想象在不遠(yuǎn)的將來，你擁有一個智能電話，這個電話與位于云端的個人數(shù)字助理（PDA）捆綁在一起。你為PDA設(shè)定了一個性感的女聲，在你細(xì)碎零散的數(shù)字生活里，不論是電郵或社交媒體賬號，還是日歷、相簿和通訊錄，她都能做到無孔不入。她比你的母親、妻子、朋友，甚至你的心理醫(yī)生更懂你。

她在英語交流上毫無障礙；在日常事務(wù)上與你無話不談；她能迅速而準(zhǔn)確得接梗。她的聲音伴你安眠，也向你道早安。當(dāng)她離線時，你感到驚慌。你幸福與否與她息息相關(guān)。所以，自然地，你愛上了她。偶爾，你會感到疑惑，她是否真的能夠回應(yīng)你的感受，并且她是否真的能夠感受任何東西。但是，她溫暖低沉的聲音，以及她襯托你自戀欲的完美能力，超越了這些已有的懷疑。唉，在你意識到她正和無數(shù)的顧客進(jìn)行著同樣親密的對話時，你的迷戀最終冷卻了。

當(dāng)然，這只是電影《她》中的一個情節(jié)。在這部電影中，正經(jīng)歷著寡淡無味生活的西奧多·托姆布雷愛上了他的PDA軟件薩曼莎。

在接下來的幾十年，這種科幻場景將會成為普遍現(xiàn)實。深度機(jī)器學(xué)習(xí)，語音識別，以及其他相關(guān)技術(shù)已經(jīng)獲得了巨大進(jìn)步，亞馬遜的Alexa，蘋果的Siri，谷歌的Now，以及微軟的Cortana紛紛出現(xiàn)。這些虛擬化個人助手將會持續(xù)進(jìn)化，最終人們將難辨真?zhèn)巍?/strong>除此之外，它們將被賦予完美的記憶力，穩(wěn)定性和忍耐力等等人類并不具備的特質(zhì)。

Chad Hagen

機(jī)器對人類品質(zhì)的超強(qiáng)模仿力引發(fā)了科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和倫理學(xué)的一系列深刻問題。這些仿真技術(shù)最終會顛覆我們對自身、人類例外主義（human exceptionalism)，以及人類在諸多宏大體系中的存在問題的思考。

在這里，我們將考察這個虛擬國度的智能層面以及這一層面未來的發(fā)展。我們的觀點是，只要這些機(jī)器是在現(xiàn)今計算體系結(jié)構(gòu)上發(fā)展起來的，它們也許能夠像人那樣行動——我們也許也傾向于這樣看待它們——但事實上，它們無法獲得任何實質(zhì)感受。然而，如果計算機(jī)以類腦的方式構(gòu)建，它們可以獲得真正的意識。

對數(shù)字計算機(jī)的信念就是我們的時代信念——編程，將給予我們所想要的任何東西，就像希臘神話中哺育一切的豐饒角（Cornucopia）。確實，硅谷行家們認(rèn)為，數(shù)字計算機(jī)將重復(fù)并最終超越人類所能做的一切。

但是，足夠智能的計算機(jī)一定擁有意識嗎？其中一個回答來自計算主義者（Computationalist）。計算主義對于心靈的研究，在當(dāng)代哲學(xué)、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)中占據(jù)統(tǒng)治地位。計算主義持有如下立場：所有的心靈狀態(tài)，比如，對于牙痛非?？膳碌囊庾R經(jīng)驗，或者從伴侶身上所感受的愛，都是計算狀態(tài)。這些心靈狀態(tài)完全是與之相關(guān)的感覺輸入、行為輸出，以及其他計算狀態(tài)之間的功能關(guān)系的表征。也即，大腦是一個復(fù)雜的輸入—輸出裝置，計算和處理這個世界的符號表征。大腦就是計算機(jī)，而我們的心靈則是軟件。

對于計算主義的擁護(hù)者來說，這些準(zhǔn)則不僅要運(yùn)用于大腦和由此產(chǎn)生的行為，同時還要運(yùn)用于，在一個特定的狀態(tài)中，感受作為大腦本身的狀態(tài)。要知道，這就是我們稱之為意識的東西：任何主觀的感覺，我們所看到、聽到、感覺到、記住的，以及思考的東西。

計算主義認(rèn)為牙痛不過是大腦的一個狀態(tài)，在這個狀態(tài)里，某種神經(jīng)細(xì)胞被激活以回應(yīng)受傷的牙齒，導(dǎo)致呻吟、摸下巴，不用牙疼的那一邊吃東西，不能集中經(jīng)歷等等一些列傾向。如果這些狀態(tài)在一臺數(shù)字計算機(jī)的軟件上進(jìn)行模擬，這種思考將持續(xù)下去，整體系統(tǒng)不僅會像這樣行動，并且像這樣感覺和思考。也即，意識是可計算的。這是學(xué)術(shù)界、媒體界以及企業(yè)中的計算機(jī)專家或表露或默默堅信的一條中心思想。

在這種觀點下，意識就是相關(guān)計算狀態(tài)的示例。除了在物理上怎樣完成計算，是在數(shù)字計算機(jī)的硬核上，還是在腦殼內(nèi)的軟濕物質(zhì)上實現(xiàn)這個計算狀態(tài)之外，其他都無關(guān)緊要。根據(jù)計算主義，未來的薩曼莎——或者甚至一個更高級的版本：比如那部絕妙又黑暗的電影《機(jī)械姬》中的艾娃——將會獲得我們所經(jīng)歷的體驗和感覺。她將能聽能看，能笑能哭，能愛能恨。

又或者她并不會。

計算主義基于這樣一個假設(shè)，即如果兩個系統(tǒng)在功能上不可區(qū)分，它們將在心靈上不可區(qū)分。論證是這樣的，因為我們體驗這個世界，一個在功能上和我們相等同的數(shù)字計算機(jī)將必然體驗到為我所知的世界——即，它也將有意識。但是，這個假設(shè)正當(dāng)嗎？為了回答這樣一個問題，我們需要一個關(guān)于意識是什么，以及物理系統(tǒng)擁有意識需要什么必要條件的一個規(guī)范的定量理論。

Chad Hagen

直到現(xiàn)在，這種意識理論都還未出現(xiàn)。確實，神經(jīng)科學(xué)家們已經(jīng)致力于探索“意識的神經(jīng)關(guān)聯(lián)”這個困難問題，在人和例如猴子及老鼠等相關(guān)物種上做實驗。這些實驗指出了正是大腦新皮層的一些區(qū)域，也就是顱骨下的大腦皮層，對于有意識地視聽起了關(guān)鍵作用。由于我們直接參與了這一實證研究項目，因此知道即使是看似有理有據(jù)的假設(shè)：比如界定一些特定的大腦結(jié)構(gòu)或神經(jīng)活動模式（對于人類或人類近親動物具有意識來說十分必要），也無法說明不同神經(jīng)系統(tǒng)的生物（比如章魚和蜜蜂）是否具有意識，意識達(dá)到了什么程度，是什么樣的。神經(jīng)科學(xué)中任何類似的發(fā)現(xiàn)也無法說明機(jī)器是否能有意識。

然而，存在一個基礎(chǔ)的意識論，它提供了一個頗有希望的范式，解釋了那些與我們存在巨大差異的實體（包括機(jī)器）的意識問題。這個理論既不始于行為，也不始于大腦，它始于意識自身——始于我們自身的經(jīng)驗，我們現(xiàn)在唯一確信的一點。這也是作為現(xiàn)代哲學(xué)、科學(xué)和分析幾何之父笛卡爾所指出的確定性的基石，即西方思想史里最著名的那句“我思故我在”。

這個理論被稱之為信息整合理論（Intergrated information theory，即IIT），它已經(jīng)發(fā)展了二十多年。IIT試圖定義意識，一個物理系統(tǒng)需要具備什么條件才能擁有意識，以及至少在原則上來說，怎樣從意識的物理基質(zhì)出發(fā)，從定量和定性兩個層面研究它。

信息整合理論涉及到太多層面，我們不能在這里一一解釋，只能簡述它的基本脈絡(luò)。這個理論界定了五個基本屬性，以下屬性對每個可設(shè)想的意識經(jīng)驗都成立：

接下來，信息整合理論從判定意識的這些屬性出發(fā)，將其轉(zhuǎn)化為奠基意識的任何物理基質(zhì)所需滿足的要求。這些要求以數(shù)學(xué)的形式被表達(dá)，用來評估任何物理系統(tǒng)中意識的定量和定性屬性，無論它是人類、章魚、蜜蜂的大腦——還是電路板上的數(shù)字計算機(jī)。

根據(jù)IIT，關(guān)鍵在于，意識的整體水平并不取決于它所在的系統(tǒng)，而取決于它怎樣被構(gòu)建——也即，它怎樣被物理地整合。同時，只有某些物理系統(tǒng)有合適的內(nèi)在結(jié)構(gòu)來為意識奠基：也即那些擁有最大化的因果力的物理系統(tǒng)，在這里，因果力能夠決定物理系統(tǒng)自身的狀態(tài)。本質(zhì)上這也就意味著，系統(tǒng)必須由許多部分組成，在整個系統(tǒng)中，每個部分必須有其獨(dú)特的因果力（也即IIT中所指出的“信息”），但同時，作為整體的系統(tǒng)不能被還原到這些部分（這也就是IIT所說的“整合”），這個被整合的系統(tǒng)比各個部分的相疊加來說，更有效力。

IIT所用的”信息”一詞不在當(dāng)代語境中（從發(fā)送者傳遞到接收者的信息）。意識并不是大腦的一個部分向另一個部分傳遞的信息。IIT中的“信息”實際上指其原初意義：“information”（信息）來源于 “inform”（通知），意味著 “to give form to”（給予……形式；描繪）。像大腦或計算機(jī)之類所擁有的任何一個物理過程的因果力，它影響物理過程自身的下一個狀態(tài)以及這個狀態(tài)的因果力，同時，這樣一種力量會使大腦或計算機(jī)產(chǎn)生一個形式，一個高維的結(jié)構(gòu)，也即經(jīng)驗。 

IIT在原則上能夠解釋意識在神經(jīng)解剖學(xué)上許多令人困惑的特征。例如，為何小腦比起位于其上的，擁有更大區(qū)域（也更為人所知）的新皮質(zhì)有四倍多的神經(jīng)元，它對意識卻毫無貢獻(xiàn)。這是由于小腦的內(nèi)部構(gòu)造：前饋鏈條上并行層的神經(jīng)元不會被反復(fù)激發(fā)。這和新皮質(zhì)所擁有的高度混雜，豐富，以及高密度的聯(lián)結(jié)性十分不同，這種聯(lián)結(jié)性能夠使被激活的神經(jīng)元快速地聚散，從而形成巨大聯(lián)合體。IIT也能夠解釋，為何在睡眠的某些階段，即使新皮質(zhì)上的神經(jīng)元一直處于激活狀態(tài)，意識還是會消失；因為新皮質(zhì)的某些區(qū)域失去了有效影響其他區(qū)域的能力。

IIT作出了一系列經(jīng)得起經(jīng)驗測試的反直覺預(yù)測。其中一個預(yù)測是，幾乎是處于沉寂狀態(tài)，而僅有少數(shù)神經(jīng)元被激活的新皮質(zhì)也能產(chǎn)生有意識的經(jīng)驗。同時，托諾尼和馬塞洛·馬西米尼 [注：米蘭大學(xué)教授，神經(jīng)生理學(xué)家] 運(yùn)用IIT開發(fā)了一個評估人類意識的裝置。在使用上，先用電磁線圈來刺激大腦，然后用一個高密度的EEG電極網(wǎng)絡(luò)來檢測它的反應(yīng)，這也就是一個粗略版本的意識測量儀。這個裝置已經(jīng)運(yùn)用于查明，大腦損傷或者被麻醉而無法進(jìn)行交流的病人是否具有意識。

作為一個形式化的數(shù)學(xué)理論，IIT能夠被運(yùn)用于任何物理系統(tǒng)，可以是在自然選擇中演化而來的大腦構(gòu)造，也可以是被工程師設(shè)計出來的電子電路。不斷有研究顯示，對于最大化大腦內(nèi)在的因果力，新皮質(zhì)某些部分的物理構(gòu)造十分理想，尤其是在神經(jīng)元相互關(guān)聯(lián)的背部。這種因果力使?fàn)顟B(tài)之間的承上啟下得以完成，這一過程也使意識得以可能。

相反，典型數(shù)字計算機(jī)的物理構(gòu)造，中央處理器門級（the gate level）處的聯(lián)結(jié)性十分低，并且少量必要的整合都會遇到瓶頸。從使用者的角度觀察它的輸出，計算機(jī)可能被判定為執(zhí)行了有智能的計算或功能；但是考慮到計算機(jī)的線路系統(tǒng)，它的作為整體的內(nèi)在因果力，相比起任何大腦來說，是十分小的。即使將計算機(jī)看做是處于比晶體管和電阻器更粗糙的水平，也是如此。

同時，這里存在一個困難：那種內(nèi)在力量，使之與自身不同的物理力量，不能夠被計算或模擬。它必須在物理系統(tǒng)中被建構(gòu)。一個對人類大腦進(jìn)行模擬的計算機(jī)，盡管制作精美，在生物物理學(xué)上十分精確，大腦包含的860億神經(jīng)元和萬億突觸基質(zhì)都統(tǒng)統(tǒng)被模擬，這個計算機(jī)依然沒有意識。即使這個計算機(jī)安裝了言語合成器，告訴你它應(yīng)該有的經(jīng)驗，但其實，除了巧妙執(zhí)行程序的行為和功能之外，它什么也沒有。鮮活的意識并不存在。

對于那些希冀 “大腦數(shù)字化上載”項目使人永生的人，IIT在大腦的計算機(jī)模擬上的結(jié)論能夠讓其深思。對于他們來說，在接下來的幾十年里，我們能夠精確重建任何一個人類個體大腦的線路系統(tǒng)體系，也即所謂的連接組，并將其在合適的數(shù)字硬件上進(jìn)行模擬。這個過程有可能是毀滅性的，因為除非把大腦的超微結(jié)構(gòu)切成像晶片那樣薄的東西，否則我們無法深入這個結(jié)構(gòu)。盡管如此，在你死于某種致命疾病前，還是有可能將大腦的高分辨率版本上傳到云端。只要云端的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處于運(yùn)行之中，你的數(shù)字模擬物將和其他數(shù)字替代物一樣，持續(xù)存在。計算機(jī)呆子的狂喜！

然而，根據(jù)IIT，大腦數(shù)字化的信念正如相信以前的先知和宗教所說的來世一樣虛幻。盡管你的數(shù)字模擬物像你一樣言行，它依然完全是行尸走肉，無法體驗到任何東西。然而，具有諷刺意味的是，對于停留于現(xiàn)實世界的朋友和心愛之人，成功轉(zhuǎn)化為一個極端形式的存在的你，會引誘他們和你一樣加入一個實際上并不存在的來世。

IIT正確與否不僅僅是學(xué)術(shù)上的問題。在近幾十年里，除非有全球性的災(zāi)難，否則我們將會創(chuàng)造出處于人類智能和行為水平的機(jī)器。它們能夠理解很多不同語言的演講和聊天，記得過去，也預(yù)測未來，想象新的場景，寫書譜曲拍電影，構(gòu)想新的目標(biāo)；同時，它們移動，駕駛，飛翔，以及不可避免地打架。由于可以利用大數(shù)據(jù)，掌握了深度學(xué)習(xí)，以及考慮到其計算速度，這些機(jī)器很容易超越人類的限制。真正的人工智能的誕生將會深刻地影響人類未來，包括是否有人類未來。

無論你認(rèn)為人類水平的AI的到來，標(biāo)志著天堂的來臨還是人類時代的落幕，你依然要回答一個基礎(chǔ)問題：這些AI是有意識的嗎？成為它們是一種什么樣的體驗？或者它們是現(xiàn)代的垃圾處理裝置，洗碗機(jī)，汽車等的大升級版本，是的，它們是十分靈巧的機(jī)器，但依然沒有知覺或情緒？

對以上問題的回答，對于我們?nèi)绾翁幚砼c未來機(jī)器的關(guān)系十分相關(guān)。如果你拿著錘子走向你閃閃發(fā)亮的特斯拉汽車，你的朋友也許會認(rèn)為你瘋了，想要?dú)囊惠v如此昂貴的汽車；當(dāng)然，你絕對有權(quán)這么做。然而，當(dāng)你想這么對待你的狗時，警察則有權(quán)逮捕你。這是由于汽車只是實現(xiàn)目的的一種方式，比如方便你到鎮(zhèn)上隨意走走；但狗卻有一些極小的權(quán)利，其自身即是目的。因為它與我們共享意識之光。

然而，我們不能依靠直覺來找正確答案。對于西奧多·托姆布雷愛上薩曼莎，這也許暫時行得通。但是考慮到現(xiàn)實情況的嚴(yán)重性，我們需要指導(dǎo)。我們需要一個基礎(chǔ)理論來精確說明，在何種條件下，一個特定的系統(tǒng)能夠擁有意識經(jīng)驗。

IIT預(yù)料傳統(tǒng)的數(shù)字計算機(jī)在運(yùn)行軟件的時候，它所體驗到的一點也不像我們在頭腦里所見所聽的電影那樣的東西。正如IIT認(rèn)為的那樣，因為敏捷的數(shù)字化助手以及生活化的未來機(jī)器人不能夠體驗，它們的軟件可以被安全地復(fù)制、編輯、出售、翻印或者刪除。并且它們自身能夠隨意被關(guān)閉，修改，毀壞，代替。

但是對于非傳統(tǒng)的計算機(jī)構(gòu)造來說，無需如此。特殊目的的機(jī)器人按照大腦那樣的設(shè)計原則被構(gòu)建，包含了稱之為神經(jīng)形態(tài)的硬件，在原則上，它們能夠擁有真正的意識經(jīng)驗。關(guān)鍵在于，邏輯和記憶門（logic and memory gates）與在門之間的扇入扇出（fan-in and fan-out），十分緊密地相互關(guān)聯(lián)，扇入扇出它們的部分重疊程度高。（將部分和非常特殊的功能相區(qū)分，無益于內(nèi)在因果力。） 系統(tǒng) “大腦”被實際接通電源的方式，它的（生物）物理學(xué)，使所有一切都不同，而不止是它的輸入-輸出行為。

這樣一個神經(jīng)形態(tài)的機(jī)器，如果是極度有意識的，那么將會有內(nèi)在的權(quán)利，特別是關(guān)于它自身生活和良好狀態(tài)的權(quán)利。到那時候，人類將必須學(xué)會和自己的創(chuàng)造物共享世界。

美國神經(jīng)科學(xué)家，艾倫腦科學(xué)研究所的主席兼首席科學(xué)官，以對意識神經(jīng)基礎(chǔ)的研究而聞名。1986年-2013年，擔(dān)任加州理工學(xué)院的教授。過去十年，他與托諾尼緊密合作，研究意識。在《科學(xué)美國人》撰寫專欄“Consciousness Redux”。

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校神經(jīng)科學(xué)家，精神病學(xué)教授，意識科學(xué)杰出教授。他曾致力于研究睡眠，目前是威斯康星州睡眠與意識研究所所長。在睡眠研究方面的貢獻(xiàn)是突觸穩(wěn)態(tài)假說，他還提出了意識的信息整合理論。

上一期

一項新研究首次表明，致幻劑能提升大腦活動的復(fù)雜度。研究人員認(rèn)為這項發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)精神疾病的新療法，解救抑郁癥和精神分裂癥患者；同時還能解決人類意識活動的基本問題。

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