当代脑科学中的新二元论.doc

当代脑科学中的新二元论一直以来,人们习以为常的是,唯物主义会伴随着自然科学的凯歌而进步向前。尤其是,当代心灵哲学中极端的唯物主义形式-取消主义认为：神经科学和认知科学的发展将会证明,日常生活中人们所使用的心理概念是关于人的心理的错误的地形学、动力学,它们就如过去自然科学中的燃素、以太等概念,最终会被成熟的神经科学术语所取代。但是,如果我们关注了最近几十年最为热门的脑科学的发展情况,就会惊讶地发现当代最为杰出的一些脑科学家竟然倒向了二元论的怀抱。尤其是,这些人当中包括了为数不少的诺贝尔生理学奖获得者,例如斯佩里(Roger Sperry)、艾克尔斯(John C.Eccles)、李别特(Benjamin Libiet)、潘菲尔德(WildePenfield)等。当然,他们支持二元论的理论依据各不相同,所持的二元论观点也不尽一致。在本文,我们主要讨论三种有代表性的脑科学的二元论观点,即李别特的有意识的精神场、斯佩里的精神一元论以及艾克尔斯的精神-脑相互作用论。1李别特的有意识的精神场李别特是美国加利福尼亚大学生理学部门的教授。他是最先采用实验手段对人的意识进行直接测量的神经科学家,由于他在人类意识实验研究方面的开创性成就,李别特获得了2003年的诺贝尔生理学奖。最为大家所熟知的,是李别特进行的意识半秒延迟的实验。1966年,李别特在一个因神经外科手术而暴露大脑半球的病人身上做实验。实验用适度强度的电刺激病人大脑皮层的中央后回,通过记录发现,病人在05秒以后开始有皮层刺激的经验。对此,李别特的解释是：之所以病人在05秒以后有皮层刺激经验,是因为大脑皮层的精神机构需要05秒的时间形成一个时空模式。这一实验又被称为意识半秒延迟实验。根据意识半秒延迟实验,许多科学家和哲学家都对此作出了唯物主义的解释,在他们看来,意识经验的产生依赖于大脑神经元的活动。李别特的实验表明,只有当大脑神经元的准备电位上升到一定的程度之后,意识经验才能产生。在人的大脑中,并不存在一个特殊的意识经验的空间。在李别特看来,唯物主义的解释具有一定的合理性,但也并不完全正确。意识半秒延迟的实验只是表明适当的神经活动持续足够长的时间,是产生自发主观经验这一现象的根据,主观经验的产生离不开人的大脑,用一个公式表示就是：大脑-主观经验-行为。但是与唯物主义者不同的是,李别特又认为,他的意识经验半秒延迟的实验并没有排除人的身上存在着自由的意志,相反,它为人们通过自由意志来调整行为留出了空间。那么,自由意志是在什么阶段起作用的呢?在大脑-主观经验-行为的公式当中,根据李别特的实验,主观经验先于行为大约200毫秒,李别特认为自由意志很有可能在主观经验产生后的100-150毫秒阶段发挥作用,因为最终产生行为的骨髓神经细胞的活动要占用最后的50毫秒时间。为了说明人身上自由意志的真实存在,李别特进行了另外的两个实验。继续意识经验半秒延迟的实验,即在对病人进行皮层刺激间隔05秒以后,也就是在病人刚刚获得皮层刺激的感觉经验的时候,如果继续用同样强度的皮层刺激去刺激病人的大脑皮层的中央后回,那么病人将继续有皮层刺激的经验。这样,第二次皮层刺激和意识经验的获得两者之间就没有时间间隔,它们的发生保持一致。因此,在这种情况下,意识经验和外界刺激保持一致。1973年,李别特又设计了另一个实验。对大脑皮层适当的皮肤区进行直接的电刺激。根据从皮层记录到唤醒反应的观测,皮肤到大脑皮层需要大约0015秒的时间。但是在皮肤刺激经验经过多次训练以后,实验者常常能够报道皮肤刺激经验先于皮层刺激经验。这一实验又被称为意识经验提前现象。在实验的基础上,李别特肯定了在人身上存在着自由意志,把自由意志看做人们行为的一种重要原因,反对科学和哲学当中的唯物主义的同一论。唯物主义的同一论主张,心理过程本质上就是一种大脑过程,只有借助神经科学和脑科学的术语才能对行为做出正确的说明。李别特认为：即使借助新的技术手段对人的大脑自由做了最完全的探索,包括了自由意志的心理现象也不能被观察到。主观经验仅仅对那些拥有它的个体来讲是可获得的,人们只有通过第一人称的视觉才能认识主观经验。尽管主观经验与人脑,特别是人脑的神经活动密切相关,但神经科学中的证据表明,脑与精神之间充分且完全的联系是不可能的,从有意识到心理事件的发生并不完全依赖或系于神经事件,自由意志能够成为人们行为的原因。为了说明自由意志的存在及其对行为的因果作用,李别特于1993年在脑科学中提出了有意识的精神场(the conscious mental field,略称CMF)这一新理论。首先,CMF的建立参照了物理学中的电磁理论。该理论认为：大脑产生的电磁场是意识经验的事实上的携带者、传输者,意识经验从大脑的神经活动中突显出来,在CMF中被联合和表征,而在CMF中得到统一的意识经验反过来又能对神经活动施加影响,成为自由意志的基础。该理论根据这样一种事实,即每当某个神经元激活下一个神经元去产生一个行动的潜能和突触后潜能时,它也将对周围的电磁场产生干扰,而被编码在激活了模式的神经元之中的信息,就会反作用于大脑的电磁场。其次,CMF是一类新的自然的场,它并不是传统意义上物理中所讲的场。在某种意义上,它不能借助一些外在的物理方法和手段被观测和度量,就像意识经验一样,它仅仅只对那些具有经验场的主体保持开放。李别特指出：尽管波普尔(Popper)也把精神当做一种力场,但波普尔并没有正确地描述这种力场的特性,因为在波普尔那里,意识的电磁场被归属于物理世界1。最后,CMF不是笛卡尔意义上的二元论。CMF并不认为精神场是一种独立的存在,因为它不能离开活着的脑,它是人的大脑突显的属性。但是,突显的意识经验具有主观特性,它一旦产生,就再也不能被还原为大脑的神经活动过程,同时,这种主观的意识经验能够反作用于人的神经活动,从而影响人们行为的输出。李别特说道：人们必须认识到这样一种可能性,即意识到经验可能以一种独立于物理规律的方式控制着某种神经活动126。2斯佩里的新精神一元论斯佩里是美国著名的神经科学专家,他因为对裂脑人研究的突出成果获得了1981年诺贝尔医学生理奖。正如人们对意识半秒延迟的科学实验有不同的解释一样,科学家和哲学家们对斯佩里的裂脑人研究结果也有不同的解读,斯佩里从其研究成果中发展出一种所谓的新的精神一元论。裂脑人是那些因患癫痫疾病而不得不切除大脑中联系左右半脑胼胝体的人。20世纪40年代,人们发现切除癫痫病患者的胼胝体,病人的病情能够得到极大的好转。科学研究表明,人的大脑有左右两个半球,分别是人的左脑和右脑,人的左脑和右脑主要通过胼胝体相联合,胼胝体含有两亿条神经纤维,可以保证人脑左右半球信息及时和有效地相互传递,从而使得一个半球能够分享另一个半球的学习和记忆。实验表明,人们的大脑两半球的功能是各有侧重的,在大约95%的人当中,左脑主要支配着人的语言活动和逻辑推理的活动,右脑主要支配人的情感活动和空间、想像力。通过对裂代写论文脑人的研究,斯佩里发现一系列富有意义的成果,比如人脑中左右半球表现出的功能的不对称,人脑左右半球具有功能代偿的作用,最为重要的是,斯佩里发现在裂脑人身上可能存在着两种独立的人格,或者说裂脑人的左右半球有独立的意识功能。典型的实验是,让病人坐在分为两部分的屏幕前,盯住屏幕中央。然后使某物的图片从病人右眼的视野中闪过,信息传递到病人的大脑的左半球,由于大多数人的语言功能在人脑左半球,因此病人可以准确地说出这个物体是什么。但是,如果该物体图片从病人的左眼的视野闪过,信息传递到病人的右半球,病人就很难说出他所看到的物体。在另外一种情况下,让一个美元的符号在病人的左视野闪现,一个问号的符号在病人的右视野闪现,病人会画一个美元的符号,如果问病人画了些什么时,他会回答说是问号。斯佩里认为这些实验结果揭示了双重意识的存在,也就是说裂脑人身上可能存在着两个独立的意识系统。在对意识经验常年实验研究的基础上,斯佩里逐渐发展和确立了自己的意识理论,他称之为新精神一元论。他明确地反对人们把他的理论称为二元论,但是他也强调,他反对的是人们在传统的意义上把他的理论称之为二元论,因为传统的二元论主张脱离肉体的精神存在,往往导致灵魂不朽等神秘和超验的东西存在；同时,他认为其理论不是传统的唯心主义学说,因为他的精神一元论是建立在脑科学实验之上的合理假设,能够与科学相洽。其实,如果我们不考虑术语学上的争论,斯佩里的精神一元论就是一种属性二元论。斯佩里的新的精神一元论包括两个方面的重要的内容,一是意识是否存在；如果存在,又是如何存在的?二是意识是否有因果作用；如果有因果作用,它是一种什么形式的因果作用?首先,我们来看第一个问题。在斯佩里看来,我们无法否认一种统一的意识经验的存在,意识经验是人脑功能突现的一种属性。第一,斯佩里反对心理学中的唯物主义和行为主义避免谈及意识和心理的做法,坚持承认意识经验的真实性。他说：当称我自己是一个精神一元论论者时,我主张主观的心理状态是基础的它们主观地被经验,不同于、更不能还原为它们的神经化学元素2196。第二,由裂脑人研究引发的PUT(phenomental unity thesis,当主体同时拥有多重意识状态时,存在着把这些不同的状态统一起来的事物)问题中,斯佩里赞成不可分的、统一的意识经验的存在,例如,当一个主体观察某个三角形时,人的视觉可能在三角形的上下或左右移动,人的大脑半球中的神经元模式也相应地发生调整,在一样一个变动的过程之中,人的三角形的意识经验却是一种持续和统一的整体。实验也表明,我们不能期待在一个单独的神经元、一小片神经细胞或者是大脑的皮质层中心去发现意识经验所具有的感知、经验或者思考。人的大脑是一个等级系统,是由一系列的等级构成的复合物,从亚原子到神经元,从神经元到认知最后到达最高层次的人的统一的意识经验。第三,意识经验是人的大脑系统突现的属性,不同于传统的突现,在这里突现的属性是非还原的。当代突现论的代表人物邦格区分了两种突现形式：弱的突现和强的突现。在弱的突现形式中,系统的特性是各组成部分都具有的特性,例如能量的特性是其各个部分都具有且聚合后产生的特性。在强度突现形式中,系统的特性是一种整体特性,构成系统的部分并不具有这种特性,系统的整体特性逻辑地依附于系统的构成部分。但邦格的突现论还解释不了斯佩里所说的意识的突现,因为斯佩里所强调的突现比邦格所说的强的突现形式还要强。在斯佩里那里,突现的意识属性是一种额外的属性,它并不逻辑地随附在低层次的事物之上。意识的突现是大脑进化的高阶产物,自然界的进化往往为世界增加一些额外成分,从而使世界复杂化,新增加的额外成分往往不能依照旧的科学和规律得到解释,为了容纳新的额外成分,我们需要引入新的规则和扩充旧的科学基础。斯佩里说：进化通过增加新的现象促使了宇宙的复杂化,新的现象有新的特性和新的力量,它们被新的原则和新的科学规律所统一,旧的简单的规律在这样一个综合的过程中不是被取消和丢弃,而是被超越317。其次,我们来看第二个问题。斯佩里认为意识对神经事件有因果作用,意识到因果作用是一种下向因果决定作用。斯佩里在20世纪70年代提出了下向因果决定论,把它看做新的精神一元论范式的核心特征。下向的因果作用形式直接与传统的上向因果形式相矛盾。上向的因果形式是一种由下而上的决定论,主张部分决定整体、低层次的事物决定由其构成的高层次的事物,上向因果决定论又称之为微观决定论。例如,通常人们都认为湿是水的一种属性,而水是由氢原子和氧原子构成,正是由于氢原子和氧原子的属性及其相互作用决定了水是湿的这一现象。与上向的因果决定论不同,下向的因果决定论认为还存在一种由上而下的决定论,认为整体对部分、高层次的事物对低层次的事物能起到某种控制作用。这样的一种决定论又被称为宏观决定论。通常我们被教导说,构成分子的原子和电子的活动决定了它在化学反应中的属性和行为。与之相反,在下向因果形式看来,一个分子在许多方面是它的内在的原子和电子的主人,而原子和电子的活动和作用被它们结合而成的分子所控制和支配。在斯佩里看来,下向的因果决定论并没有反对和排除传统的上向因果决定论的意图,而是对传统物理学和科学中的上向的因果决定论的一种超越和补充。斯佩里对新的精神一元论寄予了高度的期望,认为它与旧的科学范式相比是一次革命性的转变。因为该理论从基础上动摇了传统的因果决定论的观念,把意识引入到主流的科学当中来,促使了当今心理学从行为主义向精神论的转变。3艾克尔斯的精神-脑的相互作用论艾克尔斯出生于澳大利亚,主要从事突触传递机制的研究,被世界公认为是最著名的神经生理学家之一。他于1963年获得诺贝尔医学与生理学奖。艾克尔斯和著名哲学家波普尔之间的合作关系是思想界的一段佳话。1945年艾克尔斯与波普尔在新西兰会面,两人一见如故,随后开展了长期的学术合作。波普尔的证伪学说给予艾克尔斯极大的研究鼓舞,使艾克尔斯觉得即使自己的理论是错误的,但那也是在通往真理道路上的有益探索,而艾克尔斯在脑科学上的极高的造诣,从事的一系列的研究实验,又从实证科学的角度支持了波普尔的三个世界的理论。另外,艾克尔斯信奉天主教,是一位虔诚的有神论者,被许多基督徒认为是科学和信仰相结合的成功的典范。艾克尔斯的心脑相互作用的理论建立在这样一个实验的基础上。1979年布林克曼(Brinkman)和波特尔(Porter)进行了一个实验。在实验中恒河猴通过训练学会如下操作：每当它想要食物时,只要把水平杠杆拉到目标区域就能得到食物。科学家们把一微电极植于猴子的辅助运动区,同时把记录设备固定在猴子的头盖骨上,以便记录实验过程中猴子神经元的响应。实验开始后,并不对猴子施加任何的刺激和信号,让猴子随时、随手和随其所愿地拉动杠杆。实验表明,辅助运动区的神经元在自发运动前的数秒就开始活动了,而在基于外界刺激的运动中,那些神经元要么不活动,要么只显示较微弱的活动。艾克尔斯认为,上述实验是精神世界2影响物理世界1的明显的例证。他在波普尔三个世界哲学思想的基础上,结合自己从事的神经科学研究,以及对量子力学和新进化论等学科的理解,发展出自己的心脑相互作用的理论。艾克尔斯的心脑理论是典型的实体二元论立场,以致很多哲学家认为,艾克尔斯的精神与脑相互作用是笛卡尔二元论的当代版本。因为两人都承认超物质的精神实体的存在,相信灵魂不朽等,不同的是由于当时科学条件的限制,笛卡尔认为精神和物质通过大脑中的松果腺相互作用,而艾克尔斯在自己常年脑科学研究的基础上,提出了新新皮层是意识和物质交互作用的通道。首先,艾克尔斯认为在理解人与世界的关系中,必须采纳的根本的假定是,我们每一个人都是独一无二的意识存在。第一,与简单的动物意识不同,人的独一无二的意识是一种自我意识的心灵(the self-consciousmind),即自我意识不仅仅是知道有意识,而且是知道自己知道。艾克尔斯从进化论的角度论证了人的自我意识到独创性,他借用了格里芬(Griffin)的内心体验(mental experiences)这一术语。在鸟类和其他哺乳动物当中,意识的价值就是带来某种内心体验。内心体验是一种非物质状态的东西,属于和先前我们理解的物质世界-能量世界完全不同的另一个世界,这种内心体验面对自然选择时有很大的好处,它直接影响到动物在自然界的生存和繁衍。有内心体验的存在物已经不再是被动地去适应环境,它还表现为主动地去探察环境,挑选其所偏好的新的生活方式。在艾克尔斯看来,人的自我意识正是在内心体验的基础上发展起来的,它是进化的产物,也是自然选择的结果。第二,人的自我意识保证了人的主观精神的统一性(mental unity)。唯物主义者倾向于利用神经活动的模式来解决人的精神的统一性。例如,著名的神经科学家克里克(Francis Crick)把人的精神的统一性问题称之为捆绑问题,他和科克(ChristofKoch)认为,大脑中神经元的同步放电可能是产生意识统一性的基础。通过对视知觉的研究,他们得出结论：神经元35-75赫兹的同步震荡有可能是人的视知觉的神经相关物。艾克尔斯认为,人的大脑中的神经活动模式极端复杂,存在着几乎无数种不同的神经活动模式,想要理解这些极端多样性的神经活动模式如何整合成统一的经验几乎是不可能的。在艾克尔斯看来,是人的自我意识赋予了主观经验的统一性。他说：自我意识并不是被动地参与对神经事件的解读,而是像探照灯那样主动地对神经事件做搜索作业4241。其次,艾克尔斯通过对大脑中神经元结构的阐述,利用量子力学中的概率场论说明了心脑相互作用的发生位置和可能方式。第一,艾克尔斯把心脑相互作用的位置确定在大脑新新皮层的神经元,非物质的精神通过影响大脑新新皮层神经元细胞中的突触从而与肉体的大脑相互作用。根据当代神经科学研究的结果表明,人的大脑的各个部分在解剖学和功能上都是不对称的,艾克尔斯认为人的左脑是优势半脑,意识与人脑相互作用只发生在优势半脑,也就是说人脑很大一部分对此并不起关键作用。新新皮层是人脑晚近进化的产物,是原始人进化为独有的灵知功能而生的,人脑的卓越的功能源于新新皮层,这些脑区在最发达的类人猿那里几乎并不存在。突触是一个神经元与另一个神经元发生通讯的位点。当一个神经元被激活时,该神经元会发放一个神经脉冲,该脉冲沿神经元的轴突传到与其他神经元相连接的突触,从而参与对其他神经元的激活,并使后者也发放一个神经脉冲。艾克尔斯的心脑相互作用的二元论主张：内心产生的思想能强烈激活大脑皮层特定区域内的神经元。第二,艾克尔斯的心脑相互作用的理论同样面临着传统二元论无法解决的困惑,即非物质的精神与物质的神经元的相互作用是如何可能的呢?唯物主义者认为心脑相互作用论与物理学中的能量守恒定律相矛盾。在此艾克尔斯利用当代量子物理学家们提出的量子力学概率场论解决了这个矛盾。