题记：这是生物学领域的第一个问题，也一定不是唯一的问题，你可以看看科学界高端大气上档次的杂志《科学》《自然》上最多的文章也都涉及这类生物学的问题，而在这我们要扒的125个问题中，生物学要占46%。其实关于生物和人类自己的问题最多，也最现成（Open Questions），研究结果当然最能对人类产生重大影响（比如后面细胞寿命、器官再生移植等等问题），所以咱们现在开始扒这么个有意思的生命问题。
2. 意识的生物学基础是什么？What Is the Biological Basis of Consciousness ?
问完宇宙，自然另一个重大的哲学问题就是要问人类自己。问自己不能问我们从哪里来啊？那是小儿科的水平，要从科学的角度问那就是意识问题。当然以前的意识就是一个形而上的哲学问题，最多就是个心理学问题，不同观点争论一下、开开玩笑、讲个段子都可以，但现在严肃的科学家们也搅和进来了，那这就得专业一点儿，必须能玩玩数学模型，搞搞科学实验什么的，正经的科学数据你的有没有？啥，没有，站一边看着去。
意识的体验其实每一个人都有，所以大家谁都能上台面说上这么两句，当然你说，首先得有自我意识，即要能区分我和外界的不同的自我意识是先决条件，我说，Stop，咱们先离开哲学母亲的怀抱好不好。科学的问题是：意识是什么，怎么产生的。婴儿有没有意识，疯子有没有？狗有没有意识，那一棵树一个石头呢？也就是说：意识需要什么样的生物学基础才能产生？
如果还没说明白意义，那么咱换个角度扒一点儿历史，看看大牛们都怎么说，听听就能看出这个问题的端倪和品质。首先出场的当然是笛卡尔同志，这位老兄很牛逼（啥，没听说过，赶紧闪开，你读四书五经长大的吧），因为有个坐标系贴的就是这哥们的标签。据说这哥们喜欢睡懒觉，睡懒觉也能成为天才？能，但不要高兴得太早，睡觉那是有讲究的，勤奋是脑子的勤奋，不是指你肉体几点起床，听说笛卡尔坐标就是这哥们睡懒觉的时候看见天花板上的方格子里一只苍蝇飞来飞去搞出来的，咋样，你的小伙伴该跪了吧？不管你觉得如何，反正解析几何的时代就此开始了！那个啥，扯远了，咱看这哥们对意识咋说，他说：肉体和意识一定是两类截然不同的东西，因为肉体是有空间和时间的东西，而意识只有时间而没有空间属性。瞧瞧人家说的，太添乱了！还好，后来的科学家们否定了肉体和意识是截然不同的两类物质的说法，现在大家一致认为肉体和意识是一个事物的两个方面，就像硬币的两个面，共同组成生命这个物质实体。意识当然是大脑对客观世界的反映，它的基础必然是记忆，所以记忆是一切意识和思维产生的基础，所以小孩刚出生应该不会有意识。为啥用应该，就是本人也不确定，因为有很多“大神”说了：人有前世的记忆，不在脑子里，在人体细胞的DNA中！
科学家不是大神，说话是讲证据的，他们说：意识是大脑神经细胞或神经元自组织行为的一种涌现行为（emergence）。这里这个涌现是集体动力学的词语，涌现就是大量单元之间相互作用产生的一种集体相变形为（比如同步现象），超过临界值忽然就出现了某种特性（注意这种特性不是单个独立单元具有的）。但这并不是答案，那意识是怎么涌现的呢？回答不上来就说明还没彻底搞清楚，一般人当然可以自己体会，那是不是说一个小孩生下来忽然有一天就能分辨自己了就是一个意识上的相变点呢，也就是自我意识的产生是个重要的涌现现象？事情远比这要复杂，你非要追着问我，我只能说：我不知道，爱咋咋。
那好，看实验证据最靠谱。刚才讲了肉体（生理载体最主要是大脑）和意识是人的两个方面，所以这两个因素之间存在怎样的关系很重要。首先肉体可以影响或改变意识，也就是说意识不是独立于肉体之上的东西，这不是废话。对神经受损病人的观测发现，大脑脑干深层次的某些区域（首先不是全部区域，其次是指那些在进化意义上较早就存在于人脑的部分）的损伤会让人丧失意识，要么彻底昏迷要么成为植物人！该事实表明这些区域是人脑意识的主控开关，就像电源，打开，才能加载不同软件，才有其他区域的意识活动，比如视觉区域，听觉区域，语言区域，空间结构区域等等产生了不同的意识，这些意识里哪些是纯粹的意识，哪些是潜意识的（指更依赖于生理的部分）存在很模糊的界限。比如人们经常所说的和肉体有关的记忆，如骑车，游泳等，这种活动好像不是大脑皮层的某个区域的意识，人们可能对该能力没有任何意识，但却可以做到。例如著名的一个实验（D.F.有人翻译为广泛学习患者，本人不了解）是病人意识上是无法分辨方位的，比如一个槽口(slot)的取向无法分辨（说不出来），但却可以准确完成把一个卡片塞入槽口的动作，也就是说他对自己怎么做的并没有意识。这就让意识和意识的生理学物质基础之间的关系变得不像我们表面上看上去那么简单。
虽然意识现在公认是由一系列神经元间的放电电信号构成，但这些电信号中哪些产生了清醒的意识，哪些只是普通的生理反应而无意识活动的体现，这可能本身就无法区分。从这点来看似乎心理学上佛洛伊德从本我研究人行为动机的潜意识学说是很有道理的，这些电信号是交织在一起的，潜意识的生理信号和思维活动的信号彼此互相影响而不可分割，一会儿潜意识信号耦合到意识信号里对心理产生影响，一会儿意识信号耦合到潜意识信号里对生理产生影响。
其实说的好听不是关键，关键是搞研究需要做大量的可控实验结果作为支撑才行。咱不能光听哲学家说大事儿，也不能全由数学模型扯机制，当然也不能靠等待出现脑部损伤的个别案例来前进。那如何能做靠谱的实验呢？当然不能随便就拉个人去把脑干给切一块下来然后看他意识怎么改变，也不能把猴子总不当人随便地抓住就把大脑某个区域插满电极吧（人家好歹也是有意识的生物啊，不然动物保护协会的又要上门闹事了），于是大家需要引入一个更为方便的“非破坏的测量”手段，其中之一就是脑部的核磁共振谱或核磁共振图像。脑部的核磁共振图像如今已经是各大医院医疗诊断的一个常规项目，现在的核磁图像可以非常清楚地显示意识的活动过程。举个例子，科学家可以随时给猴子戴上一个插满电极的舒服的头盔，然后实时地给猴子看一张图片（比如玫瑰），猴子也乐意配合，然后另一边接上电脑，分析这个图像在猴子的哪个大脑区域产生了怎样的变化。现在关于这方面类似的人体实验已经到了达到可以用来解析不同单词的程度（Sorry，该论文没找到，但看到过，所以无法在此引用，实在不行问问度娘或谷哥）。
无论如何，对意识的认识必须涉及到产生意识的生物学物质基础以及对意识的概念界定，但简单来说总有一个朴素的意识尺度就是意识活动的一个关键节点：自我意识。此时咱们又似乎回到哲学母亲那里。自我意识之所以重要是因为：我们人类到底能不能亲手制造一个智能化的机器，让它也具有自我意识，这当然是个令人兴奋的事情。当然有些人脱口说这不可能，因为他们认为机器不可能产生情感（意识的高级表现之一），用更为科学一点的表述，就是他们认为结构（即物质基础）无法唯一决定某种功能（意识）。这就如同你把一个品牌的自行车上所有组件都一模一样地制造出来，然后再一个一个组装成整体后发现它并不能达到和品牌车一模一样的品质或功能（装得不合适？哥们，这是个比喻，但你懂我的意思），也就是说物质基础本身不是决定功能的唯一因素，在物质结构之上还有其他因素存在，但这个因素是神马，似乎也不玄妙，据我所知就是对历史的记忆（或者就是初值和演化过程的信息），而我则倾向另外一群彻底唯物论的人，认为：物质结构决定一切，也就是说功能的不同一定会归结到结构的不同，而那个所谓的历史记忆无论多玄乎一定有其物质的载体最终表现在结构上，所以意识就是大脑这个物质体（注意并不是一成不变的）功能的反映。功能怎么反映就如同你的电脑，打开电源，即给予能量，然后按照命令（外部和内部的响应）工作。所以意识就是人脑物质结构在自我能量驱动下不断演化到某个阶段的集体涌现反映。而这个所谓的解释却并不是这个问题的答案，因为它还是哲学层面的论述不是什么科学结论，但至少也是唯物的，否定了许多听起来神叨叨的理论。但粗燥的讲这也提供了一种让机器产生意识的方法，就是让它能够不断学习，然后总在某个时候达到一个临界点，它便涌现出了意识。
最后让我们来看一看和人工智能有关的一个问题，那就是为什么现在的电脑再发达也不会产生自我意识。首先的一个原因是：电脑没有自我进化的功能，也就是它还不能自己修改自己的程序，即不是一个自持闭合的独立系统。Hold on，现在的人工智能，不就是程序和机器可以自己优化吗（比如遗传算法啥的），这就是机器学习的思想萌芽。我听说过一个挂在网上的程序，其基本功能就可以自己根据自己的执行结果修改自己的程序以完成自己的目标，而这个程序在网上挂得越久，就会越进步(好学生啊)！其实病毒程序就是一个，智能下棋的程序是另一个。病毒程序可以不断修改自己代码而进步（指在躲避杀毒软件代码扫描上的被动进步），而智能下棋程序则可以不断下棋提升自己的下棋水平，比如围棋从初段上升到九段，当然这种程序进化最多依赖于对棋谱的记忆和整理。虽然它们都在一定程度上具备了前面所说的具有不断自我演化的能力，但很明显离达到自我意识还很远，起码它们都还没有充分的独立性，比如没有自我保持能量的能力（停电了都就死悄悄了），当然这也不是必须的。
所以如果我们能回答这个问题，就预示着我们具有了制造具有意识物质的基础，这当然不是用生物上传统的克隆方式，而是在实验室里用人类自己发明的工具去制造另一类有意识的物质，无疑这个目标现在离我们还是非常遥远。（GREG MILLER）
出处：https://blog.sciencenet.cn/blog-318012-846924.html
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