題記：這是生物學領域的第一個問題，也一定不是唯一的問題，你可以看看科學界高端大氣上檔次的雜志《科學》《自然》上最多的文章也都涉及這類生物學的問題，而在這我們要扒的125個問題中，生物學要占46%。其實關于生物和人類自己的問題最多，也最現(xiàn)成（Open Questions），研究結果當然最能對人類產(chǎn)生重大影響（比如后面細胞壽命、器官再生移植等等問題），所以咱們現(xiàn)在開始扒這么個有意思的生命問題。
2. 意識的生物學基礎是什么？What Is the Biological Basis of Consciousness ?
問完宇宙，自然另一個重大的哲學問題就是要問人類自己。問自己不能問我們從哪里來??？那是小兒科的水平，要從科學的角度問那就是意識問題。當然以前的意識就是一個形而上的哲學問題，最多就是個心理學問題，不同觀點爭論一下、開開玩笑、講個段子都可以，但現(xiàn)在嚴肅的科學家們也攪和進來了，那這就得專業(yè)一點兒，必須能玩玩數(shù)學模型，搞搞科學實驗什么的，正經(jīng)的科學數(shù)據(jù)你的有沒有？啥，沒有，站一邊看著去。
意識的體驗其實每一個人都有，所以大家誰都能上臺面說上這么兩句，當然你說，首先得有自我意識，即要能區(qū)分我和外界的不同的自我意識是先決條件，我說，Stop，咱們先離開哲學母親的懷抱好不好?？茖W的問題是：意識是什么，怎么產(chǎn)生的。嬰兒有沒有意識，瘋子有沒有？狗有沒有意識，那一棵樹一個石頭呢？也就是說：意識需要什么樣的生物學基礎才能產(chǎn)生？
如果還沒說明白意義，那么咱換個角度扒一點兒歷史，看看大牛們都怎么說，聽聽就能看出這個問題的端倪和品質。首先出場的當然是笛卡爾同志，這位老兄很牛逼（啥，沒聽說過，趕緊閃開，你讀四書五經(jīng)長大的吧），因為有個坐標系貼的就是這哥們的標簽。據(jù)說這哥們喜歡睡懶覺，睡懶覺也能成為天才？能，但不要高興得太早，睡覺那是有講究的，勤奮是腦子的勤奮，不是指你肉體幾點起床，聽說笛卡爾坐標就是這哥們睡懶覺的時候看見天花板上的方格子里一只蒼蠅飛來飛去搞出來的，咋樣，你的小伙伴該跪了吧？不管你覺得如何，反正解析幾何的時代就此開始了！那個啥，扯遠了，咱看這哥們對意識咋說，他說：肉體和意識一定是兩類截然不同的東西，因為肉體是有空間和時間的東西，而意識只有時間而沒有空間屬性。瞧瞧人家說的，太添亂了！還好，后來的科學家們否定了肉體和意識是截然不同的兩類物質的說法，現(xiàn)在大家一致認為肉體和意識是一個事物的兩個方面，就像硬幣的兩個面，共同組成生命這個物質實體。意識當然是大腦對客觀世界的反映，它的基礎必然是記憶，所以記憶是一切意識和思維產(chǎn)生的基礎，所以小孩剛出生應該不會有意識。為啥用應該，就是本人也不確定，因為有很多“大神”說了：人有前世的記憶，不在腦子里，在人體細胞的DNA中！
科學家不是大神，說話是講證據(jù)的，他們說：意識是大腦神經(jīng)細胞或神經(jīng)元自組織行為的一種涌現(xiàn)行為（emergence）。這里這個涌現(xiàn)是集體動力學的詞語，涌現(xiàn)就是大量單元之間相互作用產(chǎn)生的一種集體相變形為（比如同步現(xiàn)象），超過臨界值忽然就出現(xiàn)了某種特性（注意這種特性不是單個獨立單元具有的）。但這并不是答案，那意識是怎么涌現(xiàn)的呢？回答不上來就說明還沒徹底搞清楚，一般人當然可以自己體會，那是不是說一個小孩生下來忽然有一天就能分辨自己了就是一個意識上的相變點呢，也就是自我意識的產(chǎn)生是個重要的涌現(xiàn)現(xiàn)象？事情遠比這要復雜，你非要追著問我，我只能說：我不知道，愛咋咋。
那好，看實驗證據(jù)最靠譜。剛才講了肉體（生理載體最主要是大腦）和意識是人的兩個方面，所以這兩個因素之間存在怎樣的關系很重要。首先肉體可以影響或改變意識，也就是說意識不是獨立于肉體之上的東西，這不是廢話。對神經(jīng)受損病人的觀測發(fā)現(xiàn)，大腦腦干深層次的某些區(qū)域（首先不是全部區(qū)域，其次是指那些在進化意義上較早就存在于人腦的部分）的損傷會讓人喪失意識，要么徹底昏迷要么成為植物人！該事實表明這些區(qū)域是人腦意識的主控開關，就像電源，打開，才能加載不同軟件，才有其他區(qū)域的意識活動，比如視覺區(qū)域，聽覺區(qū)域，語言區(qū)域，空間結構區(qū)域等等產(chǎn)生了不同的意識，這些意識里哪些是純粹的意識，哪些是潛意識的（指更依賴于生理的部分）存在很模糊的界限。比如人們經(jīng)常所說的和肉體有關的記憶，如騎車，游泳等，這種活動好像不是大腦皮層的某個區(qū)域的意識，人們可能對該能力沒有任何意識，但卻可以做到。例如著名的一個實驗（D.F.有人翻譯為廣泛學習患者，本人不了解）是病人意識上是無法分辨方位的，比如一個槽口(slot)的取向無法分辨（說不出來），但卻可以準確完成把一個卡片塞入槽口的動作，也就是說他對自己怎么做的并沒有意識。這就讓意識和意識的生理學物質基礎之間的關系變得不像我們表面上看上去那么簡單。
雖然意識現(xiàn)在公認是由一系列神經(jīng)元間的放電電信號構成，但這些電信號中哪些產(chǎn)生了清醒的意識，哪些只是普通的生理反應而無意識活動的體現(xiàn)，這可能本身就無法區(qū)分。從這點來看似乎心理學上佛洛伊德從本我研究人行為動機的潛意識學說是很有道理的，這些電信號是交織在一起的，潛意識的生理信號和思維活動的信號彼此互相影響而不可分割，一會兒潛意識信號耦合到意識信號里對心理產(chǎn)生影響，一會兒意識信號耦合到潛意識信號里對生理產(chǎn)生影響。
其實說的好聽不是關鍵，關鍵是搞研究需要做大量的可控實驗結果作為支撐才行。咱不能光聽哲學家說大事兒，也不能全由數(shù)學模型扯機制，當然也不能靠等待出現(xiàn)腦部損傷的個別案例來前進。那如何能做靠譜的實驗呢？當然不能隨便就拉個人去把腦干給切一塊下來然后看他意識怎么改變，也不能把猴子總不當人隨便地抓住就把大腦某個區(qū)域插滿電極吧（人家好歹也是有意識的生物啊，不然動物保護協(xié)會的又要上門鬧事了），于是大家需要引入一個更為方便的“非破壞的測量”手段，其中之一就是腦部的核磁共振譜或核磁共振圖像。腦部的核磁共振圖像如今已經(jīng)是各大醫(yī)院醫(yī)療診斷的一個常規(guī)項目，現(xiàn)在的核磁圖像可以非常清楚地顯示意識的活動過程。舉個例子，科學家可以隨時給猴子戴上一個插滿電極的舒服的頭盔，然后實時地給猴子看一張圖片（比如玫瑰），猴子也樂意配合，然后另一邊接上電腦，分析這個圖像在猴子的哪個大腦區(qū)域產(chǎn)生了怎樣的變化?，F(xiàn)在關于這方面類似的人體實驗已經(jīng)到了達到可以用來解析不同單詞的程度（Sorry，該論文沒找到，但看到過，所以無法在此引用，實在不行問問度娘或谷哥）。
無論如何，對意識的認識必須涉及到產(chǎn)生意識的生物學物質基礎以及對意識的概念界定，但簡單來說總有一個樸素的意識尺度就是意識活動的一個關鍵節(jié)點：自我意識。此時咱們又似乎回到哲學母親那里。自我意識之所以重要是因為：我們人類到底能不能親手制造一個智能化的機器，讓它也具有自我意識，這當然是個令人興奮的事情。當然有些人脫口說這不可能，因為他們認為機器不可能產(chǎn)生情感（意識的高級表現(xiàn)之一），用更為科學一點的表述，就是他們認為結構（即物質基礎）無法唯一決定某種功能（意識）。這就如同你把一個品牌的自行車上所有組件都一模一樣地制造出來，然后再一個一個組裝成整體后發(fā)現(xiàn)它并不能達到和品牌車一模一樣的品質或功能（裝得不合適？哥們，這是個比喻，但你懂我的意思），也就是說物質基礎本身不是決定功能的唯一因素，在物質結構之上還有其他因素存在，但這個因素是神馬，似乎也不玄妙，據(jù)我所知就是對歷史的記憶（或者就是初值和演化過程的信息），而我則傾向另外一群徹底唯物論的人，認為：物質結構決定一切，也就是說功能的不同一定會歸結到結構的不同，而那個所謂的歷史記憶無論多玄乎一定有其物質的載體最終表現(xiàn)在結構上，所以意識就是大腦這個物質體（注意并不是一成不變的）功能的反映。功能怎么反映就如同你的電腦，打開電源，即給予能量，然后按照命令（外部和內部的響應）工作。所以意識就是人腦物質結構在自我能量驅動下不斷演化到某個階段的集體涌現(xiàn)反映。而這個所謂的解釋卻并不是這個問題的答案，因為它還是哲學層面的論述不是什么科學結論，但至少也是唯物的，否定了許多聽起來神叨叨的理論。但粗燥的講這也提供了一種讓機器產(chǎn)生意識的方法，就是讓它能夠不斷學習，然后總在某個時候達到一個臨界點，它便涌現(xiàn)出了意識。
最后讓我們來看一看和人工智能有關的一個問題，那就是為什么現(xiàn)在的電腦再發(fā)達也不會產(chǎn)生自我意識。首先的一個原因是：電腦沒有自我進化的功能，也就是它還不能自己修改自己的程序，即不是一個自持閉合的獨立系統(tǒng)。Hold on，現(xiàn)在的人工智能，不就是程序和機器可以自己優(yōu)化嗎（比如遺傳算法啥的），這就是機器學習的思想萌芽。我聽說過一個掛在網(wǎng)上的程序，其基本功能就可以自己根據(jù)自己的執(zhí)行結果修改自己的程序以完成自己的目標，而這個程序在網(wǎng)上掛得越久，就會越進步(好學生啊)！其實病毒程序就是一個，智能下棋的程序是另一個。病毒程序可以不斷修改自己代碼而進步（指在躲避殺毒軟件代碼掃描上的被動進步），而智能下棋程序則可以不斷下棋提升自己的下棋水平，比如圍棋從初段上升到九段，當然這種程序進化最多依賴于對棋譜的記憶和整理。雖然它們都在一定程度上具備了前面所說的具有不斷自我演化的能力，但很明顯離達到自我意識還很遠，起碼它們都還沒有充分的獨立性，比如沒有自我保持能量的能力（停電了都就死悄悄了），當然這也不是必須的。
所以如果我們能回答這個問題，就預示著我們具有了制造具有意識物質的基礎，這當然不是用生物上傳統(tǒng)的克隆方式，而是在實驗室里用人類自己發(fā)明的工具去制造另一類有意識的物質，無疑這個目標現(xiàn)在離我們還是非常遙遠。（GREG MILLER）
