的全局性監(jiān)測，可能逐漸伴隨了最原始的“不適感”。這種原始的“感受”隨著進化不斷分化和細化，最終形成了我們今天豐富的情感體驗和意識內(nèi)容。這便是意識從無到有“涌現(xiàn)”出來的可能路徑。

自然界中“涌現(xiàn)”現(xiàn)象比比皆是。例如，單個螞蟻的行為簡單，但蟻群卻能構(gòu)筑出結(jié)構(gòu)精妙的巢穴；黏菌雖為單細胞生物，卻能在地圖上找出連接食物源的最優(yōu)路徑，其效率堪比人類工程師設(shè)計的東京地鐵網(wǎng)絡(luò)。在人類知覺中，也存在“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，如“卡尼薩三角形”中主觀輪廓的浮現(xiàn)，或從隨機運動的圓點中“看到”一個整體運動菱形，這些主觀建構(gòu)的知覺模式在大腦中都有真實的神經(jīng)活動基礎(chǔ)。

沒有意識也能行動？

“盲視”現(xiàn)象揭露的大腦“暗操作”

意識有多重要，有什么意義？一個有效的方法就是研究“沒有意識的情況下，我們能做什么”�！懊ひ暋爆F(xiàn)象為此提供了有力證據(jù)。一些因視覺皮層損傷而宣稱自己看不見的病人，卻能在無視覺意識的情況下，精準完成投遞信件或規(guī)避障礙等任務(wù)。他們的行為表明，在沒有視覺意識的情況下，仍然能夠利用視覺信息來引導他的行動。

在實驗室中，研究者通過“雙眼競爭”方法，將不同的圖像（如一張面孔和一副動態(tài)噪音圖）分別呈現(xiàn)給被試的左右眼，使其對其中一幅圖像（如面孔）產(chǎn)生“看不見”的知覺狀態(tài)。然而，研究發(fā)現(xiàn)，這些被主觀意識“屏蔽”的面孔信息，其基本屬性（如朝向與表情）仍能在腦內(nèi)獲得相當程度的無意識加工。更引人注目的是，一個完全“看不見”的人像仍能像“幽靈”般吸引空間注意，并且這種注意的定向效應(yīng)并非隨機，而是系統(tǒng)地受到被試自身性別與性取向的調(diào)節(jié)，揭示了社會性信息在無意識層面的高效處理。

既然無意識加工如此強大，意識究竟有何不可替代的價值？學者尼古拉斯·漢弗萊提出，意識讓我們的生活更有意義。意識為生物體在學習過程中提供了更強大的、更長期有效的反饋信號。這對于應(yīng)對復雜環(huán)境和進行長遠規(guī)劃至關(guān)重要。

意識研究的現(xiàn)實意義：

可讓失語者“說話”，提供抑郁癥的新解法

意識研究不僅具有理論價值，更在腦機接口、臨床診斷與精神健康等現(xiàn)實領(lǐng)域展現(xiàn)出深遠意義。在腦機接口方面，其核心任務(wù)可精準地概括為“解碼意識內(nèi)容”與“調(diào)控意識狀態(tài)”，例如通過讀取大腦信號幫助鎖閉綜合征患者實現(xiàn)交流，或利用神經(jīng)調(diào)控技術(shù)干預意識水平。這為醫(yī)療康復與人機融合開辟了全新路徑。

在臨床領(lǐng)域方面，科學家已能通過讀取大腦信號，幫助因漸凍癥等失語的病人“說話”，甚至嘗試區(qū)分植物人患者是否仍有殘存的意識活動，這對于臨床診斷和倫理決策意義重大。在調(diào)控方面，穿顱磁刺激等技術(shù)可通過擾動大腦活動，并分析其響應(yīng)復雜度來定量測量意識水平，為評估意識障礙患者的預后提供了新工具。

此外，意識研究也為理解精神疾病開辟了新視角，精神分裂癥的幻聽幻視，本質(zhì)上是沒有外界輸入時產(chǎn)生的異常意識表征。而抑郁癥則可被視為一種“意識涌現(xiàn)的異態(tài)”，患者對相同的外界輸入（如陰雨天）產(chǎn)生了與常人截然不同的、灰暗的意識體驗。這些進展共同表明，對意識的科學理解正不斷轉(zhuǎn)化為應(yīng)對現(xiàn)實健康挑戰(zhàn)的有效工具。

人工智能是否會有意識？這是一個熱點問題。何生認為，關(guān)鍵在于如何定義意識。目前的人工智能，尤其是大模型，展現(xiàn)了極高的智能，但智能不等于意識。何生更傾向于認為，在可預見的未來，AI仍將是強大的智能系統(tǒng)，而非擁有主觀體驗的意識主體。然而，如果認同意識是特定信息處理過程的產(chǎn)物，那么從原理上講，未來AI產(chǎn)生意識也并非絕無可能。這不僅是技術(shù)問題，更將引發(fā)深刻的倫理思考。

自由意志是錯覺？腦電實驗引發(fā)激烈爭論

在探討意識時，“自我意識”是一個核心議題。經(jīng)典的鏡像識別常被拿來作為研究工具，但能否識別鏡像并不完全等同于自我意識的存在�？赡苤皇鞘苤朴谡J知稟賦或測試情境。我國神經(jīng)科學家的研究發(fā)現(xiàn)，獼猴可通過訓練的方式學會識別鏡像中的自己。這表明某些自我意識的基盤或許可以通過后天經(jīng)驗被激活和塑造。

關(guān)于自我意識的本質(zhì)，蘇格蘭哲學家休謨認為，自我意識本質(zhì)上是各種知覺意識的“捆綁”。而“裂腦人”與“半腦睡眠”的動物研究則表示，意識可能并非鐵板一塊，大腦的不同半球或許能支持相對獨立的意識控制、意識體驗。

那我們?nèi)说降子袥]有自由意志？這是一個很大的課題。加州大學教授本杰明·利貝特的經(jīng)典腦電實驗發(fā)現(xiàn)，在個體主觀意識到“決定”之前，大腦中已出現(xiàn)預示著該動作的電信號。這引發(fā)了“自由意志是否只是一種錯覺”的激烈爭論。

斯坦福大學教授羅伯特·薩波爾斯基在《行為》一書中指出，人類行為的善與惡，都是生理、成長、演化與社會結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果；要讓人類更好地“行為”，必須理解而非簡單地譴責，這也論證了行為是由先天與后時的諸多因素共同決定的�？苹米骷医獚o楠在《自然》上發(fā)表的一篇短文中曾構(gòu)想了一個讓人無法取勝的腦機游戲，以一種極端而有趣的方式，展現(xiàn)了如果自由意志不存在，人類處境可能面臨的哲學困境。

意識是大腦這個復雜系統(tǒng)所產(chǎn)生的涌現(xiàn)現(xiàn)象，它賦予我們體驗世界、建構(gòu)意義的能力。盡管意識的“困難問題”尚未解決，但通過科學的實證研究，我們正一步步揭開其神秘面紗。意識研究不僅深化了我們對自身的理解，也為腦機接口、人工智能和心理健康等領(lǐng)域的發(fā)展提供了關(guān)鍵啟示。

面對未來，無論是擁抱認知增強技術(shù)，還是審慎應(yīng)對人工智能的潛在意識，都需要我們建立在對意識本質(zhì)更深刻的理解之上。正如意識讓我們每個人的生命體驗充滿意義，對意識的科學探索本身，也是一段充滿驚奇與思考的非凡旅程。

在對談環(huán)節(jié)，北京大學心理與認知科學學院教授羅歡作為學術(shù)主持人，與何生研究員、清華大學心理與認知科學系主任劉嘉教授、中國科學院自動化研究所研究員余山圍繞自由意志、人工智能意識、意識的研究方法、腦機接口倫理等議題展開了深入的討論與交流。

劉嘉教授

在自由意志問題上，我認為自由意志不僅存在，而且是我們作為人的必需品。意識的功能是“讓我們愛上我們自己”，賦予我們存在的意義。從復雜系統(tǒng)的“計算不可約”性來看，未來并非在宇宙大爆炸時就已完全確定，我們當下的選擇依然能定義未來。

羅歡教授

我認為人有意識的原因恰恰是因為人的認知非常有限，就是我們的腦子跟機器不一樣，我們其實沒有那么多的算力，也沒有那么多的存儲空間，所以我們在不斷地做主觀建構(gòu)，變成一個自洽的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)使得人有非常強的主觀感受，并且產(chǎn)生自己的意義，所以對待每一件事情，我們都會主觀建構(gòu)自己的意義，主觀建構(gòu)自己的解釋。

余山研究員

從信息處理的角度看，如果意識是特定信息處理的產(chǎn)物，那么原則上人工智能也有可能擁有意識。腦機接口帶來的認知增強，可以拓展人類體驗和智能的邊界，是值得擁抱的大趨勢，但必須同步考慮其安全性和倫理規(guī)范。

何生研究員

意識研究已從哲學的“偽科學”禁區(qū)，走向了科學的實證舞臺。理解“腦生‘心’”的原理，對于現(xiàn)實生活的啟示或許在于：人生重在體驗。意識到生命的意義在于豐富而獨特的主觀體驗，或許有助于我們減少焦慮，更投入地活在當下。

中國科協(xié)推出的國家科技傳播中心學術(shù)發(fā)展講堂，突出前沿性、思辨性和傳播性，面向科技工作者尤其是青年科技工作者，傳播學術(shù)領(lǐng)域的前沿發(fā)展動態(tài)。

講堂將持續(xù)邀請戰(zhàn)略科學家、一流科技領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團隊，講述突破傳統(tǒng)的前沿探索、卓有成效的改進方法、顛覆認知的創(chuàng)新理論以及改寫行業(yè)規(guī)則的研究成果。

素材來源：中國科協(xié)科學技術(shù)傳播中心

責　　編：李蕙帆

審　　核：張敬一

值班編委：孟令耘