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我为什么是我?--- 关于自我意识的产生

2008-11-14  贰师兄EPO
我为什么是我?--- 关于自我意识的产生
我为什么是我?杨玲在其博客里提了一个很好的问题。关于自我意识的产生,有无数的争论和假说。我们不妨换一个角度,类似于数学上的反证法,如果没有了什么,我就不再是我了。

记忆

记忆的重要性显而易见。如果昨天发生的一切都在今天忘得一干二净,你不知道谁是你的亲人和朋友,不知道你的工作和你的职务,不知道你过去生活中的每一件事,很显然,和所有丧失记忆的Alzheimer的重症病人一样(老年的里根既是一例),他们会不停的问:“我是谁?”或者每个人都有这样的经历,当突然从一场睡梦中惊醒时,你会突然忘了身在何处,自己是少年还是成年,转了半天脑筋才想起来,原来是在这里。

自我意识跟过去记忆的堆积是有很大关系的。
 

推测

记忆堆积的最大作用是推知未来。不能推测未来也是不可思议的。这里不是逻辑思维的推测,而是最基本的推测。饭菜上桌了,那是要吃饭了;递给你杯子,是要喝水了。如果小孩不能推测到,他喊了妈妈后妈妈会答应了话,他决不会学会语言。由自己或他人的行为能够推测出其预期,这是自我意识很重要的特征。不能推测未来的话,那么自我不可能产生害怕和恐惧。因为死亡只是一刹那的事,害怕和恐惧已经来不及了。
 

2004年的诺奖得主Richard Axel曾指出,我们认识的世界并不是客观世界在人脑中的客观反映,我们真正认识到的只不过是人脑对这个世界的推测(best guess)。从以下一组很容易产生错觉的图像,你就可以检验感官的客观性。

 

 

不信吧?图中的圆确实是一个正圆形。



看清楚,直线会相交吗?

 

并且,鸽子辨别方向靠磁场,蝙蝠靠超声波,响尾蛇靠红外线,各种生物的感官不尽相同,他们的推测是如何和现实挂上钩的呢?显而易见的是,相同的神经系统能够产生的差别只能有两种:通过脑神经兴奋点不同时间和不同空间的模式与外界挂钩。举一个最简单的例子,现在的脑神经科学,可以将果蝇对苹果和香蕉产生嗅觉后的脑神经兴奋点通过mNMR显现出来,的确这是两种不同的空间模式。但是更重要的问题,果蝇是如何知道这两种空间模式分别是苹果和香蕉呢?


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苹果和香蕉及混合气味在果蝇 脑神经兴奋点的mNMR图像

 

这就好像当年的盲姑娘Hellen,都等到她长到十八岁的时候,当水穿过她的手指的时候,她才突然意识到老师在旁边说的Water就是穿过她的手指的水,进而才学会语言。一个简单的猜想就是随机关联,正确以后再通过记忆固定下来。但是果蝇如何建立这种关联,它如何知道是苹果和香蕉的呢?难道每只果蝇都要经过这样的学习,才能分辨苹果和香蕉吗?这是一个应该好好想一想这个问题,如果想通了的话,设计出试验来验证这个想法,这样你就可以给Richard上课了,呵呵。 

Richard的演讲极有思考深度和哲学意味,同时又富有趣味和幽默,英文优美而准确,逻辑性极强。内容兼顾科学与艺术,他做很好的科学,又有很好的人文功底,这篇演讲是科学演讲的典范之作。不知道怎样做英文演讲的人,不妨多听一听。(他的中国学生王帆的访谈http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=15597

 

Richard演讲的联接

   - Third speaker from 56’ 50”

 

对周围的环境进行推测,是自我意识的基础。

 

自主选择

之所以能成为自我,那是有行为的自主性。我不是别人,因为我可以选择自己的行为,却不能决定他人的行为(当然可以影响)。并且自我意识并不是输入输出的单值或多值函数,在人脑的输入输出之间,会因为个人的种族遗传,文化背景,教育程度和人生经验等等而有巨大的差别。目前的人工神经网络,跟人脑还相差万里,主要就在于虽然人工神经网络能实现部分的学习和记忆(比如:学习识别新的汉字手写体),但其还是一个单值函数,只不过是高维和非线性罢了。


环境输入能够进行自主选择,是自我意识的重要特征。

 

脑神经科学家的大脑出了问题

 

当然,这些条件都是必要而不充分。但是,有意识的是,这些自我意识的特征都是串行的,记忆过去而推知将来,都是跟时间相关的。或者说,自我意识是人脑的串行特征。我这样说不是瞎猜,这来源于一位哈佛脑神经科学家Jill Bolte Taylor的特殊际遇。

 

这位研究大脑的科学家很不幸,某一天她自己的大脑出了问题,后来医院的检查证实其左侧大脑由于中风而严重影响了其功能。如果仅仅你的右脑在发挥作用,那么你将感知到怎样的世界呢?  Jill在其演讲中作了极其生动地描述,大家可以到这个链接中听听她的现身说法。

 

Jill关于左侧大脑中风后感受的演讲

 

 

其大意是,当她的左侧大脑中风后他感受到了一个完全不同的世界: 她丧失了自我意识(注意,她没有丧失意识),她能清晰地感受到淋浴时的水、墙壁,扶杆和帐帘甚至周围的空气,但自己和感知物之间丧失了界限。一瞬间,她不知道自己是谁,也不知道自己要做什么。她必须要努力才能以使自己需要求救,但她打电话时甚至记不住拨过的号码,也完全丧失语言解码的能力(只听到同事在乌拉乌拉发出声音)。


如果这个描述对每个人都真实的话(这样的感受是没有办法随意重现的),人的自我意识是有者很强的物质基础的,甚至左右大脑的分工都会对自我意识有巨大影响。听不明白语言,让我想起海德格尔的话“语言是存在的家”。虽然语言和自我意识没有因果关系,但也一定是密切关联的。


Jill的经历支持自我意识的产生来源于大脑中海量神经元和外界环境刺激的相互作用的理论。这就好像从鸡蛋变成鸡,并不需要在蛋里面先存在一只特小号的鸡,鸡这一复杂生命体的形成,无非是基因与细胞的分子共同作用的结果(光有基因是不行的,基因只是乐谱,还需要细胞的分子机制来演奏才有音乐的诞生)。所以,自我意识的产生并不需要一个超越时空的意识预先存在,意识无非是神经元形成的复杂网络与大量事件输入共同作用的结果。最近有一期Science里的书评就谈到意识与复杂网络的关系(SCIENCEp1045, VOL FEBRUARY 2008 1045 on March 30, 2008)。


有人说目前有关复杂网络的研究已经过气了,私下里以为这才刚刚开始,尤其是关于复杂网络的动力演变(这可能是了解大脑功能的关键),这在生物物理领域也有很多应用。最近Springer正在组织一帮牛人写Adaptive Networks,估计今年底或明年初就会出版,大家拭目以待吧。
 

同时,MIT 有一个很好的脑研究所,到那里看看最新的研究成果是有益的。其中,

Miller Lab – 当你集中注意力,或努力回忆时,大脑中神经元的功能机制


Wilson Lab – 记忆如何形成的,和睡眠的关系

 

<END>



本文引用地址:http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=21151

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