Stuart Hameroff:当代意识科学
2016年12月8日晚,由浙江大学社会科学研究院主办,浙江大学哲学系、语言与认知研究中心协办的“浙大东方论坛第197讲——当代意识科学”在浙江大学紫金港校区蒙民伟楼223报告厅举行。亚利桑那大学“意识研究中心”(CCS)创始人、著名的“意识科学”(The Science of Consciousness,TSC)系列会议组织者Stuart Hameroff教授作了题为“The Science of Consciousness”的讲座。浙江大学唐孝威院士主持了本次活动。同时到场的还有浙江大学哲学系、语言与认知研究中心李恒威教授、剑桥大学沃尔森学院的James Tagg等老师,以及相关专业的博士生、硕士生和本科生150余人。
Hameroff教授以著名物理学家罗杰·彭罗斯爵士与他合作提出的“协调客观还原”(orchestratedobjective reduction,Orch OR)理论为主要内容进行了报告。活动伊始,Hameroff教授首先对他所创立的“意识研究中心”概况进行了简单说明,回顾了TSC 20周年会议(2014年举办)的盛况,并且欢迎大家参加TSC2017上海会议;然后,Hameroff教授从“生命是什么?”、“意识是什么?”“东西文化对意识的理解有何不同?”等问题引出了此次讲座的主要内容Orch OR理论;随后,Hameroff教授就Orch OR理论进行了详细介绍,Orch OR本质上一种关于意识的量子力学解释。
Hameroff教授认为,对于人类而言,意识的本性、使意识出现于脑中的机制和意识在宇宙中的地位,仍然是未知的。理解意识的努力形成了两种进路:(1)脑是一台计算机,意识从脑神经的复杂计算中涌现出来,这种努力由脑映射(brainmapping)、人工智能(AI)和上传(uploading)意识到硅造计算机的希望所推动;(2)意识是宇宙的根本性质,如泛心论、东方哲学、怀特海、量子物理学等持有类似的观点。上世纪90年代中期,Hameroff教授和彭罗斯合作提出了“协调客观还原”(Orch OR)理论,试图将这两种进路联系起来。这种理论认为,存在于脑神经元内微管中的量子计算将脑功能和时空几何结构联系起来,意识取决于生物学上“协调”(orchestrated)发生于脑神经元内微管集的量子相干过程,这些量子过程与神经活动相关,并且有调节神经活动的作用。之所以认为意识是以脑神经元内部微管为单元而进行的量子过程,是因为经典计算机模型不能解释感受质(qualia)问题,所以意识不可能产生于经典计算模型,相反,意识应该基于更深层次的物理学,即量子力学。而神经细胞内的微管是纳米层级的,量子效应显著。所谓“客观还原”,其含义是意识起始于量子叠加态,由于这些叠加态的自我-塌缩(self-collapse)而使多重世界还原为一个确定的世界。OrchOR理论发展期间,彭罗斯认为经典量子力学中“量子叠加态坍缩为特定状态”这一过程是由于观察者的观察(与人的意识状态相关)而导致的,所以称其为“主观还原”;而与意识相关的“量子叠加态坍缩”则与观察者、环境或测量等都无关,是由时空几何结构本身的内在特性——量子引力这种客观因素所导致的,反过来是这种类型的坍缩才导致了人类的意识状态。为了与经典量子力学的“主观还原”区别,所以称其为“客观还原”。正是脑神经元内众多微管在量子水平上“协调的”(orchestrated)“客观还原”(objective reduction,OR)过程产生了量子化的意识瞬间(consciousmoment),这类量子过程的连续薛定谔演化的结果与其量子状态“客观还原”的特定“迪奥西-彭罗斯”(Diosi-Penrose,DP)方案计算结果一致。“协调客观还原”(Orch OR)活动引起了完全意识觉知和/或有意识选择的那一瞬间。然后,这类瞬间的顺序继起就产生了我们所熟知的“意识流”(streamofconsciousness)。客观还原(OR)的“迪奥西-彭罗斯”(DP)形式与量子力学的基本原则以及时空的几何结构相关,所以OrchOR建议在脑内微管与宇宙基本结构之间建立联系。
Hameroff教授还就现有对Orch OR理论的几种批评意见进行了回应,并且为下面两点提出实验证据:(1)微管中存在分等级的量子共振态(如:太赫兹、吉赫兹、兆赫兹、千赫兹等不同频率等级);(2)通过对微管的量子作用有阻断意识的类麻醉剂效果。进一步,新的OrchOR理论将认为:(1)意识的慢速脑电扫描(EEG)相关物可以引发微管快速(如兆赫兹频率)振动的干涉“拍频”(beat frequencies);(2)通过兆赫兹机械振动(超声波)刺激脑可以治疗心智与认知紊乱;(3)“客观还原”基于促进生命起源和演化的原始感受。总之,哈梅罗夫教授认为,OrchOR是严谨的,与神经元水平研究进路相契合,并且与其他意识理论相比,能更好地获得实验支持。
讲座结束后,通过Hameroff教授对意识科学研究领域最前沿进展情况的报告,浙大学子收获了一场“头脑风暴”,激发起强烈的求知欲和好奇心,大家踊跃争先提问,Hameroff教授用通俗易懂而又不失幽默的语言进行耐心解答。最后,唐孝威院士和李恒威教授代表浙江大学赠给Hameroff教授一个具有中国文化特色的小礼物,感谢Hameroff教授在来杭与浙大师生进行此次“学术周”交流活动。 (图/文武锐)