从信息的视角看“解释鸿沟”难题[*]

                               ——以变化盲视实验为例

1范毅强 2李侠

（1、2上海交通大学 科学史与科学哲学系 上海 200240）

摘要：自“解释鸿沟”难题提出以来，学界对该问题的争论就从未停止过，基于信息视角下对该难题发展和争论的历史线索的梳理，并结合变化盲视研究中的最新实验结果，本文认为只考虑阈限内的信息是不够的，阈限下的信息同样被大脑表征和加工，造成解释鸿沟的原因就是信息丢失，基于此，本文提出存在多种互不干涉的意识是可能的。

关键词： 解释鸿沟；心身问题；变化盲视；信息表征；

中图分类号：B15    文献标识码：A

自笛卡尔心身二元论提出以来，围绕这个主题的争论从未停止，心、身被界定为两种完全不同的实体，其在认知过程中的作用也由此截然不同。虽然关于心身的定位、性质和关系的探知从逻辑延伸到语言、行为和脑电等多种最新方法的运用，但是关于心、身之间的“解释鸿沟”问题依然横亘在所有人面前，“解释鸿沟”问题俨然变成了认知研究中无法回避的难题。人类不会在困难面前止步不前，变化盲视现象的发现以及二十一世纪初期相关脑电研究的结论，给解决该问题展示了一种全新的方向，信息表征问题上的最新研究成果也为“解释鸿沟”难题的解决带来了新的启示。

一、“解释鸿沟”难题的缘起于发展

1983年，美国哲学家莱文（Joseph Levine，1952-）在论文《唯物主义和感受性:解释鸿沟》中首次使用了“解释鸿沟”（Explanatory gap）这个专有名词，这个现象是指：“从主体视角经验到的心理状态属性不能从外在的科学视角得到还原，在这种意义上说，在外在的科学视角与内在的现象经验视角之间存在一个鸿沟。” [1]自“解释鸿沟”提出以来，受到了学界的广泛关注，在超过230次的论文引用中我们可以清楚地看到，不仅在哲学范围内，而且心理学和神经科学领域中同样引起了学者们的广泛热议，关于痛和C神经纤维的关系就如同心、身关系一样成为了认知领域内的又一热点话题。

克里普克（Saul Kripke，1940-）在《命名与必然性》一书中对心灵哲学中物理主义学派所认为的：每一个特定的心理状态都有与之对应的物理状态的观点持坚决反对的态度。他用痛和C神经纤维这个例子进行论证，认为痛更多的是与个人经验相关而不是C神经纤维相关，例如，在哲学僵尸的思想实验中，痛与C神经纤维的兴奋就没有任何联系。针对心灵和身体的同一性问题，莱文（1983）[2]认为功能主义作为当时心灵哲学的主流观点，已经摆脱了特定心理状态与特定物理状态相对应的观点，并试图将克里普克的形而上学式的哲学问题转化为一个认识论式的问题，与克里普克认为有关心灵和身体同一性的陈述是错误的观点不同，莱文认为在心灵和身体同一性的状态说明中，我们无法论证具体哪种说明才是精准的，因为个体在信息选择和加工的过程中存在很大差异，很多事件的关联都是偶然的（contingency）。以痛和C神经纤维为例，这种偶然性表现在两个方面，个体对痛现象的经验判断差异和身体上的物理属性差异，如果将痛描述为C神经纤维的兴奋或者一种物理状态，肯定会造成内容的遗失并导致描述的不准确。正是这种差异的存在，为我们留下了一个非常有意义的“解释鸿沟”问题，即物理属性与心理状态之间可能还存在一个非常重要的研究区间，它包括个体的属性差异，如信念、经验、意向性等等。

    痛和C神经纤维、热运动和分子运动两个例子是有很大差异的，为什么痛和C神经纤维例子会遭遇那么多争议，因为它涉及到主体的经验感受，而在热运动和分子运动问题上，它不涉及主体的相关体验，只能通过观察或者实验来获取热运动和分子运动的物理信息。正如英国哲学家马克斯•威尔曼斯所指出的那样：“在心智哲学中疼痛常被作为有意识心智事件的一个典范（它是私人的、主观的等等）。但是这个疼痛在哪里？鉴于他们的理论预设，二元论者和还原论者发现这并不是一个简单的问题。对于二元论者而言，所有的体验更像是并不真实存在于任何地方的‘思想’；而对于还原论者，体验则是分布于脑中的真实神经状态或功能。”[3]基于此，威尔曼斯提出了体验的复合模型，即这些内在体验、身体感觉和外部体验到的实体和事件组成了我们的意识内容。因此，关于痛它与个体的感受性有着必然的联系，如果将痛简单的描述为C神经纤维的兴奋，那么“我们”这个痛的承载体在心灵方面的作用被完全忽视了，“解释鸿沟”问题的提出试图将痛与C神经纤维之间的偶然性带入到心身问题的解释中去。

二、以信息的视角探析“解释鸿沟”的几种方式

生物学家托马斯·赫胥黎曾说过：“意识状态来自于神经组织的活动，这是多么神奇的一件事情啊，就像在童话里，阿拉丁一擦他的神灯，神就出现了一样。”[4]意识与神经组织之间的探讨早在十九世纪就已经出现，而“解释鸿沟”的提出复活了神经组织与意识之间的多种可能关系，针对“解释鸿沟”的争论可以分为两种，一种否定人类在当下能够解决“解释鸿沟”难题的可能性，如Colin McGinn（1989）[5]认为心身问题已经超越了我们知识能够达到的边界，感知和内省的方法不行，纯粹现象学方法不行，对大脑纯粹物理性观察也不行，因为我们通过大脑所获得的知识限制了我们对大脑的研究，在物理世界上所获得的概念和方法，都不足以解释意识是如何在物理世界产生的。另一种认为“解释鸿沟”的出现是因为知识的欠缺，随着针对认知过程研究的深入，心与身之间的“解释鸿沟”会逐渐被填补，以信息的视角试图解释心身之间的鸿沟就是其中最具代表性的一种。

与温度和声音的感受不同，在颜色的感受问题上，虽然物理学能够对各种颜色的波长进行说明，认知神经科学能够对视觉加工进行说明，但是还是无法从颜色的物理认识上升到个体的感受性认识，例如在光谱反转思想实验中语言上一致的颜色并不代表个体感受到了一样的颜色，从某种程度上说，这种观点认为个体的感受性是不可知的。哈丁（Hardin）不同意这种观点，他认为“物理主义的还原工作是能够继续的，可以通过对神经加工中真值条件的详尽说明来解释认知中的现象。”[6]哈丁在1987的论文中提到的真值条件就表现为一种信息，并用独特色调、亮度这两个真值条件对光谱反转思想实验进行了反驳。在心理学上独特色调（Unique hues）有四种，红、黄、绿、蓝。这四种颜色中不参杂任何其他颜色，被视为纯净的颜色，而且只有红与黄组合，蓝与绿组合时能产生橘色和蓝绿色两种新颜色，其他任意两种组合产生不了两种新颜色。虽然我们不能从语言上分辨出光谱反转的人，但是在深色和浅色维度，白色和黑色作为两种极色，白色是多种频率光的混合，而黑色是没有可见光，在这个维度中个体对这两种光谱是不可能发生反转的，而且由黑到白之间的亮度顺序也不会错，黄色作为独特色调中亮度最大的颜色是能够正常分辨的。确定了黄色之后，因为只有红与黄组合，蓝与绿组合时能产生橘色和蓝绿色两种新颜色，所以红色也能分辨出来，接着因为红色与绿色组合能产生黄色，绿色也能被分辨出来，所以四种独特色调都能够准确判别。光谱反转的人在生活中肯定会遇到与色彩规律不相符的事例，从而光谱反转的人是能够被分辩的。可是，不管是正常人还是光谱反转的人，他们对四种独特色调和亮度的辨识必须依赖可靠的神经加工，哈丁认为“像热动力学的宏观地图是由微观研究建立起来的一样，反应身心问题的颜色现象同样可以通过神经加工进行解释”。[7]

二十世纪末，随着神经科学的发展，越来越多的生物科学家加入到了意识的研究行列中，由此，心灵哲学界对意识也产生了很多新的思考，查尔默斯（1995）[8]将意识划分为困难问题和简单问题，认为简单问题是能够通过神经生物学获知的，困难问题不行，困难问题中的意识经验并不是借助个体认知能力和功能就能解释的问题，它出现于整个认知功能运转的过程中。Clarke(1995) [9]对查尔默斯认为经验超越了物理理论解释范畴的观点进行了反驳，认为将经验产生归之为随附于神经加工过程的观点把经验副现象化了，这种观点不止拉大了身心之间鸿沟的距离，还把意识分裂了，一部分属于物理、功能，另一部分属于心，并试图用信息的方式缩小心与身之间的鸿沟，认为经验可以等同于定量的神经实例化生化控制功能（cybernetic functions），意识是实例化对象的组成部分，并不是由大脑额外产生的。这种功能性的特征假说以信息加工的方式对意识的产生进行了说明，可是这种方式同样遭受到了质疑，Gray(2006)[10]发现在色彩与声音联觉的案例中，某个特定的视觉刺激会激活两个不同的功能模块，而且这两个活动区域反映在大脑的不同位置。一个普通的颜色信息居然激活了某些人大脑中有关视觉和听觉的两个不同的皮层区域，那么颜色信息是如何分配给负责听觉的感受性和视觉的感受性而进行加工的呢？它们加工后的信息又是如何进行整合的呢？将意识的产生视为定量的神经实例化生化控制功能与福多的心理模块假说一样遭遇了信息的拆分与整合问题，这就是所谓的绑定问题（binding problem），通常不同信息拆分被称为BP1（segregation problem），而不同信息的整合被称为BP2（combination problem）。

从某种程度上说，布洛克（Block）在1995年发表的《意识功能带来的迷惑》中的观点一方面缩小了当下心与身之间的鸿沟；另一方面又扩大了心与身之间的鸿沟。布洛克（1995）[11]从意识的信息和功能角度出发，认为意识是一个杂合体，有可能存在多种意识，它们之间相互影响，并着重提到了两种意识，一种是现象意识（phenomenal consciousness），包含了无法概念化的和未被加工的初始经验，比如颜色，痛，声音等，这种原始(raw)经验更多的表现为主体性，同一个刺激对不同的个体会产生完全不同的状态，它是无法被量化的。另一种是可存取意识（access-consciousness），表征信息构成了可存取意识的内容，这部分的内容是可描述、运用和加工的。因为大脑损伤的原因，某片区域内的视觉信息，盲视病人完全看不见，可是他们却能够根据环境或者已知的信息进行推理，猜测出处于盲视区域的信息。布洛克多种意识的推论来自于针对盲视病人的信息来源及加工方式的考察，盲视病人在视觉表征的过程中，有两部分信息来源，一部分信息是可以通过视觉器官获取的，而另一部分依赖于推测。虽然对于意识分类的思考在哲学中早有涉及，如Rosenthal（1985）等人的工作[12]，将意识划分为现象意识和可存取意识的分类方式获得了很多学者的关注，丹尼特（1995）[13]指出布洛克并没有对现象意识和可存取意识提供清晰的定义，对它们的区分过于模糊，Carruthers（1998）[14]认为：想法、判断能够被我们所意识到，可是那些不能被意识到的内容呢？Antony（2001）[15]认为虽然布洛克只划分出几种意识，可是每种意识都有特征性的概念、种类和意义，那么从这几种意识衍生出来的意识将会更多，Bayne（2003）[16]认为布洛克将意识划分为几种有利于我们对意识的理解。尽管对于意识的细分可以帮助我们更好地理解鸿沟产生的部分问题，但是仍然没有解决那些没有进入到意识状态的内容所造成的鸿沟问题。

Jackson(2004)[17]提到知觉表征有五个特点，1.知觉表征的内容是丰富的；2.虽然知觉表征的内容是丰富的，可有时却无法说明；3.表征的产生是即时的；4.知觉表征在内容中是存在因果条件的；5.与信念相比，知觉经验有其独特的功能和作用。比如在“红色”这个例子上，玛丽在黑白房间中学习了大量的关于红色的物理知识，可是她并没有体验过真正的红色，当她走出房间，人生第一次知觉到红色的时候，比如一朵红玫瑰，她对红色的知觉表征信息就产生了。在这个过程中，知觉表征信息是快速的，强制性的；具有因果条件的，发生在红玫瑰视觉刺激之后，与其他信息的位置排列等；与信念无关，因为玛丽之前对“红”的信念完全依赖于之前学习过的关于“红”的物理知识，而对红玫瑰的知觉体验与“红”的物理知识是不对称的、也是无法完全说明的。虽然关于“红”的知觉表征信息是能够被意识到的，也能够对经验产生影响，可是这部分信息是无法用语言或者数值描述清楚的。同是能够被意识到的信息，为何在描述和说明上存在差异，这也引起了学者们的争论，查尔默斯（2004）[18]根据功能的设置，认为意向性与意识有着紧密的联系。我们的心理状态，除了知觉、想法之外还应包括意向性，知觉和想法中包含了现象特征，而意向性负责指引表征信息的获取。Katalin Balog（2012）[19]依照Jackson对知觉的描述，认为现象概念在被身体感知之前经过概念上的分析（比如表征、思想）是缺乏实证的，因为只要是用概念或者功能的方式，总有盲区存在，总需要新的概念和功能划分去补充。

通过对上述几种填补鸿沟工作的分析，我们不难发现，在信息的视角下解释大脑的工作以及解释鸿沟问题有几个难题：

1.在神经加工、生物信号诱发意识的过程中，信息转化的真值条件是什么；

2.那些未被意识到的心理内容，它们是否对意识的产生造成了影响；

3.未被意识到的心理内容与意识到的心理内容，它们的加工方式是否一样。

这样一些问题与我们的解释鸿沟问题密切相关，如能得到合理解释，虽然不能说完全解决了解释鸿沟问题，但至少缩小了鸿沟的间距。

三、变化盲视研究为“解释鸿沟”问题带来的启示

    在认知加工的过程中，来自视觉的信息超过了百分之六十，可见视觉信息在人类认知过程中的作用。在采用闪烁模式进行的变化盲视测试中，先后有三幅图片呈现给被试者，第一幅图片是原图，第二幅是纯色图片，之后的第三幅图片是在第一幅图片上稍作改变的图片，变化盲视是指在测试过程中，被试者未察觉到第一幅图像和第三幅图像中出现变化的现象。针对变化盲视的脑电实验为我们解释变化盲视现象提供了参考数据，也以信息的视角为上述的三个难题做出了例证和说明。

Lyyra（2010）[20]发现被试者在寻找差异图像的过程中，虽然被试者不能找出图像的区别，而且认为两张图片是相同的，可是事件相关电位（EPRs）实验显示，一些大脑神经元已经快速的对图像的差异进行了表征，Vandenbroucke（2014）[21]通过实验证明视觉表征信息并不是缺损的，在感知外界的过程中，感觉记忆能够存储超乎想象的丰富的视觉内容,Sysoeva(2015)[22]在视觉信息搜寻与OB刺激序列(oddball paradigm)相结合诱发事件相关电位的实验中，发现虽然被测试者忽略了颜色的变化信息，但是变化的颜色信息已经被大脑编码了，并引出了三种事件相关电位成分。Grandgenevre（2015）[23]对精神分裂症患者进行了变化盲视研究，通过眼动和图像变化的位置发现被试者对视觉信息的变化依然保持了敏感性，即患者对视觉变化信息的感受能力是正常的，但却不能将这些有效的信息与意识实施的有效性关联起来，结果导致了盲视的产生。

从变化盲视的最新实验结果我们可以清晰地发现，虽然在闪烁模式下，被试者发生了变化盲视现象，被试者找不到原图和变化图之间的差异，可是从脑电实验数据上看，图像的变化信息已经被大脑表征了，与布洛克借鉴的盲视病例不同，盲视病人因为大脑皮层的原因，看不到部分视觉信息所以才需要通过环境去推测被遮蔽的视觉信息内容，可是变化盲视实验显示，虽然变化图像的信息已经被表征，可被试者依然不能发现变化图像的具体位置，图像变化信息提取失败是因为信息被阻挡在阈限外还是有其它原因，这仍是一个令人困惑而未解的问题。

在变化盲视的实验中，不只是信息的表征问题令人困惑，学者们甚至发现了在辨识变化图像信息过程中的两种差异状态，感觉（sense）和看见（seeing）。感觉状态下虽不能精确地找出图形中的差异的具体位置，但能够指出大致范围，看见状态下能够精确指出差异信息的所在位置，如Rensink(2004)[24]，Galpina（2008）[25]，Busch（2010）[26]等人的工作。而且Busch（2010）[27]lyyra（2012）[28]发现在信息加工的过程中看见状态先于感觉状态，这说明看见和感觉两种状态不仅依赖不同的信息，而且可能是不存在信息渗透的相互独立的机制。被试者之所以能够做出看见（seeing）差异图像这个判断，是因为差异图像信息被意识到了，可是被试者在感觉（sense）状态下，虽然不能明确指出图像的差异信息的具体位置，但是却能够指出差异信息的大致区域，这种粗糙的表征意味着什么？如果感觉（sense）状态所依赖的信息是不能被我们所意识到的（只要能被意识到就能指出具体的差异位置），它又是以什么样的形式存在的呢？我们又是如何将它们进行比较的呢？

“对剌激物的意识并不是刺激物本身到达某个体表接收器或转换器这么简单，大部分对我们知觉器官的冲击从来都不会触发意识的发生。”[29]“意识是从脑的神经元特性中突现出来的。”[30]依照丹尼特和科赫的观点，只有触发了感受器或转换器的信息才能被意识选取，可是，如果将它与变化盲视实验数据相结合的话就存在一个悖论。

前提一  意识指导人的行为和判断；

前提二  只有触发了感受器或转换器的信息才能被意识选取；

前提三  变化图像信息并未进入感受器或转换器；（因为被试者不能指出图                  像差异信息的具体位置）；

前提四  部分被试者能够感觉（sense）出差异图像信息的大致位置；

结  论  被试者在没有意识信息参照的情况下仍能做出有意识的判断。 

如果被试者能够感觉出差异的大致位置，那么就应该被定义为一种判断，而且这种判断不能被准确描述，换言之，这种不能被意识到的知并没有完全进入意识的剧场，仅有少量信息通达，大多信息在意识之外，正是这些被意识到的少量信息决定了我们做出图像差异的大致位置所在，那么，那些未被意识到的信息哪里去了呢？这就涉及到一种无意识心智现象，即阈下知觉（subliminal perception），它是指：“未被有意识知觉到的刺激却可能对知觉或其他心智功能有影响，这种现象被称为阈下知觉。” [31]至此，我们大体上对于那些未被意识到的信息有一个初步的判断，即个体接收到的刺激信息S=S_意识到+S_未意识到，其中，S_{未被意识到}=S_阈下知觉+S_{丢失的信息}。基于这个假设，解释鸿沟现象中的鸿沟就是由那些未被意识到的信息以及丢失的信息造成的，而丢失的信息是未被内隐记忆记录的，也就是永远无法提取的。我们可以通过各种技术与训练减小鸿沟的差距，但永远无法消除鸿沟。

基于这种理论假设，人类的感觉就是一种初级认知判断，它涉及到身体与心灵的共同运作，因此，已有的研究有充分的证据显示：认知并不仅仅是心的问题，也是身的问题。即便如变化盲视现象，被试者在没有意识到的情况下也能做出大致正确的判断，究其原因，无非是差异信息虽然并未进入意识，但却有很大一部分进入阈下知觉（无意识），这部分信息同样起到了知觉判断作用。遗憾的是，那些从未进入到无意识状态的信息彻底丢失了，那是我们无法弥补的真正鸿沟。    

结语：有限的信息加工造成解释鸿沟

人的认知能力是有限的，所以只有有限的信息在满足必要的条件下，通过激烈的竞争才能够被选择和加工，可是未被选中和加工的信息同样影响到人类的认知活动，从塞尔的中文屋思想实验我们可以清楚的认识到，只描述被加工的信息，忽略未被加工的信息不足以支撑整个意识。从变化盲视实验我们可以清楚地看到，一样的物理刺激却带了差异性的心理内容，有人能够看见、感觉到差异信息的存在，而有的人却无法知觉到这些差异信息。由此我们可以得出，造成这种差异的原因是多种多样的，有个体与个体之间的差异，也有个体在不同情绪、不同身体状态时的差异等。并不是所有的物理刺激都会导致心理反应，物理刺激与心理内容之间也不是对等关系，在层层的筛选、加工过程中，阈限内的信息才是我们能够意识到的，可是阈限下的信息同样对我们的认知行为，判断能力实施影响，但我们却意识不到，而且很多信息在参与信息竞争之前就已经丢失了，解释鸿沟是由有限的信息加工能力造成的。如果追溯心与身之间鸿沟的起源，可以从最初的信息筛选、加工便开始了，而正是对信息的选择、筛选和加工的层级设置才导致了最为重要的信息被意识到，那些不重要的信息则被有意或无意地过滤掉了。人类是一种神奇的生物，恰恰由于意识到鸿沟现象，反而激发我们去深入了解形成认知判断之前的意识现象，从而发现相同的信息在被意识到之前就已经被区别化的处理了，从这个意义上说大脑内的信息加工过程是采用非民主机制的。由此，也可以推知，解释鸿沟现象不是认知的缺陷，而是认知的优势所在，它完美地展现了在大脑的能量、信道以及计算速度的约束下，选择性信息表征有利于种群的存活与进化。否则，试想如果我们能够对全局信息实施完整的程序化加工和存储，那么我们与计算机又有什么区别，也许更为严重的是按照这个模式生存，我们早在这个星球上消失了。

参考文献:

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作者简介：

范毅强（1983-），男，湖南省长沙人，博士生，上海交通大学科学史与科学哲学系，研究方向：心灵哲学与科技与社会。

李侠（1967-），男，辽宁省辽阳人，博士，教授，博士生导师，上海交通大学科学史与科学哲学系，研究方向：科学哲学、科技政策与科学社会学。

【博主跋】这篇文章与学生去年折腾一年多，现发表在《科学技术哲学研究》2016（3）上，感谢殷杰教授与编辑部诸位编辑老师的辛勤工作，合作愉快，是为记！