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汪丁丁:从系统生物学到意识发生学 上篇

整整七天,我琢磨这篇文章的标题,最后确定,“意识发生学”这一短语,应可涵盖关于意识起源的三种主要研究思路:(1)信息论思路,(2)脑科学思路,(3)意识的“非局部性”思路。
 
意识的发生(genesis of consciousness)或意识的涌现(emergence of consciousness),读者若检索英文短语可能发现思路差异。所以,我用“意识发生学”来涵盖这两个皆然不同的思路,以及介于它们之间的许多其它思路。科学昌明的时代,脑科学潜在假设“脑”与“意识”之间有确定的因果关系——脑是因,意识是果。幸而,西方社会有一位著名的“民科”(民间科学家)领袖汉考克博士(Graham Hancock),今年71岁,在系统考察世界各地的远古文明之余,他很关注意识的“非局部性”假说。根据脑科学思路,意识源于脑,故而是“局部的”。与此相对而言,“非局部意识”(non-local consciousness)假设意识在脑之外。汉考克的譬喻是:“脑”犹如一台无线电收音机,接收“意识”。此外,我介绍过若干次,2020年,以90岁高龄获得诺贝尔物理学奖的彭罗斯(Roger Penrose),87岁为“世界意识大会”做主旨演讲提及他2014年的论文可支持他的假说:“意识先于物质而存在”。他是霍金的长期合作者,而且,据他获奖之后的谈话,霍金使用的数学方法是他最早发现的,只不过,霍金用这套数学逆向推导宇宙起源,而他用这套数学正向推导宇宙终结。彭罗斯最常思考的问题是:“大爆炸”之前呢?既然他和霍金使用同一套数学方法,不难想象,霍金的“大爆炸”之前,应当就是彭罗斯的“黑洞”。于是,彭罗斯提出的宇宙演化模型,犹如一系列圆柱,每一圆柱终结于一个黑洞并大爆炸开启另一圆柱。无始无终,金岳霖《论道》定义的“道”。
 
剑桥大学生物学教授,Rupert Shaldrake,我应当为他物色一个与他风度相配的中文名字,暂时只能称他为“谢尔德拉克”(根据商务印书馆外国人名地名汉译标准)。他今年79岁,脱稿演讲,幽默敏捷,才华横溢,难怪剑桥大学乐意养着这样一位“走火入魔”教授。大约十年前,他设计了几种检验意识非局部性的方法。并且,根据他在各地的演讲,他的检验支持他的“意识场共振”假说。检验非局部性的意识是否存在,首先,读者可以检索许多“离体经验”(off-the-body experience),这样多的案例报告,来自世界各地,可考的文献,百多年前至今,不可能都是编造的。谢尔德拉克的妻子,更是走火入魔,她追随蒙古喇嘛学习用歌声与祖先交流,现在是欧洲知名的灵学家,也有不错的商业模式——化解家族内部和外部的情感纠葛。我关注谢尔德拉克是因为他与比他更著名的“致幻蘑菇”学者麦肯纳(Terence McKenna,1946-2000)在夏威夷的家,大约1994年,共同探讨人类文明的未来。是呀,我在夏威夷,对死于这里的每一位学者都有所关注——例如写了《千面英雄》的坎贝尔。夏威夷很少生养重要学者,不过,据考证,夏威夷的方位与但丁《神曲》“天堂”的位置吻合,于是,夏威夷收留了不少重要学者的灵魂。
图1. 取自《Chaos, Creativity, and Cosmic Consciousness》(标题直译:混沌,创造,宇宙意识),三位作者由左至右:麦肯纳、亚伯拉罕、谢尔德拉克。
 
不论如何,我在这里列出麦肯纳与谢尔德拉克及一位数学家亚伯拉罕合著的这本书:Rupert Sheldrake, Terence McKenna, Ralph Abraham,2001,《Chaos, Creativity, and Cosmic Consciousness》(标题直译:混沌,创造,宇宙意识)。图1,三位作者的照片。书出版时,麦肯纳已去世。他确诊是癌症之后,就到夏威夷居住并种植“致幻蘑菇”。追随者们定期在他家聚会,吸食“致幻蘑菇”,探讨人类文明。至今,“uTube”仍流传着许多麦肯纳的视频。他的英语发音,有一种特殊的魔力。
 
彭罗斯2014年的论文,合作者是一位麻醉学家,Stuart Hameroff,俄罗斯裔,我在课堂上向学生们介绍时开玩笑说他的姓氏意思是“不用锤子”——他是麻醉学家,不用锤子仍可使人丧失意识。他和彭罗斯提出的假说,我建议诸友自己检索英文“orchestrated objective reduction (Orch OR) ”,我列出这篇论文的标题:Hameroff and Penrose,2014,“consciousness in the universe --- A review of the -Orch OR- theory”,《Physics of Life Reviews》,vol. 11,pp. 39-78。
图2. 谢尔德拉克在“London Real”总部与主持人对话,关于他的新书。
 
可见,意识的非局部性假说,最极端的,就是彭罗斯这一思路,建立数学模型证明意识在物质发生之前就已存在。其次是谢尔德拉克的思路,再次是汉考克的“收音机”譬喻。彭罗斯的作品,读懂的人太少,不宜推荐。谢尔德拉克的作品很少但视频很多也很精彩,值得推荐,图2,是2019年的,他与“London Real”主持人的对话。汉考克的作品,我收藏了至少三种,都很精彩。他的视频有许多考古照片,也很精彩。
 
我最熟悉的意识发生学研究,当然是脑科学思路。与另外两种思路相比,脑科学的相关文献可谓“浩如烟海”。不过,我必须首先引述一位著名的法国僧侣对脑科学思路的评论。这位法国僧侣的父亲勒维尔(Jean Francois Revel,1924-2006),是法兰西学院“不朽四十人”圣殿(俗称“名人堂”)里的一位,他与儿子利卡德(Matthieu Ricard)的对话,1997年法文版的英译本1999年出版,《The Monk and the Philosopher --- A Father and Son Discuss the Meaning of Life》(和尚与哲学家:父亲与儿子关于人生意义的讨论),图3,这本书的封面,陆元昶的中译本是《佛教与西方思想的对话》,图4,中译本的目录。那时,这位在法国获得分子化学博士文凭的儿子已在尼泊尔成为皇室僧侣多年。我更喜欢他的摄影作品,下载了几十幅,在我的微信“朋友圈”发布了九幅,表达了喜马拉雅高原的精神品格,例如图5。
图3. Jean Francois Revel and Matthieu Ricard 1999 The Monk and the Philosopher --- A Father and Son Discuss the Meaning of Life。
图4. 原著的中译本目录及作者简介。我在北京大学国家发展研究院EMBA“转型期中国社会的伦理学原理”课程介绍过这本书,并在“心智地图”里全文转贴了最后两节,“哲学家的结论”和“和尚的结论”。
 
我从这本书的陆元昶中译本最后一章“和尚的结论”,节录若干文字在这里:佛教提出了一种精神科学,一种前所未有地更为实际的并且将不断如此的静观科学,因为它讨论的是幸福与痛苦的最基本的机能。我们从早到晚,在我们生命的每个时刻,都在与我们的精神打交道,这个精神的最微小的改造也会对于我们的生存过程和我们对世界的感受有着巨大的影响。……不应当指望佛教在西方也像它在东方那样被实践,尤其是在它的寺院和隐修的表象下被实践,但佛教似乎掌握着一些有助于每个人的内在和平的必要手段。……我必须承认我在开始时被佛教在我们这个时代、在西方激起的兴趣所震惊,而当这部对话的设想被人向我们提出时,我不能肯定一个像我父亲那种类型的自由思想知识分子会希望与一个佛教僧侣进行对话,尽管这个僧侣是他的儿子。我父亲热情地接受了,并选择了尼泊尔宁静的山区作为我们谈话的范围。有利于一场真正的对话的各种环境就这样齐备了。……然而,任何对话,无论它是多么的明朗,都不能取代个人经验的安静,这是为一种对事物的内在理解所不可缺少的。其实经验就是道路。
图5. 利卡德2016年3月3日从成都飞往拉萨时的摄影作品,峰顶的海拔高度是7752米,老友丁利推测,应当是贡嘎山的峰顶。
 
儿子与父亲的这次对话二十年后,2017年,儿子与德国脑科学领袖人物辛格(Wolf Singer)进行了一次对话,图6,这本书的封面。这位辛格教授是德国马普研究院“脑科学”项目的神经生理学主任,法兰克福高等研究院的联合创始人,法兰克福大学的生理学荣休教授,2011年成为马普研究院法兰克福“脑科学”项目荣休主任。他的女儿,塔尼亚(Tania Singer),是我在《行为经济学讲义》和《行为经济学要义》多次引述的“社会情感”脑科学家,并且是我多次引述的行为经济学家费尔(Ernst Fehr)在苏黎世大学的助手和同事。2006年《科学》杂志,塔尼亚的一篇社会脑研究报告首次引我关注。十年之后,在达沃斯论坛塔尼亚关于“借助功能核磁共振成像技术培养青少年悲悯心”的演讲视频再次引我关注。她现在是德国马普研究院伯林“社会脑”实验室的科学主任,最近被多名下属投诉“作风霸道”。我于是认真阅读了这篇报道,我的结论是:塔尼亚思想如此活跃且急速发展,她很难容忍思维缓慢的下属。
图6. 封面:Matthieu Ricard and Wolf Singer,2017,《Beyond the Self --- Conversations Between Buddhism and Neuroscience》 (标题直译:超越自我——佛教与神经科学之间的对话)The MIT Press(麻省理工学院出版社)。
 
最近,我读了德国“脑科学研究会”发布的辛格长篇自述(约六十页)。从出生那一天,1943年3月9日,在盟军轰炸的慕尼黑医院里,就开始了他堪称“传奇”的人生故事。
图7. 截图取自:Marcello Massimini and Giulio Tononi,2013,with Translation by Frances Anderson,2018,《Sizing Up Consciousness --- Towards an Objective Measure of the Capacity for Experience》(标题直译:意识估测——走向经验能力的客观度量),第7章,脑的三种状态——醒着、无梦睡眠、快速眼球转动(有梦)睡眠,对应于三种主观感受——我在这里、我不在那里、我曾在那里。
 
在2017年发表的这次对话中,利卡德对脑科学思路的评论大意是:(1)关于“意识”的研究有两种截然不同的方法,其一是科学的,将意识置于“第三人称”(被试)的视角,或“第二人称”(自述)的视角。其二是内观的,意识是“第一人称”(我)的主观感受;(2)脑科学只能研究脑内的神经活动,不论怎样细致,毕竟还是第三人称的视角,必须与第一人称的主观感受相互印证;(3)主观感受的意识,尤其是诸如“末那识”和“阿赖耶识”这样精微的识,通常不能表达,属于“不可交流的”感受,在佛家两千多年心理学传统内,只能凭借“内证”与“心传”;(4)仅就佛家心理学的传统而言,意识与物质都不具有“实在性”,幻象而已。
 
对利卡德的批评,老辛格的回应相当尖锐,也很有道理。我是思想史的旁观者,与我阅读上一次对话的感受相比,我阅读这一次对话的感受格外强烈。东西思想汇通,莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646-1716)的天问:why is there something,rather than nothing?(常见的汉译:为何是有而不是什么都没有)。东方的回答,佛家的出世思路:(1)其实什么都没有;(2)心相万有,源于关系,“因缘所生法”(太虚《佛学概论》);儒家的在世思路:(3)理一分殊,静以通天下所感;(4)道始于情,情生于性。性自命出,命自天降。穷理尽性以至于命。
 
毕竟是科学研究,我赞成老辛格坚持的思路。社会脑,有两套结构。其一是“社会认知”,MIT的脑科学家 Rebecca Saxe 2009年因发现右侧颞顶交(rTPJ)是“他心理论”(通常译为“心智理论”)的神经中枢,成为媒体报道的学术明星。她与塔尼亚,都是我在《行为经济学讲义》和《行为经济学要义》里多次引述的重要科学家。社会脑的另一套结构,是“社会情感”,塔尼亚是这一领域的学术明星。
 
接着上述争论,转入意识发生学的脑科学思路,理解图7,对诸友而言很关键。在梦的研究中,“REM”是“快速眼球转动”的缩写。参阅我的长文“释梦百年”(《读书》2000年第8期),根据脑电波的频率,人的正常睡眠大致有五个周期。每一周期都有无梦睡眠(也称“深度睡眠”)和REM睡眠(也称“有梦睡眠”),以及另外两个阶段——临界入睡和临界睡醒。还有更细致的阶段划分,此处不赘,参阅我的长文“互联与深思”(《新政治经济学评论》2015年总第29卷)。图7,第一行显示清醒时的脑电波,主观感受表达为“我在这里”;第二行显示无梦睡眠时的脑电波,主观感受表达为“我不在那里”;第三行显示有梦睡眠时的脑电波,主观感受表达为“我曾在那里”。注意图7左列的脑图,清醒的时候,脑区活跃程度远高于无梦睡眠和有梦睡眠。在睡眠时,有梦睡眠阶段的脑区活跃程度远高于无梦睡眠。
 
克里克(Francis Crick,1916-2004)因发现基因的双螺旋结构,与华生(James Watson)和威尔金斯(Maurice Wilkins,1916-2004)分享了1962年的诺贝尔医学或生理学奖。随后,克里克在加州的索尔克生物学研究所(the Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, California)集注于研究脑的意识发生学。晚年患肠癌,据科赫回忆,克里克的妻子说,克里克临终前两天仍念念不忘“屏状核”(claustrum)是最可能的“意识开关”。克里克比科赫年长四十岁,他们是情同父子的忘年交。
图8. 封面:Christof Koch,2019,《The feeling of life itself --- why consciousness is widespread but can’t be computed》(标题直译:生命自身的感受——为何意识广泛存在却不能被计算),MIT Press(麻省理工学院出版社)。
 
科赫在克里克辞世后继续写作“意识研究三部曲”,2019年出版了三部曲之三,《生命自身的感受——为何意识广泛存在却不能被计算》,图8是这本书的封面,第13章的插图,即我的文章“从生命系统论到系统生物学”(财新博客2021年4月9日)的图8,那张图显示了科赫的主要结论:超级计算机的意识程度远低于任何生命,虽然它可以有或将有超过人类的智能。图9,2016年,屏状核学会第三次研讨会的广告,图的下方是克里克坐像。
图9. 屏状核研究学会第三次年会2016年11月12日在索尔克研究院举行,纪念克里克百年诞辰。海报下方是克里克的坐像,海报上方是人类大脑的三维透视图示,被标亮的是屏状核,在左右两耳内侧的颞叶脑岛与纹状体之间,神经辐射的范围极广,覆盖主要脑区,参阅图10。
图10. 屏状核辐射范围,由彩色条带标识。这幅脑图的左下方可见小脑的顶部(丛状神经),右下方可见眼眶(白色)。
 
屏状核的意识开关假说似乎被2019年发表的一篇实验报告否证,五名被试的屏状核,施加强烈刺激却未能使意识受到干扰。不过,2020年发表的一份实验报告继续支持屏状核协调脑全局的意识开关假说。
 
不论如何,科赫2019年这本书改换了思路。根据他的意识研究三部曲之二,《意识与脑:一个还原论者的浪漫自白》,他与克里克共同讨论意识发生学的时期得知另一位年轻人托诺尼(Giulio Tononi)正与另一位诺贝尔医学或生理学奖得主艾德尔曼(Gerald Edelman,1929-2014)沿另一思路研究意识发生学。于是,他们四位见面介绍了各自的思路。科赫回忆,克里克最后判断,也许,信息论是意识发生学最合适的语言。
 
行文至此,我意识到已经写了四千五百多字。可是,开篇列出的信息论思路,至少还要写五千字,才可完稿。是以,标题后缀“上篇”。
 
2021年4月14日
 



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