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當代科學哲學對腦科學、心理學與認知科學方面有什么樣的理論貢獻與進展？如何評估哲學對于強化和促進科學假說、統(tǒng)籌人文與科學協(xié)調(diào)進步方面的優(yōu)勢？本文的論述希望能引起有科學背景的讀者的思考與探討。

一

伴隨認知神經(jīng)科學、人工智能科學的發(fā)展，我們對于人類心靈本質(zhì)的理解日漸深入，從哲學視角對人類心智解釋理論的迫切性也提上了日程。

心理學、認知科學與腦科學的形而上學問題包括：心智存在嗎？心智（的本質(zhì)）是什么？心、意識跟大腦有什么關(guān)系？如果心智就是大腦，心智如何不同于大腦？有沒有可能用科學來解釋與理解意識？神經(jīng)科學能告訴我們意識是什么嗎？心智如何與世界發(fā)生因果互動？心智如何擁有關(guān)于外部的知覺內(nèi)容？

人工智能時代將至，對人類心智的理解有助于啟發(fā)人工智能技術(shù)創(chuàng)新。但人類心智具有一些與動物或是機器有所區(qū)別的重要特征，這些特征與區(qū)別涉及的問題包括：心智的本質(zhì)是計算機程序嗎？計算機或人工智能有可能自我思考嗎？心智能存在于不同種類的事物如電腦或機器人中嗎？

本文將從心物問題出發(fā)，梳理各種心理理論的重點與難點，提出意識問題對當前科學理論產(chǎn)生的困難，最后建立哲學理論與經(jīng)驗科學之間的研究對話，加深對心智本質(zhì)研究的發(fā)展。

為方便討論，依照當代哲學文獻的多數(shù)習慣，本文對以下哲學專業(yè)用語作定義與區(qū)分。

將所有心理現(xiàn)象區(qū)分為靜態(tài)的心理狀態(tài)與心理過程，后者包括推理、記憶、學習、識別、概念化等過程。前者可再分為意向狀態(tài)與非意向狀態(tài)。意向狀態(tài)指以其他事物為對象的狀態(tài)，包括信念、欲望、希望、喜歡、懷疑、判斷、擔憂、思考等。非意向狀態(tài)包括感受質(zhì)、經(jīng)驗與情緒。

將宇宙萬物區(qū)分為實體與屬性。實體指可以擁有（例示）屬性的事物，常見的實體包括粒子、細胞、每個生物、行星、星系等個體具體事物；屬性又稱共相，指能被多個實體擁有（例示）的抽象事物，包括數(shù)、顏色、形狀、重量、生物學的種屬、關(guān)系、德性、美等。也可暫時籠統(tǒng)地以主謂詞區(qū)分理解實體與屬性的區(qū)別。作為主詞的稱為實體，作為謂詞的稱為屬性。如“雪是白色的”涉及實體“雪”與屬性“白色”。又如“切克鬧是貓”涉及實體“切克鬧”與屬性“貓”。

將“事件”定義為某一實體在某一時間點擁有某個屬性。兩個事件是同一事件，當且僅當，同一實體在同一時間擁有同樣的屬性。所謂一個屬性“因果（causally）”引起另一個屬性，指的是一個屬性的擁有因果引起另一個屬性的擁有。這里的“因果（causality）”指一般科學意義上的因果關(guān)系，如“點火柴引起火燃燒”或“抽煙引起肺癌”，與這兩句話涉及的因果的用法相同。

所謂的心物問題，討論的是心跟物（指神經(jīng)元、大腦與身體等物理層面的事物）之間如何產(chǎn)生聯(lián)系，所以核心問題是心與物如何因果互動。當然，常識已預設(shè)了心物之間有因果關(guān)系。

如道德心理學強調(diào)的自由意志與道德責任，必須預設(shè)我們的身體行動是心理因果導致產(chǎn)生的，也就是心物因果。乍看之下，心物問題似乎是科學問題。而心智是如何產(chǎn)生因果作用只能依賴科學回答。但從近代至當代從事心智哲學方面研究的哲學家，已指出了許多心物因果的困難，預示著這個問題是科學實驗可能無法解決的。

二

我們從“心智是什么”這個問題開始。按照上述的區(qū)分，如果將心智作為實體而不是屬性，這種立場稱為實體二元論。實體二元論者認為，我們可以想象心不依賴身體而獨立存在，但心與物理實體（例如神經(jīng)、大腦、身體）不同，物理實體占據(jù)空間且沒有思考，但心智是一種不占據(jù)空間但能思考與感受的實體。

近代哲學家笛卡爾主張心靈實體是靈魂。這種心靈實體存在于大腦中，盡管不能被科學所解釋，但是能與大腦的松果腺體產(chǎn)生因果作用，進而引起身體動作。

但這種想法會產(chǎn)生不少問題。既然心靈實體不占據(jù)空間，那就不可能與空間中的腦神經(jīng)產(chǎn)生因果作用，所以這個觀點在當代科學中已站不住腳。而且根據(jù)能量守恒定律，一個系統(tǒng)中的能量不能無故生成。但心靈實體作為不占據(jù)空間的事物，既然不存在系統(tǒng)中，如果對大腦產(chǎn)生因果作用，那么似乎是不在系統(tǒng)中產(chǎn)生的額外能量，這違反了能量守恒定律。

更嚴重的問題是，如果心靈實體不在空間中，那么心靈實體如何能錨定在身體中呢？為什么在飛機上加速到時速數(shù)百公里時，心靈實體也會跟著身體一起加速運動呢？既然是不占空間的，討論心靈實體的空間位置似乎毫無意義。

如果摒棄實體二元論，那也可以采取一元論的立場并且主張世界上只有一種實體。如果這種實體是物理實體，這種立場就被稱為物理主義。

物理主義分為強物理主義與弱物理主義。強物理主義認為所有的實體與屬性都是物理的，不存在心靈實體或心靈屬性。這種立場又稱為取消論。弱物理主義認為所有的實體是物理實體，不存在心靈實體，但存在心靈屬性。這種立場又被稱為屬性二元論。觀念論則認為世界上只有心靈實體，沒有物理實體，世界由心所構(gòu)造。

最近有些哲學家提出一種特殊的一元論，主張宇宙中最基礎(chǔ)的事物是某種元心靈實體或既不是心靈也不是物理的實體，但這種實體可以產(chǎn)生心靈屬性與物理屬性或?qū)嶓w。前者立場被稱為泛心論，后者立場被稱為中立一元論。

在介紹屬性二元論之前，必須先引入與心物問題相關(guān)的“還原”概念。例如屬性“作為沒有結(jié)婚的男人”可以還原為屬性“作為單身漢”。而所謂心物屬性還原指心智屬性可還原為物理屬性，既然身可以產(chǎn)生因果力，那么心也可以。

這里可以進一步細分，如果將心智屬性還原為行為屬性，這種立場被稱為行為主義。如果將心智屬性還原為大腦腦神經(jīng)方面的屬性，這種立場被稱為心腦同一論。這兩個立場也被稱為還原物理主義。

行為主義流行于上世紀中期的心理學。受到當時科學思潮的影響，只有客觀科學實驗所能觀察的對象才是科學，心理學的目標是預測與控制行為，大腦或主觀狀態(tài)是黑盒子。例如，疼痛就是某些行為規(guī)律或傾向：顫抖、冷汗、心跳加速、流淚與發(fā)出哀號等聲音。既然心就是行為，心物因果問題自然消解。

但問題是，心顯然不是客觀的生理反應(yīng)。疼痛是內(nèi)心的主觀感受，而不是可觀察的身體反應(yīng)。哲學家曾舉出幾個例子，設(shè)想一位演技精湛的演員，能演出疼痛的所有身體反應(yīng)，但是內(nèi)心完全沒有疼痛的感受。又設(shè)想一位剛毅的軍人，即使感受到劇烈的疼痛，但外觀上完全無法觀察。既然疼痛與相關(guān)身體反應(yīng)不一定一起發(fā)生，疼痛顯然不是身體的行為反應(yīng)，所以行為主義有問題。

心腦同一論將心智屬性還原為腦神經(jīng)屬性，將心智等同于大腦神經(jīng)活動，心理事件就是大腦神經(jīng)事件。這個立場不否認上述心理過程與心理狀態(tài)的存在，這些都是具有心智屬性的事件，例如“張三感到疼痛”就是張三具有“感到疼痛”這個心智屬性。但是進一步強調(diào)這些心智屬性全部都可以還原為某種腦神經(jīng)屬性，例如“感到疼痛”可以等同于“腦神經(jīng)某c-fiber激活”。既然心智屬性就是腦神經(jīng)屬性，而腦神經(jīng)能對身體產(chǎn)生因果力，心智當然也有因果力，心物因果問題因此解決。

有哲學家指出心腦同一論無法解決的問題：心智具有多重可實現(xiàn)性。心靈屬性可被不同的物理屬性所實現(xiàn)，因此心智屬性類不等同于人類的腦神經(jīng)屬性類。例如疼痛可能不只被人類的某c-fiber腦神經(jīng)群的活動所實現(xiàn)，也可能被非常不同于人類腦神經(jīng)的其他物種的腦神經(jīng)所實現(xiàn)，如章魚。因此心腦同一論不一定正確。

三

物理主義還有一種可能分支是取消論。取消論不將心智屬性還原為任何物理屬性，而是直接否認心智屬性存在。

按照取消論，我們所熟悉的那些心智屬性，包括信念、欲望、希望、喜歡、懷疑、判斷、擔憂、思考、感受、經(jīng)驗與情緒，這些常識心理學的概念都不存在。

取消論否定常識心理理論的原因是其屬于在腦神經(jīng)科學發(fā)展以前，人們?yōu)榱嗣枋鲂睦憩F(xiàn)象所創(chuàng)造的理論。如同古人為了解釋自然現(xiàn)象所創(chuàng)造的神話與迷思，或早期科學為了解釋自然現(xiàn)象所創(chuàng)造的燃素與以太，這些古老的、過時的、錯誤的或不精確的理論都應(yīng)該被擯棄，轉(zhuǎn)而被更先進的科學表達所取代。

取消論也主張常識心理學的理論與概念是古老、過時且不精確與錯誤的，應(yīng)該擯棄這些理論概念并且以腦神經(jīng)科學取而代之。疼痛、快樂與悲傷這些概念都是不存在的，存在的只有腦神經(jīng)活動。取消論的明顯問題是，常識心理學提供的相關(guān)概念與理論依然是認知科學與心理學的主流，它們的解釋力與預測力仍然很好。

還原物理主義（行為主義與心腦同一論）似乎蘊含掌握了物理知識就能掌握心理知識的傾向。但這未必正確。

設(shè)想一位天才科學家，從出生就戴上只能顯示黑白色的眼鏡。他學習了物理學、生物學、心理學、認知科學與腦神經(jīng)科學的知識，并且掌握了人腦看到紅色的所有相關(guān)科學知識，盡管從未親眼見過紅色，但當他摘下眼鏡的那一刻，手上鮮紅的蘋果讓他第一次看見了紅色。此時，他才終于知道紅色，增加了新的關(guān)于紅色的知識。可見，有些關(guān)于心理的知識不能被物理知識所掌握。

上述的行為主義與心腦同一論將心靈屬性還原為一些物理屬性。如果擯棄行為主義與心腦同一論，認為心智屬性不可還原為物理屬性，并且心智屬性本質(zhì)上與物理屬性不同，這稱為反還原物理主義。

如果兩者屬性不同，心靈智性的本質(zhì)是什么、是如何產(chǎn)生的？對此，功能主義者的回答是，心智屬性的本質(zhì)是功能狀態(tài)，是物理系統(tǒng)所實現(xiàn)的一種功能類。涌現(xiàn)論者的回答是，心智屬性是物理系統(tǒng)在宏觀層次所涌現(xiàn)的特殊屬性，但不依賴微觀層次的物理組成部分或組成方式。

英國數(shù)學家和計算機科學家阿蘭·圖靈在1950年發(fā)表的文章《計算機器與智能》提出的經(jīng)典問題是“機器能思考嗎”，并且提出圖靈測試。上世紀60年代美國哲學家普特南主張人心是圖靈機，而大腦就是執(zhí)行圖靈機的硬件。

功能主義認為，心智屬性是功能屬性，心智狀態(tài)是功能狀態(tài)。例如，處于疼痛的心理狀態(tài)就是處于可以透過輸入與輸出定義的功能狀態(tài)，其中輸入可以定義為身體組織損傷，輸出可以定義為呻吟、嘗試用手按壓疼痛部位、相信自己正處于疼痛等。這些功能狀態(tài)是可以多重實現(xiàn)的，如果一臺電腦正好處于跟人類相同定義的“疼痛”功能狀態(tài)，那么電腦也處于疼痛。

與心腦同一論不同的是，功能主義不將疼痛狀態(tài)等同于實現(xiàn)疼痛的腦神經(jīng)狀態(tài)或電腦的電路狀態(tài)。正如電腦的軟件不同于硬件，而軟件須透過硬件才能實現(xiàn)，功能主義主張心理屬性是高層級的屬性，與那些實現(xiàn)高層級屬性的腦神經(jīng)有別。

換言之，“心智”是一種可能龐大復雜又難解的“軟件”，而大腦是執(zhí)行“心智”的“硬件”。大腦有數(shù)億個神經(jīng)元，每個神經(jīng)元處于激活或不激活的狀態(tài)，正如電腦的硬盤上也有數(shù)億個位元組，每個位元組處于1或0的狀態(tài)。大腦如同電腦，也有負責工作記憶（緩存）的區(qū)域以及長期記憶（硬盤）的區(qū)域。

四

在當前人工智能的大潮流中，功能主義或許是最受歡迎的心智理論。如果我們能發(fā)現(xiàn)“心智”的軟件，那么就能在電腦上實現(xiàn)人心。人工智能將可能有心，甚至是有意識，或許最終能將人心上傳至電腦中。

不過，功能主義同樣有很多困難，哲學家指出最大的困難是意識。

這里“意識”指一種第一人稱的主觀視角體驗。為了幫助理解，美國哲學家內(nèi)格爾提出如何設(shè)想作為一只蝙蝠是什么樣的體驗？蝙蝠沒有視覺，但有強大的聲吶能力，利用聲波的反射在環(huán)境中移動與尋找獵物。在蝙蝠的第一人稱視角中，四周的環(huán)境與獵物是以聲吶建構(gòu)出來的。我們很難想象作為蝙蝠的第一人稱體驗，蝙蝠也很難想象作為人的視覺經(jīng)驗：世界具有斑斕豐富的顏色、清晰的輪廓、刺眼的太陽、深邃的黑暗。這種主觀視角經(jīng)驗就是意識，是我們清醒著與完全睡著之間的差異，是這世界呈現(xiàn)給我們的那個樣子。

設(shè)想處于“看到紅色”這個心理狀態(tài)。可能同時有另一個人同樣處于這個狀態(tài)，有紅色視覺經(jīng)驗的輸入，也有相信自己看到紅色、嘴上說是紅色的等同樣的輸出，但是他的主觀視角體驗的卻是綠色。我們無法判斷他意識到的是不是紅色，因為從他出生以來就稱這個顏色為紅色，他的行為舉止跟我們看到紅色的輸入輸出反應(yīng)完全相同。

甚至可以設(shè)想可能他沒有意識體驗，但是外觀上看起來跟我們完全一樣，行為舉止、言語表達完全正常。這些思想實驗顯示，功能主義者在概念上將心理狀態(tài)當作由輸入與輸出定義的功能狀態(tài)，但功能狀態(tài)無法包含意識。

在科幻作家劉慈欣的小說《三體》第一部中，描述了一段三體外星古文明利用大量的士兵模仿圖靈機的紙帶（電腦的位元組），文官們負責記錄結(jié)果（狀態(tài)暫存器），共同執(zhí)行一個事先寫好的規(guī)則指令（軟件）。小說中的文明試圖利用這種方式實現(xiàn)計算機的運行（被稱為人列計算機），并以此運算恒星三體運動的軌跡。如果功能主義是正確的，那么可以將心寫成一組指令規(guī)則（軟件），設(shè)想將士兵人數(shù)增加至數(shù)十億或百億，并且共同執(zhí)行這個“心智”的軟件。

盡管整個人列計算機的運算輸出結(jié)果可能看起來有如人在說話與思考，而且當人列計算機進入“疼痛”這個狀態(tài)時，也會輸出“相信自己正在疼痛”“發(fā)出哀號的聲音”與“想辦法停止疼痛”的結(jié)果等。

問題是誰感受到疼痛了呢？是整個人列計算機的每個士兵都感到疼痛還是文官們感到疼痛？或是負責讀寫頭的士兵們感到疼痛？看起來，功能主義無法解釋人的意識問題。

另一個問題是，功能主義所描述的心只是語法機而不是語義機，但心智可以處理語義。設(shè)想一間屋子內(nèi)有一個完全不懂中文的人、大量的筆記本，以及一本某中文母語者心智的指令規(guī)則書。屋子外的人可以將中文的問題通過字條穿過門縫遞給屋內(nèi)的人，屋內(nèi)的人按照這本書的規(guī)則分析字條，在筆記本上執(zhí)行圖靈機運算后，輸出中文回應(yīng)發(fā)給屋外的人。看起來，屋內(nèi)的人就是圖靈機的讀寫頭，書就是控制規(guī)則表。問題是屋內(nèi)的人不懂中文，他只是按照書的規(guī)則操作他看不懂的中文。

所以在功能主義所描述的圖景里，心智只是操作語法規(guī)則的機器。然而，人心是懂語言的意義的，人類利用語言的意義與指涉來指向外在的事物與辨明句子的真假。這種心智的特征被稱為意向性。心智是可以關(guān)于或指向外在事物的，但物不能。

功能主義還有很多問題，例如瑣碎性（幾乎所有物理系統(tǒng)都可以被說成是計算）、圖靈機的限制（心腦有某些能力但機器沒有）、連續(xù)與離散問題（電腦是離散的，但心智未必是）、類比與數(shù)位問題（電腦是數(shù)位的，但心智未必是）、具身認知（指心智與認知活動由腦、身體與環(huán)境共同構(gòu)成，但電腦只限于符號操作）等。

反還原物理主義似乎也不能解決心物因果問題。如果物理系統(tǒng)的因果是封閉的（指如果一個物理事件在時間點t有原因，那么這個物理事件在時間點t有一個充分的物理原因），且心物之間有隨附關(guān)系（指當一個心智屬性M，在某時間點t被某個實體x所實現(xiàn)，是因為x在時間點t也實現(xiàn)了物理屬性P，以至于在任何時間擁有P都必然地同時擁有M），那么物理屬性就已經(jīng)充分的因果引起下一個時刻的心智與物理屬性，沒有給心智屬性產(chǎn)生因果力的空間。

換句話說，心智屬性不產(chǎn)生任何因果力，但這個結(jié)論違反本文一開始提到的常識的心物因果。邏輯上這將導致幾種選擇，一是承認心智屬性等同物理屬性，即心腦同一論，好處是能保留心物因果；二是承認心智屬性沒有因果力，稱之為副現(xiàn)象論。副現(xiàn)象論主張物理屬性可以因果引起心智屬性，但心智屬性沒有因果力。如同在光照下身體的移動會因果引起影子的變化，盡管影子跟著身體移動，但影子對身體移動沒有因果力。同樣的道理，副現(xiàn)象論主張我們的腦神經(jīng)會引起各種心理現(xiàn)象或意識，盡管我們感覺到心理現(xiàn)象或意識引起大腦活動或身體移動，但心理現(xiàn)象或意識所產(chǎn)生的因果力是一種幻覺，就像是投射在腦海中的影子。

以上簡短介紹了當代心智與認知科學中形而上學的幾個主流理論。但是這些科學中的哲學工作似乎也有問題或缺陷。

第一，哲學是一門內(nèi)容極其龐大的學科，有數(shù)千年的研究歷史。自科學在數(shù)百年前誕生后，在受到科學發(fā)展的影響，以及科研機構(gòu)的不斷細分與投入，哲學研究的分工日漸精細，不同流派之間的哲學方法論差異巨大。

一位從事心智哲學與認知科學哲學研究的教學科研人員，往往無法兼顧哲學其他領(lǐng)域如哲學史、倫理學、知識論、物理學哲學與數(shù)學哲學的研究，只能精耕細作認知科學中的特殊哲學問題，更何況這種研究需要預先掌握科學方面的知識。

高度分工使得科學哲學研究課題范圍縮小化。不少科學家對哲學的“重大思想巨變”或“充滿大格局的重大突破”已少有期待。

第二，哲學研究畢竟不是實驗調(diào)研，哲學工作者多以人文社會科學研究背景為主，對經(jīng)驗科學前沿進展不熟悉，而當代科學快速進步，僅是掌握科學學科中一個細微研究方向就已經(jīng)相當不容易。

因而，哲學家需要多了解科學知識，參加科學會議，了解科學實驗，在科研細節(jié)上與科學家進行互動與學習，不僅在宏觀層面進行科學與人文的精神交流，也在微觀研究上提供更多有益的假說、批評、推演、論證，推進真正的學科融合發(fā)展。

第三，哲學分工精細化致使專門從事科學哲學研究的科研人員占極少數(shù)，加上不同哲學方法論流派莫衷一是，使得不同哲學研究人員對科學的哲學視角與主張都不相同，往往讓人無所適從，間接致使絕大部分科學家對科學哲學的工作完全不了解、認識片面零碎或僅止于部分哲學或哲學史知識。

與此同時，科學哲學研究工作也具備許多優(yōu)勢并且解決了許多問題。

首先，哲學與科學的專業(yè)化分工保持一致。一門成熟的學科發(fā)展，隨著投入的人力物力越多，研究的范圍越廣、程度越深，難度也越大。如同當代科學各學科、各課題組實驗室的高效分工，隨著科學知識的不斷推進，科學研究只有逐漸在細微的經(jīng)驗問題上投入大量資源，才能在競爭激烈的國際環(huán)境中爭取發(fā)表的空間。

同樣，科學哲學逐級分解從事各科學學科的理論與形而上學問題，研究問題以嚴謹、縝密與精巧為主。這不是瑣碎的科學哲學研究，而是由點到面、從小問題的研究開始知識的累積，逐漸形成條理清晰的新理論架構(gòu)。

其次，科學哲學能為科學作出貢獻與解決問題，包括厘清重要科學概念、發(fā)現(xiàn)與批判科學理論假設(shè)、提出可檢驗且有預測性的新理論與科技倫理反思等。

如美國哲學家杰里·福多在1960年提出的心智模塊化理論，對認知科學與心理學中從行為主義到計算主義的演變影響巨大。又如美國哲學家丹尼爾·丹尼特在1983年為兒童虛假信念任務(wù)實驗作出新的理論詮釋，對認知科學作出了具有應(yīng)用意義的卓越貢獻。

在免疫學方面，哲學家對免疫的自我-非自我框架產(chǎn)生了重大影響。在生命科學中，哲學家在各種議題中發(fā)揮重要作用，包括進化利他主義、選擇單位的辯論、“生命樹”的建構(gòu)、微生物在生物圈的優(yōu)勢、基因的定義、天賦概念的審視等。科學哲學當然也在物理學、演化博弈論、類腦智能與人工智能領(lǐng)域作出了卓越貢獻。

本文從心身之間的因果關(guān)系研究切入，介紹了數(shù)種主流心智理論的要旨，并指出了這些理論所面臨的問題，強調(diào)意識難題為何是相關(guān)科學研究可能難以跨越的鴻溝，最后分析了科學哲學研究如何助力科學解決目前的難題。

美中不足的是，筆者不熟悉科技倫理學，未能概括科技倫理為科學提供的道德與價值反思。正如科學家錢學森先生指出的，“沒有科學的哲學是跛子，沒有哲學的科學是瞎子”。期待未來哲學與科學能夠取長補短，為全人類的幸福與進步作出貢獻。

來源:《中國科學報》