意識使波函數坍縮?可什麼才是意識呢?這是被哲學家討論得最多的問題之一,但在科學界的反應卻相對冷淡。在心理學界,以沃森(John B.Watson)和斯金納(B.F.Skinner)等人所代表的行為主義學派通常樂於把精神事件分解為刺激和反應來研究,而忽略無法用實驗確證的「意識」本身。的確,甚至給「意識」下一個準確的定義都是困難的,它產生於何處,具體活動於哪個部分,如何作用於我們的身體都還是未知之謎。

 

人們一般能夠達成共識的是,並非大腦的所有活動都是「意識」,事實上大腦的許多活動是我們本身意識不到的,我們通常只注意到它的輸出結果,而並不參控它運行的整個過程。當我的耳邊響起”第九交響曲”時,我的眼前突然不由浮現出我在中學時代的童年時光,但我自己一點都不知道我的大腦是如何具體地一步步完成了這個過程,這是在我的「下意識」中完成的!有時候我甚至會奇怪:我為什麼會這樣想呢?另外,許多人也承認,「意識」似乎與我們的「注意」密切相關,它同時還要求一定的記憶能力來完成前後連貫的動作。

 

可以肯定的是,意識不是一種具體的物質實在。沒有人在進行腦科手術時在顱骨內發現過任何有形的「意識」的存在。它是不是腦的一部分的作用體現呢?看起來應該如此,但具體哪個部分負責「意識」卻是眾說紛紜。有人說是大腦,因為大腦才有種種複雜的交流性功能,而掌握身體控制的小腦看起來更像一台自動機器。我們在學習游泳或者騎自行車的時候,一開始總是要戰戰兢兢,注意身體每個姿勢的控制,每個動作前都要想想好。但一旦熟練以後,小腦就接管了身體的運動,把它變成了一種本能般的行為。比如騎慣自行車的人就並不需要時時「意識」到他的每個動作。事實上,我們「意識」的反應是相當遲緩的(有實驗報告說有半秒的延遲),當一位鋼琴家進行熟練的演奏時,他往往是「不假思索」,一氣呵成,從某種角度來說,這已經不能稱作「完全有意識」的行為,就像我們平常說的:「熟極而流,想都不想」。而且值得注意的是,這種後天學習的身體技能往往可以保持很長時間不被遺忘。

 

也有人說,大腦並沒有意識,而只是指揮身體的行動。在一個實驗中,我們刺激大腦的某個區域使得試驗者的右手運動,但試驗者本身「並不想」使它運動!那麼,當我們「有意識」地想要運動我們的右手時,必定在某處由意識產生了這種欲望,然後通過電信號傳達給特定的皮層,最後才導致運動本身。實驗者認為中腦和丘腦是這種自由意識所在。但也有別人認為是網狀體,或者海馬體的。很多人還認為,大腦左半球才可以稱得上「有意識」,而右半球則是自動機。

 

這些具體的爭論且放在一邊不管,我們站高一點來看問題:意識在本質上是什麼東西呢?它是不是某種神秘的非物質世界的幽靈,完全脫離我們的身體大腦而存在,只有當它「附體」在我們身上時,我們才會獲得這種意識呢?顯然絕大多數科學家都不會認同這種說法,一種心照不宣的觀點是,意識是一種結構模式,它完全基於物質基礎(我們的腦)而存在,但卻需要更高一層次的規律去闡釋它。這就是所謂的「整體論」(Holism)的解釋。

 

什麼是意識?這好比問:什麼是資訊?一個消息是一種資訊,但是,它的載體本身並非資訊,它所蘊涵的內容才是。我告訴你:「湖人隊今天輸球了」,這8個字本身並不是資訊,它的內容「湖人隊輸球」才是真正的資訊。同樣的資訊完全可以用另外的載體來表達,比如寫一行字告訴你,或者發一個E-Mail給你,或者做一個手勢。所以,研究載體本身並不能得出對相關資訊有益的結論,就算我把這8個字拆成一筆一劃研究個透徹,這也不能幫助我瞭解「湖人隊輸球」的意義何在。資訊並不存在於每一個字中,而存在於這8個字的組合中,對於它的描述需要用到比單個字更高一層次的語言和規律。

 

什麼是貝多芬的”第九交響曲”?它無非是一串音符的組合。但音符本身並不是交響曲,如果我們想描述這首偉大作品,我們要涉及的是音符的「組合模式」!什麼是海明威的”老人與海”?它無非是一串字母的組合。但字母本身也不是小說,它們的「組合模式」才是!為了更好地理解字母不是小說,組合模式才是小說的概念,我們假設用最簡單的編碼方法來加密”老人與海”這部作品,也就是對於每一個字母用相應的符號來替換。比如說A換成圓圈,B換成方塊,C換成三角...等等。現在我們手上有一本充滿了古怪符號的書,我問你:這還是”老人與海”嗎?大部分人應該承認:還是。因為原書的資訊並沒有任何的損失,它的「組合模式」仍然原封不動地保留在那裡,只不過在基礎層面上換了一種表達方式罷了,它完全可以再反編譯回來。這本密碼版”老人與海”完全等價於原本”老人與海”!

 

回到我們的問題上來:什麼是意識?意識是組成腦的原子群的一種「組合模式」!我們腦的物質基礎和一塊石頭沒什麼不同,是由同樣的碳原子、氫原子、氧原子...組成的。構成我們腦的電子和構成一塊石頭的電子完全相同,就算把它們相互調換,也不會造成我們的腦袋變成一塊石頭的奇觀。我們的意識,完全建築在我們腦袋的結構模式之上!只要一堆原子按照特定的方式排列起來,它就可以構成我們的意識,就像只要一堆字母按照特定的方式排列起來,就可以構成”老人與海”一樣。這裡並不需要某個非物質的「靈魂」來附體,就如你不會相信,只有當「海明威之魂」附在一堆字母上才會使它變成”老人與海”一樣。單個腦細胞顯然不能意識到任何東西,但是許多腦細胞按照特定的模式組合起來,「意識」就在組合中產生了。

 

好,到此為止,大部分人還是應該對這種相當唯物的說法感到滿意的。但只要再往下合理地推論幾步,許多人可能就要覺得背上出冷汗了。如果「意識」完全取決於原子的「組合模式」的話,第一個推論就是:它可以被複製。出版社印刷成千上萬本的”老人與海”,為什麼原子不能被複製呢?假如我們的技術發達到一定程度,可以掃描你身體裡每一個原子的位置和狀態,並在另一個地方把它們重新組合起來的話,這個新的「人」是不是你呢?他會不會擁有和你一樣的「意識」?或者乾脆說,他和你是不是同一個人?假如我們承認意識完全基於原子排列模式,我們的回答無疑就是YES!這和「克隆人」是兩個概念,克隆人只不過繼承了你的基因,而這個「複製人」卻擁有你的意識,你的記憶,你的感情,你的一切,他就是你本人!

 

近幾年來,在量子通信方面我們有了極大的突破。把一個未知的量子態原封不動地傳輸到第二者那裡已經成為可能,而且事實上已經有許多具體協議的提出。雖然令人欣慰的是,有一個叫做「不可複製定理」(no cloning theorem,1982年Wootters,Zurek和Dieks提出)的原則規定在傳輸量子態的同時一定會毀掉原來那個原本。換句話說,量子態只能cut paste,不能copy paste,這阻止了兩個「你」的出現。但問題是,如果把你「毀掉」,然後在另一個地方「重建」起來,你是否認為這還是「原來的你」?

 

另一個推論就是:「組合模式」本身並非要特定的物質基礎才能呈現。我們已經看到,我們完全可以用另一套符號系統去重寫”老人與海”,這並不造成實質的差別。一套電影,我可以用膠片記錄,也可以用錄影帶,VCD,LD或者DVD記錄。當然有人會提出異議,說壓縮實際上造成了資訊的損失,VCD版的Matrix已經不是電影版的Matrix,其實這無所謂,我們換個比喻說,一張彩色數位照片可以用RGB來表示色彩,也可以用另一些表達系統比如說CMY,HSI,YUV或者YIQ來表示。再比如,任何序列都可以用一些可逆的壓縮手法例如Huffman編碼來壓縮,字母也可以用摩爾斯電碼來替換,歌曲可以用簡譜或者五線譜記錄,雖然它們看上去很不同,但其中包含的資訊卻是相同的!假如你有興趣,用圍棋中的白子代表0,黑子代表1,你無疑也可以用鋪滿整個天安門廣場的圍棋來拷貝一張VCD,這是完全等價的!

 

那麼,只要有某種複雜的系統可以包含我們「意識模式」的主要資訊或者與其等價,顯然我們應該認為,意識並不一定要依賴於我們這個生物有機體的肉身而存在!假設我們大腦的所有資訊都被掃描而存入一台電腦中,這台電腦嚴格地按照物理定律來計算這些分子對於各種刺激的反應而最終求出相應結果以作出回應,那麼從理論上說,這台電腦的行為完全等同於我們自身!我們是不是可以說,這台電腦實際上擁有了我們的「意識」?

 

對於許多實證主義者來說,判定「擁有意識」或者「能思考」的標準便嚴格地按照這個「模式結構理論」的方法。意識只不過是某種複雜的模式結構,或者說,是在輸入和輸出之間進行的某種複雜演算法。任何系統只要能夠類比這種演算法,它就可以被合理地認為擁有意識。和馮‧諾伊曼同為現代電腦奠基人的阿蘭‧圖靈(Alan Turin)在1950年提出了判定電腦能否像人那般實際「思考」的標準,也就是著名的「圖靈檢驗」。他設想一台超級電腦和一個人躲藏在幕後回答提問者的問題,而提問者則試圖分辨哪個是人哪個是電腦。圖靈爭辯說,假如電腦偽裝得如此巧妙,以致沒有人可以在實際上把它和一個真人分辨開來的話,那麼我們就可以聲稱,這台電腦和人一樣具備了思考能力,或者說,意識(他的原詞是「智慧」)。現代電腦已經可以擊敗國際象棋大師(可憐的卡斯帕羅夫!),真正騙倒一個測試者的日子不知還有多久才能來到,大家自己估計一下好了。

 

電腦在複雜到了一定程度之後便可以實際擁有意識,持這種看法的人通常被稱為「強人工智慧派」。在他們看來,人的大腦本質上也不過是一台異常複雜的電腦,只是它不由電晶體或者積體電路構成,而是生物細胞而已。但細胞也得靠細微的電流工作,就算我們尚不完全清楚其中的機制,也沒有理由認為有某種超自然的東西在裡面。就像薛定諤在他那本名揚四海的小冊子”生命是什麼”中所做的比喻一樣,一個蒸汽機師在第一次看到電動機時會驚訝地發現這機器和他所瞭解的熱力學機器十分不同,但他會合理地假定這是按照某些他所不瞭解的原理所運行的,而不會大驚小怪地認為是幽靈驅動了一切。

 

你可能要問,演算法複雜到了何種程度才有資格被稱為「意識」呢?這的確對我們理解波函數何時坍縮有實際好處!但這很可能又是一個難題,像那個著名的悖論:一粒沙落地不算一個沙堆,兩粒沙落地不算一個沙堆,但10萬粒沙落地肯定是一個沙堆了。那麼,具體到哪一粒沙落地時才形成一個沙堆呢?對這種模糊性的問題科學家通常不屑解答,正如爭論貓或者大腸桿菌有沒有意識一樣,我們對波函數還是一頭霧水!

 

當然,也有一些更為極端的看法認為,任何執行了某種演算法的系統都可以看成具有某種程度的「意識」!比如指南針,人們會論證說,它「喜歡」指著南方,當把它撥亂後,它就出於「厭惡」而竭力避免這種狀態,而回到它所「喜歡」的狀態裡去。以這種帶相當泛神論色彩的觀點來看,萬事萬物都有著「意識」,只是程度的不同罷了。意識,簡單來說,就是一個系統的演算法,它「喜歡」那些大概率的輸出,「討厭」那些小概率的輸出。一個有著趨光性的變形蟲也有意識,只不過它「意識」的複雜程度比我們人類要低級好多好多倍罷了。

 

你也許不相信這種說法,但你只要承認「意識」只是在物質基礎上的一種排列模式,你便很難否認我們說到的一些奇特性質。甚至連「意識是否可能在死後繼續存在」這樣的可怕問題,我們的答案也應該是在原則上肯定的!這就好比問,”第九交響曲”在音樂會結束後是不是還繼續存在?顯然我們只要保留了這個排列資訊的資料,我們隨時可以用不同的方法把它具體重現出來(任何時候都不缺碳原子、氫原子...)。當然,在我們的技術能力還達不到能夠獲得全部組合資訊並保留它們之前(可能我們永遠也沒有這個技術),人死後自然就沒有意識了,就像音樂會後燒毀了所有的樂譜一樣,這個樂曲自然就此「失傳」了。

 

你可能已經看得瞠目結舌,不過我們的說法把意識建立在完全客觀和唯物的基礎上,它實在已經是最不故作神秘的一種!意識不是一個獨立的存在,而是系統複雜到了一定程度後表現出來的客觀性質。它雖然是一種組合機制,但脫離了具體的物質(暫時肉體是唯一可能)它也無法表現出來。就像軟體脫離了硬體無法具體運行一樣,意識的體現不可能脫離物質而進行。假如我們被迫去尋找一種獨立於物質的「意識」的話,那未免走得太遠了。

 

當然,對於習慣了二元論的公眾來說,試圖使他們相信靈魂或者意識只是大量神經原的排列和集體行為是教他們吃驚的。對於徹底的唯物論者,試圖使他們相信意識作為一種特定的排列資訊可能長期保存並在不同平臺上重現也是艱難的任務。心理學家和神經科學家克里克(Francis Crick)不得不把這一論斷稱為「驚人的假說」(驚人的假說:靈魂的科學探索”)。但對於大多數科學家來說,這也許是一種理所當然的推論。當然也有某些人認為意識或者靈魂並非複雜性造就的一個客觀的副產品,它並不一定能夠用演算法來類比,並的確具有某種主動效應!這裡面包括牛津大學的羅傑‧彭羅斯(Roger Penrose),諸位如果有興趣瞭解他的觀點,可以閱讀其著作皇帝新腦”(The Emperors New Mind)

 

 

上帝擲骰子嗎-量子物理史話(曹天元)

 

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