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當代科學哲學對腦科學、心理學與認知科學方面有什么樣的理論貢獻與進展？如何評估哲學對于強化和促進科學假說、統籌人文與科學協調進步方面的優勢？本文的論述希望能引起有科學背景的讀者的思考與探討。

一

伴隨認知神經科學、人工智能科學的發展，我們對于人類心靈本質的理解日漸深入，從哲學視角對人類心智解釋理論的迫切性也提上了日程。

心理學、認知科學與腦科學的形而上學問題包括：心智存在嗎？心智（的本質）是什么？心、意識跟大腦有什么關系？如果心智就是大腦，心智如何不同于大腦？有沒有可能用科學來解釋與理解意識？神經科學能告訴我們意識是什么嗎？心智如何與世界發生因果互動？心智如何擁有關于外部的知覺內容？

人工智能時代將至，對人類心智的理解有助于啟發人工智能技術創新。但人類心智具有一些與動物或是機器有所區別的重要特征，這些特征與區別涉及的問題包括：心智的本質是計算機程序嗎？計算機或人工智能有可能自我思考嗎？心智能存在于不同種類的事物如電腦或機器人中嗎？

本文將從心物問題出發，梳理各種心理理論的重點與難點，提出意識問題對當前科學理論產生的困難，最后建立哲學理論與經驗科學之間的研究對話，加深對心智本質研究的發展。

為方便討論，依照當代哲學文獻的多數習慣，本文對以下哲學專業用語作定義與區分。

將所有心理現象區分為靜態的心理狀態與心理過程，后者包括推理、記憶、學習、識別、概念化等過程。前者可再分為意向狀態與非意向狀態。意向狀態指以其他事物為對象的狀態，包括信念、欲望、希望、喜歡、懷疑、判斷、擔憂、思考等。非意向狀態包括感受質、經驗與情緒。

將宇宙萬物區分為實體與屬性。實體指可以擁有（例示）屬性的事物，常見的實體包括粒子、細胞、每個生物、行星、星系等個體具體事物；屬性又稱共相，指能被多個實體擁有（例示）的抽象事物，包括數、顏色、形狀、重量、生物學的種屬、關系、德性、美等。也可暫時籠統地以主謂詞區分理解實體與屬性的區別。作為主詞的稱為實體，作為謂詞的稱為屬性。如“雪是白色的”涉及實體“雪”與屬性“白色”。又如“切克鬧是貓”涉及實體“切克鬧”與屬性“貓”。

將“事件”定義為某一實體在某一時間點擁有某個屬性。兩個事件是同一事件，當且僅當，同一實體在同一時間擁有同樣的屬性。所謂一個屬性“因果（causally）”引起另一個屬性，指的是一個屬性的擁有因果引起另一個屬性的擁有。這里的“因果（causality）”指一般科學意義上的因果關系，如“點火柴引起火燃燒”或“抽煙引起肺癌”，與這兩句話涉及的因果的用法相同。

所謂的心物問題，討論的是心跟物（指神經元、大腦與身體等物理層面的事物）之間如何產生聯系，所以核心問題是心與物如何因果互動。當然，常識已預設了心物之間有因果關系。

如道德心理學強調的自由意志與道德責任，必須預設我們的身體行動是心理因果導致產生的，也就是心物因果。乍看之下，心物問題似乎是科學問題。而心智是如何產生因果作用只能依賴科學回答。但從近代至當代從事心智哲學方面研究的哲學家，已指出了許多心物因果的困難，預示著這個問題是科學實驗可能無法解決的。

二

我們從“心智是什么”這個問題開始。按照上述的區分，如果將心智作為實體而不是屬性，這種立場稱為實體二元論。實體二元論者認為，我們可以想象心不依賴身體而獨立存在，但心與物理實體（例如神經、大腦、身體）不同，物理實體占據空間且沒有思考，但心智是一種不占據空間但能思考與感受的實體。

近代哲學家笛卡爾主張心靈實體是靈魂。這種心靈實體存在于大腦中，盡管不能被科學所解釋，但是能與大腦的松果腺體產生因果作用，進而引起身體動作。

但這種想法會產生不少問題。既然心靈實體不占據空間，那就不可能與空間中的腦神經產生因果作用，所以這個觀點在當代科學中已站不住腳。而且根據能量守恒定律，一個系統中的能量不能無故生成。但心靈實體作為不占據空間的事物，既然不存在系統中，如果對大腦產生因果作用，那么似乎是不在系統中產生的額外能量，這違反了能量守恒定律。

更嚴重的問題是，如果心靈實體不在空間中，那么心靈實體如何能錨定在身體中呢？為什么在飛機上加速到時速數百公里時，心靈實體也會跟著身體一起加速運動呢？既然是不占空間的，討論心靈實體的空間位置似乎毫無意義。

如果摒棄實體二元論，那也可以采取一元論的立場并且主張世界上只有一種實體。如果這種實體是物理實體，這種立場就被稱為物理主義。

物理主義分為強物理主義與弱物理主義。強物理主義認為所有的實體與屬性都是物理的，不存在心靈實體或心靈屬性。這種立場又稱為取消論。弱物理主義認為所有的實體是物理實體，不存在心靈實體，但存在心靈屬性。這種立場又被稱為屬性二元論。觀念論則認為世界上只有心靈實體，沒有物理實體，世界由心所構造。

最近有些哲學家提出一種特殊的一元論，主張宇宙中最基礎的事物是某種元心靈實體或既不是心靈也不是物理的實體，但這種實體可以產生心靈屬性與物理屬性或實體。前者立場被稱為泛心論，后者立場被稱為中立一元論。

在介紹屬性二元論之前，必須先引入與心物問題相關的“還原”概念。例如屬性“作為沒有結婚的男人”可以還原為屬性“作為單身漢”。而所謂心物屬性還原指心智屬性可還原為物理屬性，既然身可以產生因果力，那么心也可以。

這里可以進一步細分，如果將心智屬性還原為行為屬性，這種立場被稱為行為主義。如果將心智屬性還原為大腦腦神經方面的屬性，這種立場被稱為心腦同一論。這兩個立場也被稱為還原物理主義。

行為主義流行于上世紀中期的心理學。受到當時科學思潮的影響，只有客觀科學實驗所能觀察的對象才是科學，心理學的目標是預測與控制行為，大腦或主觀狀態是黑盒子。例如，疼痛就是某些行為規律或傾向：顫抖、冷汗、心跳加速、流淚與發出哀號等聲音。既然心就是行為，心物因果問題自然消解。

但問題是，心顯然不是客觀的生理反應。疼痛是內心的主觀感受，而不是可觀察的身體反應。哲學家曾舉出幾個例子，設想一位演技精湛的演員，能演出疼痛的所有身體反應，但是內心完全沒有疼痛的感受。又設想一位剛毅的軍人，即使感受到劇烈的疼痛，但外觀上完全無法觀察。既然疼痛與相關身體反應不一定一起發生，疼痛顯然不是身體的行為反應，所以行為主義有問題。

心腦同一論將心智屬性還原為腦神經屬性，將心智等同于大腦神經活動，心理事件就是大腦神經事件。這個立場不否認上述心理過程與心理狀態的存在，這些都是具有心智屬性的事件，例如“張三感到疼痛”就是張三具有“感到疼痛”這個心智屬性。但是進一步強調這些心智屬性全部都可以還原為某種腦神經屬性，例如“感到疼痛”可以等同于“腦神經某c-fiber激活”。既然心智屬性就是腦神經屬性，而腦神經能對身體產生因果力，心智當然也有因果力，心物因果問題因此解決。

有哲學家指出心腦同一論無法解決的問題：心智具有多重可實現性。心靈屬性可被不同的物理屬性所實現，因此心智屬性類不等同于人類的腦神經屬性類。例如疼痛可能不只被人類的某c-fiber腦神經群的活動所實現，也可能被非常不同于人類腦神經的其他物種的腦神經所實現，如章魚。因此心腦同一論不一定正確。

三

物理主義還有一種可能分支是取消論。取消論不將心智屬性還原為任何物理屬性，而是直接否認心智屬性存在。

按照取消論，我們所熟悉的那些心智屬性，包括信念、欲望、希望、喜歡、懷疑、判斷、擔憂、思考、感受、經驗與情緒，這些常識心理學的概念都不存在。

取消論否定常識心理理論的原因是其屬于在腦神經科學發展以前，人們為了描述心理現象所創造的理論。如同古人為了解釋自然現象所創造的神話與迷思，或早期科學為了解釋自然現象所創造的燃素與以太，這些古老的、過時的、錯誤的或不精確的理論都應該被擯棄，轉而被更先進的科學表達所取代。

取消論也主張常識心理學的理論與概念是古老、過時且不精確與錯誤的，應該擯棄這些理論概念并且以腦神經科學取而代之。疼痛、快樂與悲傷這些概念都是不存在的，存在的只有腦神經活動。取消論的明顯問題是，常識心理學提供的相關概念與理論依然是認知科學與心理學的主流，它們的解釋力與預測力仍然很好。

還原物理主義（行為主義與心腦同一論）似乎蘊含掌握了物理知識就能掌握心理知識的傾向。但這未必正確。

設想一位天才科學家，從出生就戴上只能顯示黑白色的眼鏡。他學習了物理學、生物學、心理學、認知科學與腦神經科學的知識，并且掌握了人腦看到紅色的所有相關科學知識，盡管從未親眼見過紅色，但當他摘下眼鏡的那一刻，手上鮮紅的蘋果讓他第一次看見了紅色。此時，他才終于知道紅色，增加了新的關于紅色的知識。可見，有些關于心理的知識不能被物理知識所掌握。

上述的行為主義與心腦同一論將心靈屬性還原為一些物理屬性。如果擯棄行為主義與心腦同一論，認為心智屬性不可還原為物理屬性，并且心智屬性本質上與物理屬性不同，這稱為反還原物理主義。

如果兩者屬性不同，心靈智性的本質是什么、是如何產生的？對此，功能主義者的回答是，心智屬性的本質是功能狀態，是物理系統所實現的一種功能類。涌現論者的回答是，心智屬性是物理系統在宏觀層次所涌現的特殊屬性，但不依賴微觀層次的物理組成部分或組成方式。

英國數學家和計算機科學家阿蘭·圖靈在1950年發表的文章《計算機器與智能》提出的經典問題是“機器能思考嗎”，并且提出圖靈測試。上世紀60年代美國哲學家普特南主張人心是圖靈機，而大腦就是執行圖靈機的硬件。

功能主義認為，心智屬性是功能屬性，心智狀態是功能狀態。例如，處于疼痛的心理狀態就是處于可以透過輸入與輸出定義的功能狀態，其中輸入可以定義為身體組織損傷，輸出可以定義為呻吟、嘗試用手按壓疼痛部位、相信自己正處于疼痛等。這些功能狀態是可以多重實現的，如果一臺電腦正好處于跟人類相同定義的“疼痛”功能狀態，那么電腦也處于疼痛。

與心腦同一論不同的是，功能主義不將疼痛狀態等同于實現疼痛的腦神經狀態或電腦的電路狀態。正如電腦的軟件不同于硬件，而軟件須透過硬件才能實現，功能主義主張心理屬性是高層級的屬性，與那些實現高層級屬性的腦神經有別。

換言之，“心智”是一種可能龐大復雜又難解的“軟件”，而大腦是執行“心智”的“硬件”。大腦有數億個神經元，每個神經元處于激活或不激活的狀態，正如電腦的硬盤上也有數億個位元組，每個位元組處于1或0的狀態。大腦如同電腦，也有負責工作記憶（緩存）的區域以及長期記憶（硬盤）的區域。

四

在當前人工智能的大潮流中，功能主義或許是最受歡迎的心智理論。如果我們能發現“心智”的軟件，那么就能在電腦上實現人心。人工智能將可能有心，甚至是有意識，或許最終能將人心上傳至電腦中。

不過，功能主義同樣有很多困難，哲學家指出最大的困難是意識。

這里“意識”指一種第一人稱的主觀視角體驗。為了幫助理解，美國哲學家內格爾提出如何設想作為一只蝙蝠是什么樣的體驗？蝙蝠沒有視覺，但有強大的聲吶能力，利用聲波的反射在環境中移動與尋找獵物。在蝙蝠的第一人稱視角中，四周的環境與獵物是以聲吶建構出來的。我們很難想象作為蝙蝠的第一人稱體驗，蝙蝠也很難想象作為人的視覺經驗：世界具有斑斕豐富的顏色、清晰的輪廓、刺眼的太陽、深邃的黑暗。這種主觀視角經驗就是意識，是我們清醒著與完全睡著之間的差異，是這世界呈現給我們的那個樣子。

設想處于“看到紅色”這個心理狀態。可能同時有另一個人同樣處于這個狀態，有紅色視覺經驗的輸入，也有相信自己看到紅色、嘴上說是紅色的等同樣的輸出，但是他的主觀視角體驗的卻是綠色。我們無法判斷他意識到的是不是紅色，因為從他出生以來就稱這個顏色為紅色，他的行為舉止跟我們看到紅色的輸入輸出反應完全相同。

甚至可以設想可能他沒有意識體驗，但是外觀上看起來跟我們完全一樣，行為舉止、言語表達完全正常。這些思想實驗顯示，功能主義者在概念上將心理狀態當作由輸入與輸出定義的功能狀態，但功能狀態無法包含意識。

在科幻作家劉慈欣的小說《三體》第一部中，描述了一段三體外星古文明利用大量的士兵模仿圖靈機的紙帶（電腦的位元組），文官們負責記錄結果（狀態暫存器），共同執行一個事先寫好的規則指令（軟件）。小說中的文明試圖利用這種方式實現計算機的運行（被稱為人列計算機），并以此運算恒星三體運動的軌跡。如果功能主義是正確的，那么可以將心寫成一組指令規則（軟件），設想將士兵人數增加至數十億或百億，并且共同執行這個“心智”的軟件。

盡管整個人列計算機的運算輸出結果可能看起來有如人在說話與思考，而且當人列計算機進入“疼痛”這個狀態時，也會輸出“相信自己正在疼痛”“發出哀號的聲音”與“想辦法停止疼痛”的結果等。

問題是誰感受到疼痛了呢？是整個人列計算機的每個士兵都感到疼痛還是文官們感到疼痛？或是負責讀寫頭的士兵們感到疼痛？看起來，功能主義無法解釋人的意識問題。

另一個問題是，功能主義所描述的心只是語法機而不是語義機，但心智可以處理語義。設想一間屋子內有一個完全不懂中文的人、大量的筆記本，以及一本某中文母語者心智的指令規則書。屋子外的人可以將中文的問題通過字條穿過門縫遞給屋內的人，屋內的人按照這本書的規則分析字條，在筆記本上執行圖靈機運算后，輸出中文回應發給屋外的人。看起來，屋內的人就是圖靈機的讀寫頭，書就是控制規則表。問題是屋內的人不懂中文，他只是按照書的規則操作他看不懂的中文。

所以在功能主義所描述的圖景里，心智只是操作語法規則的機器。然而，人心是懂語言的意義的，人類利用語言的意義與指涉來指向外在的事物與辨明句子的真假。這種心智的特征被稱為意向性。心智是可以關于或指向外在事物的，但物不能。

功能主義還有很多問題，例如瑣碎性（幾乎所有物理系統都可以被說成是計算）、圖靈機的限制（心腦有某些能力但機器沒有）、連續與離散問題（電腦是離散的，但心智未必是）、類比與數位問題（電腦是數位的，但心智未必是）、具身認知（指心智與認知活動由腦、身體與環境共同構成，但電腦只限于符號操作）等。

反還原物理主義似乎也不能解決心物因果問題。如果物理系統的因果是封閉的（指如果一個物理事件在時間點t有原因，那么這個物理事件在時間點t有一個充分的物理原因），且心物之間有隨附關系（指當一個心智屬性M，在某時間點t被某個實體x所實現，是因為x在時間點t也實現了物理屬性P，以至于在任何時間擁有P都必然地同時擁有M），那么物理屬性就已經充分的因果引起下一個時刻的心智與物理屬性，沒有給心智屬性產生因果力的空間。

換句話說，心智屬性不產生任何因果力，但這個結論違反本文一開始提到的常識的心物因果。邏輯上這將導致幾種選擇，一是承認心智屬性等同物理屬性，即心腦同一論，好處是能保留心物因果；二是承認心智屬性沒有因果力，稱之為副現象論。副現象論主張物理屬性可以因果引起心智屬性，但心智屬性沒有因果力。如同在光照下身體的移動會因果引起影子的變化，盡管影子跟著身體移動，但影子對身體移動沒有因果力。同樣的道理，副現象論主張我們的腦神經會引起各種心理現象或意識，盡管我們感覺到心理現象或意識引起大腦活動或身體移動，但心理現象或意識所產生的因果力是一種幻覺，就像是投射在腦海中的影子。

以上簡短介紹了當代心智與認知科學中形而上學的幾個主流理論。但是這些科學中的哲學工作似乎也有問題或缺陷。

第一，哲學是一門內容極其龐大的學科，有數千年的研究歷史。自科學在數百年前誕生后，在受到科學發展的影響，以及科研機構的不斷細分與投入，哲學研究的分工日漸精細，不同流派之間的哲學方法論差異巨大。

一位從事心智哲學與認知科學哲學研究的教學科研人員，往往無法兼顧哲學其他領域如哲學史、倫理學、知識論、物理學哲學與數學哲學的研究，只能精耕細作認知科學中的特殊哲學問題，更何況這種研究需要預先掌握科學方面的知識。

高度分工使得科學哲學研究課題范圍縮小化。不少科學家對哲學的“重大思想巨變”或“充滿大格局的重大突破”已少有期待。

第二，哲學研究畢竟不是實驗調研，哲學工作者多以人文社會科學研究背景為主，對經驗科學前沿進展不熟悉，而當代科學快速進步，僅是掌握科學學科中一個細微研究方向就已經相當不容易。

因而，哲學家需要多了解科學知識，參加科學會議，了解科學實驗，在科研細節上與科學家進行互動與學習，不僅在宏觀層面進行科學與人文的精神交流，也在微觀研究上提供更多有益的假說、批評、推演、論證，推進真正的學科融合發展。

第三，哲學分工精細化致使專門從事科學哲學研究的科研人員占極少數，加上不同哲學方法論流派莫衷一是，使得不同哲學研究人員對科學的哲學視角與主張都不相同，往往讓人無所適從，間接致使絕大部分科學家對科學哲學的工作完全不了解、認識片面零碎或僅止于部分哲學或哲學史知識。

與此同時，科學哲學研究工作也具備許多優勢并且解決了許多問題。

首先，哲學與科學的專業化分工保持一致。一門成熟的學科發展，隨著投入的人力物力越多，研究的范圍越廣、程度越深，難度也越大。如同當代科學各學科、各課題組實驗室的高效分工，隨著科學知識的不斷推進，科學研究只有逐漸在細微的經驗問題上投入大量資源，才能在競爭激烈的國際環境中爭取發表的空間。

同樣，科學哲學逐級分解從事各科學學科的理論與形而上學問題，研究問題以嚴謹、縝密與精巧為主。這不是瑣碎的科學哲學研究，而是由點到面、從小問題的研究開始知識的累積，逐漸形成條理清晰的新理論架構。

其次，科學哲學能為科學作出貢獻與解決問題，包括厘清重要科學概念、發現與批判科學理論假設、提出可檢驗且有預測性的新理論與科技倫理反思等。

如美國哲學家杰里·福多在1960年提出的心智模塊化理論，對認知科學與心理學中從行為主義到計算主義的演變影響巨大。又如美國哲學家丹尼爾·丹尼特在1983年為兒童虛假信念任務實驗作出新的理論詮釋，對認知科學作出了具有應用意義的卓越貢獻。

在免疫學方面，哲學家對免疫的自我-非自我框架產生了重大影響。在生命科學中，哲學家在各種議題中發揮重要作用，包括進化利他主義、選擇單位的辯論、“生命樹”的建構、微生物在生物圈的優勢、基因的定義、天賦概念的審視等。科學哲學當然也在物理學、演化博弈論、類腦智能與人工智能領域作出了卓越貢獻。

本文從心身之間的因果關系研究切入，介紹了數種主流心智理論的要旨，并指出了這些理論所面臨的問題，強調意識難題為何是相關科學研究可能難以跨越的鴻溝，最后分析了科學哲學研究如何助力科學解決目前的難題。

美中不足的是，筆者不熟悉科技倫理學，未能概括科技倫理為科學提供的道德與價值反思。正如科學家錢學森先生指出的，“沒有科學的哲學是跛子，沒有哲學的科學是瞎子”。期待未來哲學與科學能夠取長補短，為全人類的幸福與進步作出貢獻。

來源:《中國科學報》