两大意识理论被Nature同时打脸了
2023年
一位世界顶级的神经科学家输掉了一场持续25年的赌局
赌注是一箱葡萄酒
赌的内容却是人类最深的谜题之一
意识到底住在大脑的哪个角落
他叫克里斯托夫·科赫
曾经坚信25年内科学一定能找到意识的神经标志物
结果呢
他在2023年的意识科学年会上
向哲学家大卫·查默斯递上了一瓶1978年的马德拉酒
苦笑着承认
事情远没有他想象的那么清楚
查默斯接过酒
笑着说了一句话
很清楚的是
事情不清楚
哈喽
大家好
我是王利杰
但故事没有在这里结束
科赫输掉赌局的那一年
一个史上最大规模的意识实验
正在全球多个实验室同时推进
这个项目叫COGITATE
由邓普顿世界慈善基金会资助
历时七年
2025年
结果终于出来了
直接发在了Nature上
这篇论文做了一件前所未有的事
它把两个统治意识科学几十年的理论
拉到同一个擂台上
用同一组实验同时裁判
结果呢
两个理论都被实质性地挑战了
用大白话说就是
两个都翻车了
今天这期视频
我要把这篇论文的故事讲给你听
但我更想探讨的
是这个结果背后的一个更大的问题
为什么我们一直找不到意识的开关
这种失败本身
是不是在告诉我们某种深刻的东西
先来认识一下这两个理论
第一个叫整合信息理论
英文缩写IIT
是威斯康星大学麦迪逊分校的朱利奥·托诺尼提出来的
这个理论的核心主张非常大胆
它说意识不是大脑某个区域的功能
而是一个系统整合信息的能力本身
托诺尼甚至发明了一个数学符号来衡量它
叫Φ值
一个系统的Φ值越高
信息整合的程度越强
意识体验就越丰富
按照IIT的说法
意识的核心基地在大脑后部
也就是后皮层区域
为什么是后面呢
因为后皮层拥有大量密集互联的神经回路
信息在那里高度整合
形成了复杂的因果结构
IIT预测
正是这种后皮层内部的持续同步活动
构成了你此刻正在体验的意识
第二个理论叫全局神经工作空间理论
英文缩写GNWT
这个概念最早由伯纳德·巴尔斯提出
后来法国神经科学家斯坦尼斯拉斯·德阿
纳把它发展成了一套完整的神经科学模型
它的核心思想是
意识就像一个剧场里的聚光灯
大脑后部的感觉区域一直在处理各种输入
但绝大部分都是在后台默默运行的
你根本意识不到
只有当某个信息强大到足以被推上全局舞台
被广播到全脑
特别是前额叶皮层参与的全局工作空间
你才会真正意识到它
GNWT有一个标志性的预测
叫点火
什么意思呢
当你真正意识到某个东西的那一刻
前额叶皮层会出现一次突然的、爆发式的神经活动
就像一根火柴被擦亮了一样
这个点火过程大概发生在刺激出现后200到300毫秒
点火之前
信息还只是在后脑那些感觉区域里打转
点火之后
信息被推上了全局舞台
你才真正看到了它
你注意到了吗
这两个理论之间有一个非常核心的分歧
意识到底住在大脑的前面还是后面
IIT说是后面
后皮层的整合活动就是意识本身
GNWT说关键在前面
没有前额叶的点火广播
就没有真正的意识体验
这不是哲学家在沙发上吵架
这是实验可以裁判的科学分歧
但几十年来
两边各做各的实验
各引各的证据
谁也说服不了谁
你做的实验设计对你的理论有利
我做的实验设计对我的理论有利
这种现象在科学哲学里叫确认偏误
怎么打破这个僵局
有人想出了一个天才的方法
叫对抗性协作
简单说就是
把两个理论的支持者叫到同一张桌子上来
再加上一群中立的裁判科学家
大家一起设计实验
两边先各自写下自己的预测
如果结果是A
说明我的理论对了
如果结果是B
说明我错了
然后把这些预测全部预注册
锁死
不许事后修改
最后由中立的第三方执行实验、分析数据
这种方法的精髓在于
没有任何一方可以在看到结果之后再编故事
COGITATE联盟就是这么做的
他们招募了256名被试
同时用了三种最先进的脑成像技术
功能性核磁共振fMRI
看的是血流变化
空间精度高
脑磁图MEG
看的是磁场变化
时间精度高
还有颅内脑电图iEEG
这是直接把电极放进大脑里面测
什么概念呢
这种数据只能在对癫痫患者做手术监测的时候顺便收集
极其珍贵
三种工具同时上
从空间、时间和深度三个维度同时锁定大脑活动
这个实验的精度和规模都是意识科学史上前所未有的
实验怎么做的呢
给被试看不同类别的视觉刺激
比如人脸、物体、字母
每次呈现的时间长度不同
有半秒的、一秒的、一秒半的
然后用这三种工具同时测量大脑在不同区域
不同时间点的活动模式
结果出来了
先看IIT那边
IIT预测
当你意识到一个视觉刺激的时候
后皮层区域应该出现持续的同步活动
也就是说
后面那些神经回路应该保持紧密的信息整合状态
而且这种同步应该一直持续到刺激消失
实验发现了什么
后皮层确实有持续的反应
枕叶和侧颞叶的活动确实反映了刺激的持续时间
但IIT预测的那种后皮层内部的持续同步
并没有出现
信息在后面确实有
但那些区域之间并没有维持IIT
所要求的那种紧密互联模式
这直接动摇了IIT的核心主张
即神经网络的连接结构决定了意识
再看GNWT那边
GNWT预测两件事
第一
当刺激消失的时候
前额叶应该出现一次明确的点火
第二
前额叶应该能全面表征你意识到的视觉内容的各个维度
比如你看到的是什么类别、什么朝向
结果呢
第一个预测基本落空
刺激消失时的前额叶点火
在大多数实验条件下都没有出现
第二个预测也被打了折扣
前额叶确实有一些内容特异性的活动
下额叶皮层能分辨你看的是人脸还是字母
但对于朝向这样的细节
前额叶几乎无能为力
这远不是GNWT描述的那种全面的全局广播
所以你看
实验对两个理论都给了部分分数
但也同时扣了最关键的分数
IIT说意识靠后面的同步
实验说那个同步不存在
GNWT说意识靠前面的点火
实验说那个点火经常缺席
这就是两败俱伤
而且注意
这篇论文还特别指出了一句话
这些挑战不仅仅针对IIT和GNWT
它们同样延伸到其他共享了类似预测的意识理论
什么意思呢
就是说这次实验的冲击波不只打到了两个选手
所有在后皮层同步或者前额叶点火上押了重注的理论
都得重新审视自己的地基
但我想请你停一下
不要急着得出这些理论都是垃圾的结论
因为这恰恰是科学最迷人的地方
你想想看
牛顿力学也被推翻了
但牛顿力学是垃圾吗
完全不是
它在日常尺度上依然精确得惊人
爱因斯坦的广义相对论推翻了牛顿的绝对时空观
但爱因斯坦的理论本身到今天也跟量子力学无法完全兼容
物理学最深的裂缝至今没有被修复
那你说物理学失败了吗
没有
每一次精心设计的理论在实验面前崩裂的时候
裂缝里漏出来的光
往往就是下一个突破的方向
而且你仔细看实验结果
会发现一个非常有趣的模式
意识相关的信息确实在视觉皮层
腹侧颞叶和下额叶皮层都找到了
而且前额叶和早期视觉区域之
间确实存在内容特异性的同步
也就是说
意识不是住在前面也不是住在后面
它更像是一个从后到前、又从前到后的动态过程
真实的数据比任何一个理论画出的简笔画都复杂得多
有意思的是，2024
年还有一篇由多个意识理论的支持者共同撰写的综述论文
发在了神经科学顶刊Neuron上
这篇论文承认了一个重要的事实
目前的各种意识理论
包括IIT、GNWT、高阶理论
循环处理理论和预测加工理论
它们之间的争议远大于共识
甚至连最基本的问题
意识是什么、如何识别意识状态
一个合格的意识理论需要满足什么条件
大家都没达成一致
这意味着什么
意味着意识科学现在的状态
有点像一百多年前的物理学
那时候经典物理以为自己快要把宇宙的拼图拼完了
只剩两朵小乌云
结果那两朵乌云炸出了相对论和量子力学
直接掀翻了整个地基
意识科学现在可能正站在类似的十字路口
旧的框架不够用了
但新的框架还没出生
而COGITATE这种对抗性协作的方法论本身
可能比任何单一实验结果都更有价值
因为它建立了一种诚实面对失败的科学文化
你不能只做对你有利的实验
你必须把你的核心预测暴露在最不利的条件下接受检验
这种方法如果能推广到科学的其他领域
很多低质量研究导致的可重复性危机可能会得到缓解
这让我想到一个更深的问题
我们人类有一个根深蒂固的认知习惯
我们喜欢找到那个东西
意识是什么
它在哪里
给我一个位置
一个机制
一个开关
我们喜欢名词
我们总是把动词变成名词
把看见变成视觉
把思考变成思维
把意识到变成意识
但当你把意识到变成意识的那一刻
你就已经做了一个危险的假设
你假设它是一个东西
一个可以被定位、被测量、被关在某个脑区里的实体
IIT把它关在后皮层，GNWT
把它关在前额叶工作空间
结果实验发现
它哪个房间都不完全待在
我在之前讲预测编码的那期视频里说过一个观点
意识不是名词
它是动词
它不是一个你可以找到的东西
它是一个正在发生的事件
我讲过你的大脑是一台预测发生器
它时时刻刻在编造一个关于世界的受控幻觉
然后用感官数据来校准
但这个编造过程本身
既不在某个单一脑区
也不是某一次点火可以概括的
它是整个大脑在多个层级上同时运行的预测和校准循环
这次COGITATE实验的结果
反而从侧面印证了这个观点
意识不是住在后面也不是住在前面
因为意识可能根本就不是一个住在某处的东西
它是一个全脑尺度的动态过程
涉及后部的感觉编码
中部的分类整合和前部的注意
调控之间持续不断的信息交换
你把任何一个环节单独拎出来说这就是意识
都只是抓住了大象的一条腿
唯识宗两千年前就说过类似的话
识不是一个实体
它是因缘聚合时的一个过程
你去大脑里找意识的位置
就像你在风里面找风住在哪里
风不住在任何地方
风就是空气流动本身
这不是说科学走错了路
恰恰相反
这种翻车正是科学逼近真相的标志
当你最精心设计的模型在最严格的实验面前崩裂时
那个裂口暴露出的
是我们提问方式本身的盲区
查默斯在1995年提出了一个至今没人能回答的问题
叫意识的困难问题
他说你可以解释大脑是怎么处理信息的
怎么产生行为的、怎么形成记忆的
但这一切都不能回答一个最根本的追问
为什么这些物理过程伴随着主观体验
为什么不是一切都在黑暗中运行
为什么有一个人在里面感受着什么
这个问题到今天为止没有任何理论能够触及它的核心
也许我们需要的不是一个更好的理论来回答意识在哪里
而是要学会问一个更好的问题
科赫在2023年输掉赌局之后
当场又跟查默斯打了一个赌
再赌25年
他说等我91岁的时候
科学一定能搞清楚意识的神经机制
查默斯82岁
握了握他的手
说好
我接
这个画面让我特别感动
两个在意识问题上较劲了一辈子的人
一个是最乐观的神经科学家
一个是最尖锐的意识哲学家
谁也没有说服谁
但谁也没有放弃
他们依然愿意再赌25年
不是因为他们知道答案
而是因为他们知道这个问题值得用一辈子去追
这种对未知的敬畏和对真相的执着
才是科学精神最打动我的地方
也许意识就是这样的东西
你越想抓住它
它越从你指缝里溜走
就像你试图用手电筒照亮手电筒自身的光源
你永远只能照到别的地方
但你追它的这个过程本身
这个不断追问、不断翻车、不断重建的过程
恰恰就是意识正在做的事情
你以为你在寻找意识
但其实意识就是那个正在寻找的东西本身
你怎么看
你觉得科学最终能找到意识的开关吗
还是说意识本身就是那个永远无法被找到的寻找者
我是王利杰
我们下期见