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人类意识之谜 :追寻意识的起源

追溯起源,脑洞大开

生活中存在一类问题,如果就事论事,似乎怎么回答都不能让人满意,譬如“先有鸡还是先有蛋?”“上帝到底存不存在?”等等。许多人甚至认为,这类问题不可能有正确的答案。

其实,不!倘若我们摆脱就事论事的思维方式,绕个弯子,譬如去追溯争论中涉及的事物(或者概念)的起源,那么有的时候答案就会很快水落石出。比如从进化的角度,来解答蛋、鸡孰先的问题,那就简单了:因为鸟类是由恐龙进化来的,而恐龙是卵生的,所以当然是先有蛋后有鸡。

有时,追溯起源即便不能彻底解决问题,但也能为我们提供许多有益的洞见。所以,这种思维方式在近代科学研究中日益显得重要。

跟蛋和鸡的问题一样,有一个问题也十分古老,即“什么是意识”。我们人类当然是有意识的,但狗或猫有没有意识呢?还有,会制造工具的乌鸦,会跑到另一口鱼缸里偷鱼吃的章鱼,甚至非常低级的蠕虫,它们是不是也有意识呢?

正面解决这些问题的难度在于:一,大脑的神经活动中,并没有一个特定的模式表明这是意识;二,动物无法告诉我们它们的经验;三,我们甚至至今都还没有一个准确的有关意识的定义。

但这并不意味着我们就只能束手无策了。事实上,近些年,一些进化生物学家通过追溯意识的起源,为回答“什么是意识”提供了许多洞见。

意识是一种情绪反应能力

要追溯意识的起源,这条路探索起来当然也并不容易,因为意识不会留下任何形式的化石记录。所以,进化生物学家只能通过比较当今还活着的动物以及追溯它们共同的祖先,来推断意识的进化史。

一些意识的迹象是很明显的:黑猩猩能认出镜中的自己;倘若灌丛鸦在第一次藏食物时被别的鸟发觉,它们会偷偷回来把食物藏到别处;按错了杠杆、没得到食物奖励的老鼠,会久久凝视它们本应该按的杠杆,显出懊悔的样子……这些例子中,动物在对自己、对别人、对事情本该怎么做等方面表现出类似意识的东西,很像我们人类的意识。我们有理由认为,它们是具有意识的。

但是,这些意识似乎应属于意识的高级阶段,因为即使对于我们自己,也并非所有的意识都这么复杂的,我们有理由需要把意识界定得更宽泛一点。

以情绪为例。作为对外界刺激的反应,情绪也是人类意识的一种类型,而且还是主要的一种:某物令人快慰或者使人害怕,某声音听起来悦耳或者吵闹,我们的身体感觉好或坏……这类情绪通过给予我们正或者负的奖励,来引导我们的行为——因为行为总是趋利避害的,所以它们在人类进化过程中扮演了重要角色。有进化生物学家认为,情绪反应的出现,代表着意识的萌芽。

那么,哪些动物具有这种能力呢?在调查脊椎动物门时,人们发现,哺乳动物、鸟类、爬行类都具有情绪反应的迹象,比如被人抓住时,它们都心跳加快,体温升高,然而鱼和两栖类就不会。此外,脊椎动物的级别越高,它们大脑中感受多巴胺的感受

器种类就越丰富,而多巴胺这种神经递质正与负责奖励的神经回路有关。

如果我们由此认定这些动物都具有意识的话,那就可以把意识的起源追溯到3亿年前它们共同的祖先——地球上最早的陆生脊椎动物。

为什么最早的陆生脊椎动物会进化出意识?我们必须设想一下当时的处境:动物从水生到陆生,环境发生剧变,它们面临各种前所未有的挑战,如调节体温、保持水分等等,这就需要它们变得更为灵活;而具有意识的个体,对环境变化能做出更灵活的反应。

所以,到此为止,我们不妨认为:意识是一种情绪反应能力。

意识是一种选择性注意能力

如果你嫌情绪都太复杂了,认为意识应该有一个更低的起点,那么下面这个观点或许能赢得你的好感。

意识大约是在5.4亿年前的寒武纪爆发期间,在早期脊椎动物和节肢动物中进化来的。

一些研究者认为,如果动物能够主观地体验世界,就可以说它是具有意识的。所谓“主观地体验”,就是类似“主观意识”的东西。譬如,能区分你我、这里那里、现在过去,等等。这种意识相对情绪,又要简单一点。

但是,如何获知动物是否具有主观体验呢?有进化生物学家相信,主观体验的实质是选择性注意:在一大堆感觉信息中只集中注意其中少数几个,这意味着个体已有了主观上的喜好。

为了验证果蝇能否进行选择性注意,研究人员做了一个实验:在屏幕上,两幅图像以不同的频率闪动。当果蝇专注于某幅图像时,在它的神经活动中,就会产生与该图像闪动频率一致的神经信号。该信号通过植入其大脑中的电极记录下来。他们发现,果蝇的大脑虽小,但它的确能进行选择性注意。这意味着,它是具有意识的。

此外,有个更简单的办法来区分哪些动物具有选择性注意的能力,即它们是否需要睡眠。因为研究人员经过调查后发现,那些具有选择性注意力的动物,几乎都需要睡眠,其中包括脊椎动物、昆虫、甲壳类、软体类中的章鱼,但不包括海星、水母。

如果我们接受意识的这个界定的话,这意味着,脊椎动物、昆虫和章鱼都具有意识。这三类动物的共同祖先是一种非常简单的类似扁形虫的动物。但现代的扁形虫却很少有迹象显示它具有初级意识,所以我们可以说,三类动物的祖先是不具有意识的。这意味着,意识并没有统一的起源,在三类动物身上意识是独立进化来的。

如果对这一结论细想一下,似乎也不奇怪:所有这三类动物都以敏捷、行动快速著称。当它们移动时,一路遇到的环境变化多端,这就需要进化赋予它们灵活的决策能力作为补偿。

意识是一种

无限关联学习能力

还有进化生物学家把“无限关联学习”作为意识起源的标志。

“无限关联学习”是指一种将多个观察到或记忆中的线索“编织”成单个感知的能力,然后用该感知来指导行为。

譬如,你看到一只狗朝你汪汪叫,你的意识在快速地观察、判断:这条狗熟悉还是陌生?叫声是否友好?动作、姿势是否露凶相?……当你把这些线索综合起来,就会形成一个“恐惧”或“放心”的感知,决定你是否逃跑。低等动物,如苍蝇、蜜蜂,遇到陌生事物时,也是如此做决断的。

无限关联学习需要一系列的大脑功能,如观察、感觉、记忆等等。科学家已发现,这种学习能力在整个动物界非常普遍,包括几乎所有的脊椎动物(除了七鳃鳗),一些节肢动物(如昆虫和甲壳类动物),一些软体动物(包括章鱼),或许还有一些蜗牛。对于其他一些更简单的动物,如蠕虫,目前还没有足够的证据来确定。 

如此广泛的分布让人猜测,意识大约是在5.4亿年前的寒武纪爆发期间,在早期脊椎动物和节肢动物中进化来的,当时这些生物群分化得非常迅速(今天大部分活着的动物群都起源于寒武纪大爆发),而意识赋予动物强大的学习能力,有助于推动物种的快速进化。

虽然进化生物学家在“意识何时出现”“哪些动物拥有意识”等问题上远未达成共识,但这些研究已经丰富了我们对意识的了解。

首先,越来越清楚的是,意识并非为人类所独有,初级的意识在我们周围随处可见;其次,意识有无并不是黑白分明的,在有意识的动物和不具有意识的动物之间没有一条明确的界线;第三,在动物王国里,有些动物的意识或许跟人类的意识有着不同的起源。它们的意识或许并不只是人类意识的低级版或缩小版,而应该当作完全不同的类型来看待。

小贴士

判断动物有无意识的9个标志

1、它能在镜子中认出自己吗?

2、它能理解别的同类吗?

3、当它做错了事,会表现出后悔吗?

4、在紧急情况下,心跳会加快吗?

5、大脑中是否拥有很多多巴胺感受器,用于感觉奖励?

6、做决定时,有无高度的灵活性?

7、能否集中注意力?

8、需要睡眠吗?

9、有无无限关联学习能力?

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