第三章 杰拉尔德·埃德尔曼和再入绘图

《意识的奥秘》是2009年南京大学出版社出版的一本图书。意识问题是当代哲学、心理学、认知科学和神经科学研究一个占据核心地位的研究主题。塞尔在书中对当代一些著名科学家或哲学家关于意识的观点进行了批判性的系统评价，提出了意识是一种生物现象的重要观点。塞尔在书中批判性地评价了二元论、唯物论等心灵哲学的重要理论，同时也论证了他本人关于意识的生物自然主义思想。

在我所见过的关于意识的神经生物学理论当中，杰拉尔德·埃德尔曼(Gerald Edelman)的理论设计之精心令人难忘，同时其所提出的见解也是最为深刻的。我即将讨论的两本书，是他以《神经达尔文主义》(Neural Darwinism)和《拓扑生物学》(Topohiology)开头的系列作品中的第3部和第4部。他出版这一系列作品的目标，是要建构一种关于大脑的全方位的理论，通过与物理学和进化生物学的关系为脑科学定位。这一系列作品的中心，是他在《记忆中的礼物》(The Remem­bered Present)中提出，并在《清新的空气，靓丽的火焰》(Bright Air, Brilliant Fire）中加以总结的意识理论。

为了解释埃德尔曼的意识理论，我先要简单解释一下他使用的一些核心概念和理论，特别是他用来发展一种感知分类(perceptual cate-gorization)理论的概念和理论。最好的开始方法，是把埃德尔曼的方案与克里克的方案进行比较。如我们在第二章中见到的，克里克想把一种对于捆绑问题的说明，扩充成为一种对于意识的一般性理论。“捆绑问题”提出了这样的问题：对大脑不同部分的不同刺激输入是怎样捆绑在一起，从而产生一种单独的、统一的经验，例如关于看见一只猫的经验。同样，埃德尔曼想把一种对感知范畴——这些范畴包括从形状、颜色和移动，到像猫和狗这样的对象——的发展的说明，扩充成为一种关于意识的一般性理论。总而言之，克里克把视觉感知的捆绑问题当作研究意识的切入点，而埃德尔曼则把范畴分类作为其研究的切入点。对埃德尔曼来说，第一个至关重要的思想是地图(map)概念。一张地图，就是一张大脑神经元的单子，这张单子上的点与感受器细胞的单子，如皮肤的表面或眼睛视网膜上相应的点系统地关联在一起。一张地图也可以和其他地图关联。在人的视觉系统中，光视觉皮层中就有30多张地图。一张地图应该就是一张实际大脑的解剖图，强调这一点很重要。我们正在谈论神经元的单子。这些单子之所以被认定为“地图“，是因为它们上面的点与其他单子上的点有着系统的关系，而正如我们很快就会看到的，这一点对于再入现象是重要的。

第二个思想是他的神经元群选择(Neuronal Group Selection)理论。在埃德尔曼看来，我们不应该把大脑的发展，尤其是像感知分类和记忆这些方面的发展，与从环境的影响中进行学习的大脑有关。相反，从遗传上看，大脑从一开始存在，就配备了极多的神经元群，它是通过一种类似于达尔文的自然选择机制发展的：有些神经元群死掉，其他的则活下来，并得到强化。在大脑的某些部分中，有大约百分之七十的神经元在大脑成熟之前就死掉了。被选择的单位不是单个神经元，而是上百到上亿细胞构成的神经元群。他的基本观点是：大脑不是一种指导性(instructional)机制，而是一种选择性(selectional)机制；也就是说，大脑不是通过改变一组固定不变的神经元而发展的，而是通过消除某些神经元群并强化其他神经元群的方式来发展的。

第三个，也是最重要的思想，就是再入(reentry)的思想。再入是一种过程，通过它，类似的信号可以在地图之间来回往返。地图A向地图B传送信号，地图B再把信号传回来。这些信号由A进入B，然后再入到A中。埃德尔曼最想坚持的一点是：再入不只是一种反馈．因为有可能存在许多条同时起作用的类似途径。

杰拉尔德·埃德尔曼（Gerald Maurice Edelman，1929年7月1日－2014年5月17日）是一位美国生物学家。由于关于免疫系统的研究，而获得了1972年的诺贝尔生理学或医学奖。

现在，所有这些会是怎样引起感知范畴和概括的呢？关于这一点，埃德尔曼的话不是十分明确，但从其字里行间可以读出一个思想：大脑有一个需要去解决的问题。它不得不发展出感知范畴，这些范畴从形状、颜色、移动开始，最后会包括实际对象树、马和杯子，而且，它也必须能够对一般性概念进行抽象。它必须在这样一种情境中做所有这些事情在其中，世界没有得到标示并被划分出这些范畴，而且大脑事先不包含任何程序，其内部也没有什么小人(homunculus)（Homunculus是指人脑中有一个对应着人体感觉的小人，人的各个感觉器官在大脑上都有对应的感应部分，根据感应度的不同各有大小｀这些鼻子对应鼻子、眼睛对应眼睛的感应带组合起来，就是一个模拟的小人。一译注）对其进行指导大脑是怎样解决这个问题的？它有来自任何给定范畴的大量刺激输入，有些刺激来自对象的边缘或边沿，其他刺激则来自对象的颜色，如此等等一一在许多刺激输入之后，大脑会在地图中选择特定的神经元群模式。但是现在，相似的信号不仅仅会激活此前在一张地图中选择的神经元群，还有另一张地图乃至整群地图中的神经元群，这是因为，不同地图中的运作是通过再入通道连接起来的。每张地图都可以把其他地图作出的区分用于自己的运作。于是，一张地图可以搞清楚一个物体的边缘，另一张地图可以搞清楚它的移动，而再入机制则可以使其他地图能够根据它的边缘和移动搞清楚该物体的形状（《记忆中的礼物》，从第72页起）。

于是结果就是这样的：你可以对世界上的对象进行统一的表征，尽管这种表征分布在大脑的很多不同区域上。不同区域中的不同地图都忙千通过再人途径相互传递信号。这导致大脑有可能进行分类和简单概括，而不需要任何程序或者小人。当你通过再入得到遍及相互传递信号的大脑的地图时，你就会得到埃德尔曼所谓的“全局绘图”(global mapping)，这不但使大脑这个系统具有感知范畴和进行概括、而且还允许它去协调感知和行动。

这只是一种试行的假说，而不是一种确立的理论。埃德尔曼并没有宣称自己已经证明这就是大脑形成感知范畴的工作原理。但是，这个假说至少会因为如下事实而具有合理性：埃德尔曼的研究团队已经设计出了机器人(“达尔文III”)的弱AI计算机模型，这种机器人能够通过利用这些机制获得感知范畴并能够对它们进行概括。这个机器人有一只模拟“眼“和一只借助之而移动的“手臂”。它通过这些形式进行探究，“判定”某物是一个物体，“判定”它没穿衣服，“判定”它凹凸不平。它区分了既没穿衣服又凹凸不平的对象，和那些没穿衣服或者凹凸不平但并非两者兼而有之的对象（《清新的空气，靓丽的火焰》，第91—93页）。（有一点也许值得指出：达尔文Ⅲ不是一个绕着屋子叮当作响的机器人．而是一幅机器人的画像，一种通过计算机对机器人的模拟。）

出版社: Basic Books

副标题: On The Matter Of The Mind

出版年: 1993-06-16

到目前为止这些过程没有一个是有意识的，强调这一点很重要。当埃德尔曼谈论感知分类的时候，他不是在谈论有意识的感知经验。他的策略是设法从开始于分类的一系列过程去构造意识，而这些过程不应该被认为是有意识的。如果从一开始就假设它们是有意识的，就会犯窃取论题(beg the question)的错误。（在逻辑上亦称“乞题谬误＂，指用结论本身或近似于结论的命题做论据去论证结论，这样的论证的前提依赖于结论，甚至等同于结论，因为以尚未解决的问题作为论据，等于是回避了问题的实质。一译注）

于是，现在的问题就是：我们怎样利用到目前为止我所描述的工具获得意识经验？除了这些工具，我们还需要什么？埃德尔曼在《记忆中的礼物》中用了大部的篇幅来回答这个问题，任何简单的总结都注定会是不充分的。区分初级意识(primary consciousness)和高级意识（higher-order consciousness)是至关重要的，前者与获得他所谓的意象(imagery)有关，他用意象一词意指简单的感觉和感知经验，后者则包括自我意识和语言。埃德尔曼的最大问题在于就初级意识进行解释和说明，因为高级意识是从已经具有意识的过程，也就是那些具有初级意识的过程构造而来的。除刚刚描述过的机制外，大脑若还想具有初级意识，至少需要如下东西：

1.它必须要有记忆。在埃德尔曼看来，记忆不只是一个被动的存储过程，还是一个在以前分类基础上进行的主动再分类过程。埃德尔曼不擅长举例，但他似乎把下面这一点牢记在心了：假设一个动物获得了一个关于猫的感知范畴。它通过看到一只猫这一经验，并经由再人地图组织自己的经验而获得这一范畴。于是，下一次当它看到一只猫，因而有一种类似的感知输人时，就会通过强化这种之前确立的分类，对这种输入进行再分类。它是通过改变全局地图中突触的数量做到这一点的。这个动物不只是在回忆已有的，而且还在不断地重新发明关于猫的范畴。在我看来，这种记忆观念是这本书最有影响的特征之一，因为它提供了如下传统思想的一种替代物：将记忆看成对知识和经验的储存器，并把回忆看成从该储存器中取出它们的过程。

2.大脑必须具有一种用于学习的系统。对埃德尔曼来说，学习不仅关涉到记忆，而且还关涉到评价，即一种评判某种刺激物优于其他刺激物的方式。一个系统为了进行学习，就必须更喜欢某些事情而不是其他事情。学习与行为上的变化有关，行为上的变化是以分类为基础的，而这些分类是受积极或者消极评价影响的。例如动物可能会更好地评价亮的东西而不是暗的东西，或者更好地评价暖的东西而不是冷的东西，而对动物来说，学习就是要把感知分类和记忆与这样一套评价关联起来。

3.大脑也需要具有区分自我和异物(nonself)的能力。这还不是自我意识，因为即使没有关于自我的具体概念，大脑也能够做出这种区分，但是，神经系统必须能够区分将自己作为其组成部分的有机体和世界的其余部分。用千这种区分的工具，已经由我们对大脑的解剖提供给我们了，因为我们有不同的大脑区域，它们可以用来记录我们的内部状态，如感到饥饿，而这些区域区别于那些从外部世界吸收信号的区域，如使我们看到周边对象的视觉系统。感到饥饿是“自我”的一部分；而我们周边世界上被看到的对象则是“异物”的组成部分。

《记忆中的礼物》一书提出了一个非凡的意识理论，将近年来神经科学爆炸性增多的发现与当前解剖学、细胞生物学和心理学知识结合起来。埃德尔曼为我们构建一个关于我们如何意识到自身存在的详细模型提供了一个前景。这可能会促使语言学家对语言的看法、医生对精神疾病的分类以及哲学家对心身问题的看法做出根本性修正。

上述三个特征对于初级意识来说是必要的，但还不是充分的条件。要得到关于初级意识的一种完整说明，还须增加另外三个要素：

1.这个有机体需要这样一个系统，它用千对在时间中连续发生的事件进行分类并形成概念。例如，一个动物能够感知到一个特定的事件，比如一只猫穿过它的视域。接着它能觉察到另一个事件：一只狗穿过它的视域。于是，这个动物就不但要能对猫和狗进行分类，而且还能把这个事件序列分为一个关于一只狗跟着一只猫的序列。而且它还必须能够形成与这些范畴相对应的前语言(prelinguistic)概念。我相信，埃德尔曼把这两个范畴一对连续性事件的分类和概念的形成归在一起了，因为在他看来，这两者在大脑中有着共同的神经生物基质。

2.一种特殊的记忆是必要的。在系统4和1、2、3中描述过的系统中间，必定存在着不间断的交互作用，这种交互作用是以这样一种方式进行的，以至于它可以为我们提供一种与过去的范畴相匹配、用于评价的特殊记忆系统。埃德尔曼没有提供任何具体的例子，因此我想试着为他创造一个：假设一个动物更好地评价暖而不是冷。它把这种评价和关于如下对象的范畴关联起来：这些对象从自我之外引起了暖和冷的内部经验，例如阳光带来温暖的经验以及雪带来冷的经验。这个动物具有与引起暖和引起冷的事件的序列相对应的范畴。而它的记忆则与现实时间中进行的感知分类相关联。

3.最后，也是最重要的一点是，我们需要一组介于这种特殊记忆系统和专门用于感知分类的解剖系统之间的再入性关联。正是这些再入性关联所发挥的作用，为我们提供了导致初级意识出现的充分条件。

我们来总结一下，按照埃德尔曼的观点，要想获得意识，下述条件既是必要的又是充分的：大脑必须要有分类系统，它必须具有埃德尔曼描述的那种记忆，还要有学习系统（此处的学习必然关涉到评价）。大脑必须能够区分自我和世界的其余部分，而且必须要有能够对时间中的事件进行排序的大脑结构。最为重要的是，大脑需要全局再入途径，以便把这些解剖结构连接起来。

我发现，埃德尔曼的表述不是十分清楚，他的问题是例子太少。而这是我能够做的最好的重建。他把自己的理论总结如下：

实际上，初级意识导源于对过去的评价范畴关联的记忆，和当下来自世界的、由全局绘图分了类的输入在现实时间中的交互作用（但是，这要在这些绘图的成分被内部状态改变之前）。［第155页］

 他接着说：

换句话说，意识是递归性比较记忆(recursively compara­tive memory)的结果，在这样的分类变成这种记忆的组成部分之前，以前的自我－异物型分类与当下进行的感知分类以及它们的短期连续性，不断进行着关联。［第155页］

高级意识只能基于初级意识发展而来。也就是说，为了发展出像语言和符号这样的高级能力，动物首先必须是有意识的。当像我们自己这样的动物不但能够进行感觉和知觉，还能用符号表示自我－异物的区分也就是形成自我的概念一—而且这个概念只能经受社会性互动的考验时，高级意识便能够得到发展了。埃德尔曼认为，这种发展最终会导致语法学和语义学的进一步发展。这些能力包括通过一种能够使动物脱开其当下经验而制定计划的方式，用符号将过去、现在和将来的关系表示出来的能力。

在上述总结中，我没有考虑所有这些怎么可能在大脑的实际解剖中实现这一问题的细节，但是，关千在他看来哪些结构执行哪些功能的问题，埃尔德曼的表述是十分明确的。

关于埃德尔曼用来说明意识的工具就说这么多。这是一种有力的工具，因此埃德尔曼用了他的书的大部分篇幅详细阐发其含义。除了其他主题，本书各章节还论述了进行再分类的记忆、空间和时间、概念的形成、对千学习不可或缺的评价、语言和高级意识的发展，心智疾病。他所做的一个最吸引人的推测是：某些心智疾病，如精神分裂症可能源于再入机制的崩溃。

我们应该怎样看待埃德尔曼对于意识的说明呢？如前所述，这是我所见过的论述意识问题的神经生物学文献中最详尽也是最深刻的尝试。和克里克一样，埃德尔曼也把自己理论的许多内容看成是推测性的，但这样做反而更好。如果没有论题要去验证，也就没有我们的知识的进步了。然而，主要的困难也是显然的：到目前为止，埃尔德曼一直都没有提供任何理由去解释为什么具有所有这些特征的大脑会因此而具有感知或觉识。请记住，我所提到的初级意识的所有特征－感知分类、评价、记忆等等——应该只有通过详细说明它们的结构和所执行的功能才能得到理解。我们不会认为它们已经是有意识的。这个思想是说，整个这一套相互关联的系统是经由再入绘图来产生意识的。但是，正如到目前我们所描述的那样，下面这一点是可能的：大脑能够具有所有这些功能性的、行为上的特征，包括再入绘图，但并不因此而成为有意识的。

这个问题和我们此前遇到的是同一个问题：你怎样才能从所有这些结构以及它们的功能，得到我们所有人都具有的定性的感知或觉识状态，也就是有些哲学家所谓的“感受性质“呢？我们看到红颜色或者感觉到暖和时所具有的觉识状态，在性质上不同千我们看到黑颜色或感觉到冷时所具有的觉识状态。埃德尔曼十分清楚地意识到了感受性质问题。我觉得，他在《记忆中的礼物》中对该问题的回答，和他在《清新的空气，靓丽的火焰》中的回答有些不一样，但在我看来，其中没有一个是充分的。在《记忆中的礼物》中他说，科学不可能告诉我们为什么暖和会感觉到暖和，而我们也不应该对它这样提问。但是，在我看来，这恰恰就是意识的神经科学应该告诉我们的：到底是大脑的哪些解剖和生理特征，使得我们具有意识，它的哪些特征引起了哪些特殊形式的意识状态。除其他许多事物之外，对红色的红性和暖的暖性的感知恰恰就是需要我们对之作出解释的意识状态。

在《清新的空气，靓丽的火焰》中，埃德尔曼说，我们不可能解决感受性质问题，因为不可能会有哪两个人具有相同的感受性质，而科学由于其所具有的一般性，也没有办法解释这些奇特的和特殊的差异。但是，这在我看来并不是真正的困难。每个人都有一套不同于他人的指纹，但这不会妨碍我们对皮肤进行科学的说明。毫无疑问，我的疼痛和你的疼痛略有不同，而也许我们永远不会得到有关它们如何不同，以及为何不同这一问题的一种完整的因果性说明。同样，我们仍然需要就疼痛究竟怎样由大脑过程引起这一问题，提供一种科学的说明，而提供这样一种说明不需要考虑一个人的疼痛和另一个人的疼痛之间的细微差别。因此，单个经验的特殊性并没有把单个经验的主体置于科学探究的范围之外。

对意识的任何解释都必须说明主观的觉识状态，也就是意识状态。埃德尔曼的说明面临如下困难：或者，大脑的生理特征应该作为意识的构成成分一也就是说，它们以某种方式构成了意识状态，或者，应该是这些生理特征引起了意识。但是很明显，它们并不是意识的构成成分，因为大脑有可能具有所有这些特征，但却仍然是无意识的。因此，这种引起关系必定是因果性的，而这种解释也得到了埃德尔曼关千必要且充分条件的谈论的支持。但是，如果大脑具有被认为引起了意识的物理结构，那我们就需要被告知，这些物理结构是怎样引起意识的。

它们应该是如何工作的呢？假设我们能够理解再入机制是怎样引起大脑发展出与其刺激输入相对应的无意识范畴，那么，再入机制究竟又是怎样引起觉识状态的？你可能会论证说，任何丰富到足以具有所有这些发挥作用的工具的大脑，都必定会是有意识的。但是，对于这样一种因果性假说而言，同样的问题仍旧会存在它是怎样引起意识的？有这些机制的大脑就有意识，没有这些机制的大脑就没有意识，真的是这样吗？看来，奥秘仍然没有揭开。什么东西可以解释被称作“感受性质”的那种内在定性的觉识或感觉状态，这个问题不是我们能够将之置于一旁的意识问题的一个方面；它本身就是意识问题，因为每一种意识状态都是一种定性的状态，而“感受性质”只是关千所有意识状态的意识的一个引人误解的名称。

埃德尔曼完成了两本杰出的著作，它们都富有思想。他讨论了范围极广的话题，从量子力学到计算机科学，再到精神分裂症，而且他的洞察力总是那么惊人。他的理论有一个特征给人留下深刻的印象，即它试图精细地说明大脑的哪些神经结构要对哪些功能负责。尽管埃德尔曼在许多问题上的看法和克里克不同，但是，他们共有一个推动各自研究的基本信念。要想理解心灵和意识，我们就必须详细地了解大脑是怎样进行工作的。

（原文载于约翰·塞尔《意识的奥秘》）