研究意识问题的自然科学途径

研究员、博导汪云九“ (中国科学院生物物理所视觉信息加工开放实验室， 中国科学院脑智科学研究中心， 北京100101) 摘要：本文综述了用自然科学途径研究意识问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的一些重要文献、著作，列出意识问题的一些主 要观点，并指出当前研究的几个热点。作者认为现在是用多学科研究意识问题的时候了。 关键词：意识觉知 “意识”问题困扰了无数代的哲人和学者， 古代哲学家、过教界对此均有兴趣，在早期的 先哲们的文献中不乏有关论述。随后，意识问 题成为心理学的重要研究对象。wuJldtWM (冯特)(1832一1920)创立了实验心理学，使用 内省法研究意识问题，一时意识问题成为心理 学研究的主流。上世纪二十年代wats彻JB(华 生)(1878一1958)在心理学中推行行为主义，当 时“意识”问题无法从行为科学进行定量研究， 而被打入冷宫。1950年前后心理学与计算机 发展互相结合，信息加工学派得到蓬勃发展， 在心理学研究的文献中极少看到关于“意识”问题的研究⋯。 70年代“意识”问题开始受到一些关注，到了上世纪90年代 中期，逐渐形成一个多学科研究“意识”问题的高潮。1994年 4月在美国“舢州Tucson召开第一次关于“意识”的会议(删aScie∞e0fConsciousne鹞)有来自心理学、计算机科 学、神经网络、机器人学等等专业的300名代表参加。这次 会议决定以后每2年召开一次会议，96年第二次会议就有上 千人参加，网上访客上万人。到了99年，当年召开的会议就 达三次(见表1)，到目前为止，新创刊的杂志3种，出版书籍 几十册。理论生物学杂志、神经网络杂志都出专集，探讨意 识问题乜’3J。这些迹象表明“意识”问题已引起世界范围内多 学科研究人员的兴趣，特别引人注目的是一批诺贝尔奖获得 者的热情参与，他们原先从事的工作可以说大都与“意识”问 题毫无关联，在他们各自从事的领域内取得成功后，选择这 个问题，贡献他们的余生，一定是有他们的道理所在(表2)。 由于“意识”问题的复杂性，目前国际上从 不同学科进行交叉研究，囿于作者的兴趣，本 文只从自然科学途径(神经科学，物理学，信息 科学，心理学等角度)探讨意识问题。本文首 先讨论为什么上世纪90年代中后期“意识”问 题研究逐渐形成高潮，以此说明“意识?问题的 重要性和可行性，然后，介绍当前研究“意识” 问题的几个热点，同时评述一下意识问题研究 中的几种主要理论观点，最后给出一个结论。 一、客观需要条件成熟 对哲学界而言意识问题是永恒的主题，主 体与客体的关系，认识论的看法始终是哲学上不变的论题。 心理学也一直有志于对此问题的研究，但由于缺少深入研究 的方法而陷入停顿状态。上世纪中叶计算机的诞生，带动了 人工智能，机器人学和信息科学的发展。为了设计象人一样 能自己学习，自己管理自己，又能与环境交流的机器，科技界 作出了不懈的努力，但在一些原则问题上人工智能界遇到了 不可逾越的困难，PenrD鸵认为思维、发明、创造和意识不可能 从物理和计算的角度加以解决H’5J。于是科学界把注意力转 向生物学本身，因此对意识问题兴趣大增。正如马克思恩格 斯所说：社会生产的需要对科技的推动比十个大学还大。 “创脑”的想法已提交到有关学会的大会的议题上去了旧'引， 日本首先把“创脑”列入21世纪的国家发展目标中去，这些 工作必然牵涉到脑的“灵魂”——“意识”问题。日本的“脑的 时代”规划中把自我意识和社会意识的研究列入今后20年 ·本文受国家自然科学基金委重大项目3989嘲0一舾和重点项目698350陀资助。 t·汪云九(w^NGYunjiu，1937．10一)，男，1959年毕业于山东大学数学系，现在中国科学院生物物理研究所工作，研究员．博士生导师，兼中国科技大学研究生 院兼职教授。中国科学院理论物理研究所客座教授。从事生物系统，特别是神经系统的数学模型研究四十年。获中围科学院自然科学二等奖。现在兴趣 柱计算神经科学．脑的理论和模型，以及意识的脑机制。 22卷6期 29 万方数据 专论：脑科学与意识研究 解决的目标⋯8—1。 仅仅对某一问题有兴趣或者需要而没有进行研究的技 术途径，也只能陷于空谈。上世纪下半叶，神经科学得到突 飞猛进的发展，电生理学研究首先进入鼎盛时期，神经系统 的解剖技术结合放射技术，免疫技术发现了许多神经网络和 回路，分子生物学技术也进入神经科学研究。这些技术手段 在神经系统多层次的领域内开展了许多卓有成效的研究，取 得许多突破性的进展。单拿1999年美国召开的28次神经科 学年会来说，参加人数高达二万几千人，会议发表的摘要合 钉起来上下2册，厚达2500页，收录摘要1．2万篇。但是意 识问题的研究，毕竟是大脑的各部位正常情况下整体功能的 发挥，极需要发明_种研究手段，可以在人的清醒状态下观 察人脑活动的仪器设备。阿r(正电子发射成像仪)，珈砸(功 能性核磁共振成像仪)等等技术的发明，改进和应用为研究 人的意识问题带来鼓舞人心的好消息。人们寄希望于基于 这些技术的研究有望在意识问题有所突破¨引。近年来Sci． e—雠：Nan比上大量刊登这方面的研究进展，就是一个明证。 但是，帜I技术目前在时间分辨率上只达到秒级，空间分辨 率上达到啪级，而人脑神经细胞的大小是微米级，神经发 放脉冲的宽度删级，所以在时空两方面都尚有差距。 诺贝尔奖得主crick对“意识”问题的兴趣和他对此问题 的贡献，值得关注。他早先是一位物理学家，在二战时还从 事水雷的发展研究，战后转向分子生物学研究，当时关于DNA的实验数据已经出来，他和‰提出DNA双螺旋结 构的模型，从而从根本上解决遗传学中的复制问题。DNA双 螺旋结构被认为是分子生物学中的奠基性和开创性工作。 1962年得诺贝尔奖以后，crick思索着自然科学中尚待解决 的基本问题，他对神经科学发生兴趣，特别对“意识”问题，他 在科学史上第一次明确提出用自然科学的办法可以解决意 识问题【Ilj。因此，被H唧r肌在“1heEndofScieIlce”一书中誉 为“只有尼克松才能打开与中国的外交僵局；同样的，也只有 cr!ick才能使意识成为合法的科学对象”¨引。 二、几个热点 从自然科学的角度研究意识问题，特别是从神经科学角 度考虑，第一个要提的问题是，意识在脑中是否有一个专门 的中枢，或者说脑中有没有一个专门的区域负责意识的功 能。从脑部手术后病人的行为观察，或者外伤病人的功能异 常，发现脑部的某些部位对意识有一定的关系。因为人与其 他动物之间的最大差别在于人有高度发达的大脑皮层，动物 有无意识尚在争论之中，人肯定是有意识的，所以不少人认 为意识位于大脑皮层¨引。深埋于脑中的网状结构在神经系 统的功能发挥上起着至关重要的作用，所有的感觉神经都有 分支通向网状结构，网状结构对于“唤醒”大脑皮层的功能起 重要的作用，所以有人认为网状结构对意识起重要作用o“。 人与动物的另一个重大区别是人使用语言进行交流，在大脑 左半球发育出很大一片“语言区”，因此有人认识意识问题与 语言区有必然联系。，诺贝尔奖获得者sperry的工作表明，裂 脑人的人格是分裂的，可以各行其是，虽然左脑控制的“半个 人”能用语言表达其意愿，右脑控制的另“半个人”是“无声 的”，但仍有其自主的感知和想法[15‘。德国精神病学家Ⅺeist (1934)根据对第一次世界大战中脑部受伤患者的观察，绘制 的大脑各区的功能图中找出23、24、3l和32区是体内的“我” 所在部位¨“。crick在“惊人的假设”一书中，专门有一节讨 论意识的定位问题，他根据患者的行为心理表现，以及他对 脑生理和解剖的了解，推断“自由意志位于或靠近大脑的前 扣带回上”【lJJ。因为这一区域“接受许多来自高级感觉区的 输入，又在靠近运动系统的高级水平”。从大脑解剖可以知 道扣带回靠近B袱h蛐(24)区，与额叶较近，而根据现在所 知，额叶在计划，目标和决策方面起主要作用。所以本文作 者认同cIick的看法，意识的脑定位可能在扣带回上。 意识的神经相关物(n眦ral侧叫meofoonsciousn嘲，缩写 为Ncc)一词现在屡见于文献之中u7‘1引。还有一次国际会 议专门讨论这一问题(NeuIalC0玎elates0fc0I唧iousness)(见表 1)。自然科学家比较喜欢探讨这一问题，特别是神经科学 家。它企图从神经科学的角度来解释意识(现象)过程。NCc 不仅研究意识的物质基础，更有志于了解意识产生的方式和 过程。根据chalIlle璐的见解，所谓神经相关物，简单地说是 “一个直接相关于意识状态的神经系统”。或者更详细一点 是“2峙cc是一个最小的神经系统，在这个系统中的状态可映 射到意识的状态，在一定条件下，这个最小的神经系统的状 态足够反映意识的状态”【I引。当然，这个定义细究起来，还有 许多问题，此处不再赘述。当前Ncc研究的热点是：事物的 内部表象；特征捆绑问题(Bi础IlgProblem)；注意(Atte娟∞)问 题；神经编码问题等等。总之，Ncc研究围绕着意识的部位 和本性的研究。 ． 上世纪90年代前后，德国二个电生理小组(Sin弗r和 妣m∽埘1)，先后在猫的视觉系统中发现40Hz的同步振 荡以后，许多电生理学家在不同的动物(猫，兔，猴⋯)的不同 部位(视，听，海马⋯)，以及不同的功能状态下(清醒和麻醉)都观察到此种现象。这一发现引起人们联想到M蛐多 年前曾从理论角度推测脑内不同部位的神经元之间可能用 同步振荡的方式联系∞1。学术界不少人认为，感觉通道(特 别是视觉通道)中对同一物体的不同特征敏感的神经元，可 能通过40№的同步振荡把它们整合(捆绑)起来，形成一个 完整的物体的概念嘶“j。这一结果也引起Crck的光趣，他 和K0ch从理论上推测40Hz同步振荡可能作为意识和注意 (At删0f1)的神经基础m瑚J。随后的一些电生理实验，证明 “ck推断的合理性。其中值得一提的ID耐he6s等人在猴上 进行的实验㈣。4¨，他们训练猴子压不同的杆，当它看到不同 的图形出现时，例如，看到水平条纹压左杆，看到水平条纹压 右杆。记录脑区不同部位神经元的反应。他们再安排一个 叫做“双跟竞争”的实验，即给动物的闪只眼睛分别观察不同 的图形，在人的感知中会出现交替现象，一会儿看到水平条 世界科技研究与发展 万方数据 纹，接着是感知到垂直条纹，在猴子的实验中也证实这种交 替感知过程，它一会儿压左杆，接着压右杆。但是脑区不同 部位的神经元的反应却不一样，在17区(初级视皮层)，对水 平条纹有反应的细胞和对垂直条纹有反应的细胞在整个过 程中都有发放，而在下颞区(视觉形象感知的高级部位)的许 多神经元的反应，却与感知反应(猴子压杆动作)相一致。证 明视觉感知(A煳ess意识的一种形式)发生在下颞区。 鼬19er小组的工作也证明№j，同步振荡在意识中的作用，他 们利用比猴更低级的动物(猫)作为实验对象，刺激方式也是 双眼“竞争”图形，但观察指标则是眼睛的视动反应，视动反 应是眼球不自觉的一种感知反应，他们发现在视皮层上的同 步发放与动物的主观感知有密切关系。也有一些实验证明 同步振荡与注意的关系㈨川。 意识的神经相关物研究，不仅在理论上而且在电生理实 验上有所突破，这些突破主要发生在视觉研究中，这正符合 Crick的“惊人的假设”中选择视觉系统作为研究意识问题突 破口的远见，也证明本实验室1964年创立时的正确性。 三、研究意识的种种观点 从当前已发表的文献来看，研究意识问题的科学家所持 的观点，是多种多样的。从人的认识能力最终是否有可能解 决意识问题考虑，有神秘主义(Mystici锄)和还原论(Reduc6011． i咖)之分。持神秘主义观点的人认为我们永远无法理解意 识，哲学家中的多数持这一观点。例如当代著名的哲学家 Fbdor(Ru瓣rs大学)参加第一次“To咖rd8toascienoe0fGon．sci删”会上公开怀疑：任何一种物理系统怎么具有意识状 态呢?“意识问题”一书的作者Megi衄认为：“正因为我们的 脑是进化的产物，所以它有认识的局限性，就像老鼠和猴子 根本不可能想到量子力学一样，我们人类也可能无法理解存 在的某些方面，如精神和物质的关系”ll2‘。最近在意识问题 研究中十分活跃的美国哲学家c11ahne璐认为意识应当分为 “容易问题”(easy印blem)和“艰难问题”(haIdpmblem)，他对 意识问题的总看法是：“没有什么严谨的物理理论(量子机制 或神经机制)可以理解意识问题”㈨’45J。 cIjck在“惊人的假设”一书中公开申明他对意识问题的 看法是还原论的，他和他的年轻的追随者Koch在许多文章 中陈述这一观点。他在该书的前言中第一句话开宗明义地 说：“本书试图用科学的方法来解释意识的奥秘”。而且在第 一章第一句话说：“⋯你的本体感觉和自由意志，实际上都只 不过是一大群神经细胞及其相关分子的集体行为”。看来 Crick本人及其追随者抱有彻底的“唯物主义”精神，而且把这 个复杂的意识问题“还原”成神经细胞及其相关分子的集体 行为．也许“ck为了把自己的观点与传统观点的差别更引 入注目起见，把他的论断提得如此简单和明嘹，以致本文作 者对此也不能完全苟同撕删。 美国当代著名的计算神经科学家踊nowsb(Salk妇．)和 (hlsci叫sIle够Ex幽nod一书作者Denen等人所持观点，大体上 与Cricl【相同。 在意识问题的第一次Tucs0Il会议上，就有几个科学家提 出意识的“微管(MicrotublIles)假说”，其中的PenlDse最为著 名，他是当代著名的数理科学家，曾提出一种复杂的几何图 形可以完全覆盖全平面不留空隙，而且在黑洞和引力方面作 出创造性的工作。他在认识，思维和意识方面，先后发表2 本著作M’5】，他的观点认为：“意识起源于神经元中特殊的蛋 白质结构(微管)的量子物理过程”，拥护这一观点的有“． 舢大学的麻醉学家Harrlerl讲，美国心理学家M嚼heU等人。 Per蹴在他的第2本著作的第二部分第七章中比较详尽地 叙述他的观点b1，他认为神经元的细胞组织中细胞骨架在传 递信息上起重要作用，细胞骨架是由“微管”构成，由于其空 间尺度很小，应当用量子力学来考虑，电磁波有可能在其中 传播。 作者认为神经元中的微管虽然可能是电磁波传播和加 工的所在地，但是从意识角度考虑，这个空间尺度太小，层次 太低，从系统论角度考虑用这么小的空间尺度和低层次的角 度，无法对如此复杂和高层次的功能作出完善的解释。类似 的观点是用联合场论(啪滴ed6ddtIbory)来解释意识问题，其 中有一位Josephs嘶，他是因隧道效应方面的杰出工作而成为 19r73年№bel奖得主。从量子水平考虑意识的科学家中虽有 Nobel奖得主和著名数理科学家，但并不为大部分科学家所承认，晰书中嘲讽道：“难道你的肝脏，⋯变形虫也有意 识吗”可能代表多数科学家的态度u引。、 在突触研究上作出重要贡献的电生理学家Ecdes，对意 识问题也有浓厚兴趣。他抱的哲学观点是“二元论”：即精神 独立于物质基础而存在。他在一系列著作中提出三个世界 的假设(3worldHy洳is)，第一世界包括所有物质和物理世 界(人脑本身也在其中)；第二世界是所有主观和心智的经 验；第三世界即所有社会，科学和文化的活动mJ。但是他对 意识问题却表达了上种十分形而上学的还原论的观点，他提 出“树突子——心理子(DerHi瑚一Psych∞)假设”，所谓树突子 即是新皮层中神经元组成的最小结构和功能单元，与树突子 相对应的是“心理子”，是假设性的心智单元。他还从解剖上 估计“树突子”的大小，如它的结构特征旧J。 另一位Nobel奖获得者Ede】瑚n的工作也值得介绍一 下。Ed出啪因免疫学的研究而获奖，得奖后的兴趣也转向 心智研究。先后发表三本著作旧。兜】。他认为心智的产生在 于神经系统内部形成各种集群，在外界不断刺激下，这些集 群不断竞争、淘汰，类似于达尔文的进化论，所以他把他的理 论称之为“神经达尔文主义”，其中神经之间的“再入”起重要 作用。他指导下的研究生设计一系列电子器件来再现他的 理论，称为达尔文一I，达尔文一Ⅱ等，现在已推出达尔文一 Ⅳ，他的工作强调环境的作用，和机器对于环境的反作用，事 先并没有～个软件放在机器内进行学习和记忆瑚J。他认为 他提出一个与当前神经网络理论不同的研究途径。学界对 此反映不尽相同。CIick认为他的工作“用难懂的术语提出一 22卷6期 3l 万方数据 专论：脑科学与意识研究 些概念”。⋯⋯“他过分热衷于提出标语口号而四处张扬， ⋯⋯”旧。“。Dennet认为眦an的模型就是一种神经网 络，再入也就是一种反馈‘”‘。 人工智能创始人之一腼nsky认为，意识过程可以轻易地 在人工系统中再现，因此被认为是一个“极端的还原论者”。 他认为意识仅仅是一种短时记忆，而现在计算机则完全可以 做到这二点。但他又认为脑具有多重复杂性，而且是在现实 生活中发展起来的，他认为整个物理学可以用一页纸的公式 表达，而设计一个完善的活塞，却需要一本书。Pert黼的观 点从GoM不完备性定理出发(Gobel定理认为，在一个自洽 的公理系统中，一旦超出某个基本的复杂层次，就会产生出 这样的命题，它们在这一公理系统内既不能被证明，也不能 被否定。)说明可计算数学的局限性，而创造性、洞察力和审 美观点都是非算法可描述的。思维也不一定用语言描述。 分析性思维是在人的大脑左半球进行，而几何思维是在右半 球进行。觉知是人脑的物理行为的特征，但是这种行为不能 用计算机加以模拟。因此，觉知不可能用物理的，计算的或 者是其他任何一种科学语言加以解释的。从Mi璐ky和P∞． rose这二位著名科学家对意识问题所持的观点可以看出，当 前科学界对意识问题存在如此截然相反的观点。除了这些 知名人物从理论上进行争论以来，不少研究人员从具体工作 着手，进行实验或提出理论模型，进行扎实的探索。 70年代自然科学中非线性科学的兴起，非线性科学中的“混沌”(chaos)特性和“突现”(嘛—雠)特性，给人深刻印 象，所以也有人运用这些新概念来解释意识问题渤J。胁e． 啪n最早应用“混沌”概念研究脑的功能态，他在兔嗅球上的 工作表明，神经元在平时处于混沌态，当一种熟悉的气味吸 人后，这些神经元进入一种特殊的周期性的吸引子。当动物 学习一种新气味时，就在相空间中增加一个吸引子。脑的混 沌态给动物的学习能力增加极大可能性，给回忆一种已学习 气味提供了快速的途径。Fr∞man也是最早在动物脑中记录 7振荡的作者。№m肌的观点在当时十分新颖，引起学界的 普遍关注№h引。一些人工神经网络专家也对意识问题感兴 趣，他们往往提出一些具体的模型，如：Ne彻等人的全局 工作空间(ne、脚出balworlcspace)假设旧驯，Taylor提出下颞叶 是意识的中心，并提出一个“中心表象”(o肌t糟lq删撕∞． a1)的理论框架旧J。如何用定量方法描述意识问题，引起理 论工作者的兴趣。EdelI]啪及其合作者在science上撰文㈣J， 题为“意识和复杂性”，想从复杂性角度来定量描述，文中还 提出一套公式具体计算意识复杂性问题。意识问题也引起 美国非线性科学的主要基地(s卸taFeInstitme)中一些科学家 的兴趣。 四、结论 由于社会生产和实践的需要，人们对意识问题日益感兴 趣，又由于脑科学、计算机科学等的发展，使得意识问题的研 究的自然科学研究方法成为可能，加上一些诺贝尔奖得主和 著名学者的鼓动，意识问题成为当前国际学界多学科研究的 焦点，掀起一个研究的高潮。但是由于意识问题的复杂性， 目前离这一问题的真正解决尚待时日。 参考文献 ⋯Mq)hyG趴dKovachJK．“sto一浏ln讯dud‰t0M(，【l娜Psych·胡09y． NewY(非：H删rtBn黜Jov曲f耐ch，1nc，111irdEd．19r72．林方、：li 景和译．近代心理学历史导引，北京：商务印书馆出版，1980 [2Ⅲ0rnbergc，IjU舳H，Ij舶IBIBm1．|胁etnP：M涮珊ldm砒一 时：b&lys缸粕Kolo留，physicsandphil(州1hy：AnInhI，‘luc6帅．J． ‘rheor．B“．1994171：1—5 [3]1训orJGm词陆=elT姗w．1997spec瑚IssIJe：nⅧraln咖mkforc∞． 鲥ousness．Neu划№晰Drks19卯。】0：】173—73 [4]Pen魄R．’rheEn驴mr’sN州Mind．0娠】IdUIIiv．Pr姻1989．许明 贤、吴忠超译：皇帝的新脑，中国长沙：湖南科技出版社，1994 [5]Penr08eR．shaddws0ftlleMirId—ASemhfortheMi踯ingsci啪ce0f C0r18ci删甜e踊s．0)南ldUnjv．畸s．1994 [6]√uhamKda1．嘶nc即ala瑙：J8p帅e鸵jniti址ivetocreate0m掣utational m【)delsofbrain如ndions．Proc∞din铲0ftIle5tIlInt．cc—ir∞cemN即一 mlInRⅡmati∞Proce孵illg，ed．byU目iS∞d0恤ⅡiT，1998，C01．Ⅲ， pp．1183—85 【7]M幽啪otoC．1heBrain蛳dhiIn唧哪咐1ter，ibid：pp．1185—91 [8]汪云九，齐翔林：“了解脑，保护脑，创造脑”一日本科技发展的下 一个大战略目标，科技导报，1999，No．5，19—2l [9]It0M．neA铲0fB删inScience．1诫yo：B商n蹦encel嘣．19％ [10]威廉·卡尔文著，杨雄里、梁培基译：大脑如何思维．上海，上海科 技出版社，1996 [11]岛ckF．％eAsI(耵is}li“gH棚esis一’mesci绷晒c‰hfortlle S叫I．NewYoIl(：Ck一鹤Sc—ber’sSo惜199|4 [12]H哪昏蝴J．111el玉1d0fScitjnce．}hq盯collinsPublisIler．1997 孙雍君等译：科学的终结。呼和浩特市：远方出版社，199r7 [13]ArbibMA．111eH删d1)【斌矗Brain11l。0IyandN叫dNetworIcs．C咖一 l】刊辟：MrrP【essl995 [14]Guen￡herRG．Hum锄co鲥￡i。．1．upl】ers捌le掰Ⅵ芽，N州J衄吲：Sj— nlon＆Schu兢er，AViac啪C(_’p卸y．1998 【15]SI财IyRw．H咖isl)ha屯Decollllec=li叽粕dun；tyincE)nsci∞sAⅧ姑· nes8．Am．P8ychI】l晒I吼．1968．23：723—733 [16]鲁利啦[苏]著．汪青、邵郊、王跫泽．神经心理学原理．北京：科学 出版社。1983 [17JBlockN．How伽we6Ildtlleneu同c伽d丑te0fcon∞iou踟e鹎?11AIS l钙1619：456—459(1996) [培JChallT燃sDJ．WhatisaneIlralcordate0fc伽sci删sness? [19]嘶ckFandK0【：hc．To啪|dsan即pobiol晒cal山。ary0f哪lsci伽辩le祷． SelTlillarsinnleNeLlrosci∞ces，1990．2，263一刀5 [20]sin秽w．s”chHx讧斌im0fconidactivitya11ditsl：lutative、r0Jeinin- fon删iImI，删essingandle啪ing．A册ualIk耐ewt_lI-I)}伊．ol(孵．1993． 55：349一”4 [21Jsin舭w棚dGraycM．Vi棚alfeanJreintegration锄dtenqJ(m出a"Tela． ti‘mh)，lxnhesis．AnllualJ{刚ew0f『lel】m∽ience．199_5．18：555—586 [22]si『19erweta1．N伐l“asselT“ies．1kl埘si11(研itivescience1997．I： 252—261 32 世界科技研究与发展 万方数据 专论：脑科学与意识研究 [圳D刚AKetaJ．1’e哪x棚bindi“g，binocularlivalry蹦d“耵sci伽sness． Jn“‰ifmsn∞sandC(弹谢on” [24]眈kh啪1Ret{11．c‘-1ererIt(墩i|latio|ls：arnecllani鲫h胁urelinking 访￡he“stldc0眦x．Bio．Cyber．1998，60：】2】一】30 [25]V‘：111derMal舭rg．仆ecf玎州at；ont}leo珂ofb喇n矗】nction．(1981)R争 埘nted(1994)in1)orr瑚yE，v如HemfnenJ Lan(is(：}IultenK(ods)． Model80fN刚谢NetW0rks11，lq)95—119，嘲in：s|)^n鲈 [26]郭爱克．自涌动态神经元集群一脑的时空编码新概念，生物物理 学报，199r713：695—70l [27]曾晓东，汪云九，齐翔林．视皮层神经元活动的振荡和同步振荡 现象，生物化学与生物物理进展1995，22：30一35 [28]顾凡及，齐翔林，郭爱克，汪云九．日本脑科学的现状和战略发 展，生物物理学报，1994年15：13—18 【29]R08kiesAL．IntrodL】ction：1llebi砌Ilgl玳南l哪，N吼lr叩1999．24：7— 9 [30]wolfeJM蚍IcareKR．而ePsychophysical“den(：e细abinding pmbl∞jnhumMvision．NⅧrI】11．】1—17 [31]Re”oId8JH8ndDesin_10neR．1herUle0f删耐Illf对哪i哪0fan舶tion insolvingthebindi“gp10blem．ibid-19—29 [32】cmycM．Theten耳，0mloo订_eI“0nhypdtIl幅i80f访鲫aI钿加Ieinte伊a． 6∞．ibid．3l一47 [33]sing日w．N目“s”chrorly．ibid．49—65 [34]cIloseGM蚰dM跚n靶llJ．Spe甜ized阳衅蝴伽0Ilsinvi鲫a1c0懒． ibid79—85 、 [35]Riesmhulm蛐dPo翳io．Amconical|r州els瑚dlybⅢndbythe“bind— ingpn，bIm”?ibid．87—93 ‰]‰i啪nA．s眦砌lrn：鲥utj佣sto岫binding弘圳em：嘲ess 妇删曲00n缸uversyandconveEg肌ce．ibid．105一lIO [”]蕊ckF帅dKochc．Arewed眦球《neuTalc时jn的in一眦ry“sual t=0帜?Nalu他1995，375：121～123 【38]c—ckFal_ldKochC．mvalrya11dc帅sci叫蚰e辎．Nature，1996，379： 485—486 [39]I硼othdisNK&scheuJD．Neumrlalo鲫dateof蛐bjechve、，isIlalp盯一 ceptitm．ScieIlce．1989．245：76I一763 【40]I崩州dDA＆l—删hesisNK．Activitych矾gl搀ineady“驯alc(mex 枷ectInofllcey’8I婀ceInsduringbinf删larrivaJry．№￡l】re1994．379： 549—553 【41]sheinbeIgDL＆’I删鹅isNK．111emleofteITlI)oImc(玎dcaIm嘲in p既mptu日l唧肿iza￡ion．陬E．Natl．A。d．Sci．USA．1997．94：3408— 3413 [42]蹦鹤P，R0el触眦PR、．En耐AK，KmigP跚dsin咿w．synchroni— zi|li∞ofo∞m趾oryre8pon辩invi洲|lloorte)ccordat鹤witll1)e耽eIni册in interocl盯^v|Ilry．陬)c．Nad．Acad．Science．USA．1997．94：12699一 12704 [43】R0eH酗mPR；EngelAK，K幽1igPandsin8erw．Vi目0n10torinlegm一 石加isass(，(：iatedwithzem6n碓一lagsyncI玳mi豫tion绷0119c(Jnicalarea． NHtIlre19昕．385：157一J6l [44]Bl℃c111．M．si“妒wmjEngelAK．∞删ati(，llanal)’sisofc嘣ico— tec锄inter8ct油si11thecatvisualsysI脯1．J．I_，fN烈lH哩)hy幽do影．1998． 79：2394一互研 [45]H‘增∞J．c毡nScienccexplaincIHlscj(msness?sci．Am．1994，July，72 ～78 [46]alal腓rDJ．1hepude。fc(Iflsc；伽s唧七一en(：e．sci．Am．1蛆5．陂． 62—68 [47]Dene￡fDc．c(Ifl鲥ousllessE叫面n。d．B峭￡on：IjtfleBMmand嘶n阻， ny。】991． [48]EodesJc．1h面nan(ic(msci(1LIsExp谢enoe．N肼YtJ矗：SfJfi“学er— Verlag，1996 [49JEcclesJC．neHunmMystery．Imdon：R伽ded萨∞dK曙mP如1． 1984 【50J耐eln娜GM．NeI|raJDa州nism．N州York：B耐c＆小1987 [51]EdelmanGM．TheR舢即孵捌lkseflt：ABid晒[：aJ111eoryofcon— sci伽sness．Ne坩York：B鹕kI；00l(．1989 [52]Edd嘲nGM．蹦曲tAir，嘶曲tFire．NewY缺：B明icB00k，1992 [53]汪云九，崔嵩．神经达尔文主义：神经元群选择理论．科学．95． 47：7一lO [54]cdckF．N曲ralEdd唧mi鲫．．11Ns．1989．12：240一248 [55]c日l、，inwH．11leN商n船aDa刑in^姒ine．Nalu陀1987．300：33— 34 (56]＆dwHB．N∞r09cieme：anewera?Nahm1994。331：57l [卯]ArdemmPw．SIla如ws0fd∞bt。N咖m1994。372：288—289 [58]MinskyJ．‘nlesoidty0fMitld．N删Yo|I【：siⅡ啪andSchusIer1985 [59]H叩fieIdJJ蛐dTankDw．“酬”c唧_II谢i锄0fd“《0r18in0pd— lIIizaliollpToblelll．Bi01．c油m1985．52：14l—152 [60]H叩6eIdJJ．Pat断nreco卯itioncol叩ut“0nusing∞d∞potenti8IⅡm． ingforstinmlusrepTe8即诅tion．Nature1995．376：33—36 [61]ne∞mwJ．Tut耐a10nnⅧrobioIo盯：Fr∞si叫eⅧronst0bmin dlaos．Intel．J．0fBi如rcation∞dChaos19922：45l一铝2 [62]skardacA明dFbern帅wJ．H洲b耐nTrmkech肿sino_dertonlaI(e s∞8e0ftllewolld．BdlavioTmandBminsci即ce19盯．16：16l一195 [63]N舢J，B娜BJmldchosB．ANel】raId01)alwmk印咀cemodel细 omsciousa￡t即tion．N棚ralNe瞰Ⅱk1997lO：1185—1194 [64]FreemAnwJ．1h雠oentu—es0fcate90qem鹏instudi§oftIleneuraI Imis0fc∞sci0Il∞ess∞dinb∞tim出ty．N∞ralN曲^Ⅲk，19昕，10： 1175一“84 [65]’r对lorJG．Neuralne呐rlcforconsciousne8s．NeII试Ne嗽畦．1997． 10：1207一1226 [66]‰iG帅dE【|elnmnGM．c0Ilsci删slle黯稍d00呷1e】city．Sci帆ce 1998．282：1846一185l 附表l： 历届国际“意识”问题讨论会 19914年 “’rbwardaScier啪0f‰ioLlsness”——I T1Mson，Arizona，USA，April． 1钙16年 “T0们fdaScienoedCollsciousness”——Ⅱ Tucson，Ad砌la，UsA，．ApIil8—13 1997年 “砌1atDoesIm出itC呷litiveTeUUsabout临lsciousness” ASSCl(意识的科学研究协会一1)，Junel3一16 1998年 22卷6期 33 万方数据 专论：脑科学与意识研究 (1)“Tc州ardaSci明ceofC抽∞iou啷”——Ⅲ Tucson，“姗，USA，April27一脚12． (2)“№uIalCo玎越a临of(hlsciousne鹤” (脱)，June19—22 1999年 (1)“‰io峭Ilessandsdf’ (越酌C3)，J1L№4—7． (2)“To啪rdaScience0f‰iouslless”——Ⅳ Tokyo99May25—29． (3)“P撕nandConscioU舳e鹧”Se出H，A鹏tria Au删．28—30． 附表2： ． 几位诺贝尔奖获得者和二位著名科学家 关于意识问题的著作 crickFH(1962年诺贝尔奖获得者) “田蛇Ask柚shiIIgHyp甜哟is：11lescienti6cSeaIchfordle Soul”，NweY0rk，1994 中译本：汪云九，齐翔林，吴新年，曾晓东等译，“惊人的 假说”，湖南科技出版社，1998年。 Eccl鹅Jc(1963年诺贝尔奖获得者) 1．“BrainaIldC∞scio璐取peIienoe”，N绷York，Springer— Vedag，1996 2．“耵屺Und吣land酶of她Brain”，NewYc威，McGr洲一 HiUB00kCOIllp卸y，19r73． 3．PopperKRandJCEccles．“1kSelfandhsBrain”，New Yc威，Sprir学r，1997． 4．“rIheHIllllall脚c}le”，NewYo出，Springer，1980． 5，“7nleH1蛐anMystery”，‘I舢don，RoLItkdge&Keg卸Paul， 1984． 6．EoclesJcaIldCreut出ldt0．“1he蹦ncipleofD箦咖and 0peration0fdheBrain”，BeIiin，辆nger—vedag，1990． EdelmarIGM(19r72年诺贝尔奖获得者) “№啪lDa确正咖”，№wYo虫，B商cBOIDks1987． “7nleRen陀rnberedPr荡em：ABi山gical，11leoIyof触ious． ne鹞”，NewYo永，B鹊icB0lDks，1989． “BriP虹Air，Blil】j硼1tFiIe”，NewY西k，BasicBooks，1992． J0sephIBD(C跚l妯ghtU正v．1973年Nobel物理奖得主) Pen-DseR(著名数理科学家) “，Ille‰perDr’sNewMiIld”，0xfordUrIiv．Pr躐1989 中译本：许明贤，吴忠超译．“皇帝新脑”，湖南科技出版 社，1994年 “Shadowsof‰雅nd—A啷rchfortIle雎ss吨Science《 C【msciousn麟”，0：面耐U菇v．Pre豁，19914 Mi璐kyM(人工智能创始人之一) 7n忙S0ci晰0fM砌，№wYo^：Simon&SchuslIer，1985 NatIlreScienti猫cApproachestoCo粥cio吣mssProblem n．0fes∞rWANGYll川iu (【曲．ofⅥ双JalInfon豫ti衄Proo瞵Cen衙l；时Braill—Mindsci鲫∞， hlstitllteofBiolmys瓶，CKne∞A‘瓢lelnyofscienc姻，BeijiIlg100101) Aki删：刀曲访妒D咖mp雩pe糟口nd60如Dnc0瑚c面凇r自B豁呼lp，功就7i耐6，，，lmuresc面rm酷ore陀”施恍以讥琥蠡p(妒er．刀论 ，nq扣r口渤qPDi，咖D，loD，L粥幻潞，bBss口形s珊mn8d￡妒．&鹏mZ幻￡卸ics旷cDn∞幻獬r^B鼯cw他m矽口ref厶俐讥￡危括p(妒盯．Au一 ￡7幻r珊静惦珈m如厶￡打础幻甜配方00恺粥面獬麟／而m，l越H他靶ie，配e． (责任编辑：房俊民) 世界科技研究与发展 万方数据 研究意识问题的自然科学途径 作者： 汪云九， WANG Yunjiu 作者单位： 中国科学院生物物理所视觉信息加工开放实验室,中国科学院脑智科学研究中心,北京 ,100101 刊名： 世界科技研究与发展 英文刊名： WORLD SCI-TECH R & D 年，卷(期)： 2000,22(6) 被引用次数： 2次 参考文献(69条) 1.Taylor J G Neural network for consciousness 1997 2.Freeman WJ Three centuries of category errors in studies of the neural basis of consciousness and intentionality 1997 3.Newman J;Baars B J;Cho S B A Neural global workspace model for conscious attention 1997 4.Skarda C A;Freeman W J How brain make chaos in order to make sense of the world 1987 5.Freeman W J Tutorial on neurobiology:From single neurons to brain chaos[外文期刊] 1992 6.Tononi G;Edelman G M Consciousness and complexity[外文期刊] 1998 7.Chalmer D J The puzle of conscious experience 1995 8.Horgan J Can Science explaiu consciousness? 1994 9.Brecht.M;Singer W;Engel A K Correlation analysis of corticotectal interactions in the cat visual system[外文期刊] 1998 10.Roelfsema P R;Engel A K;Konig P;Singer W Visuomotor integration is associated with zero tine-lag synchronization among cortical area[外文期刊] 1997 11.Fries P;Roelfesma P R;Engel A K;Konig P,Singer W Synchronization of oscillatory response in visual cortex correlates with perception in interoclar rivalry[外文期刊] 1997(23) 12.Edelman G M Bright Air,Bright Fire 1992 13.Edelman G M The Rememered Present:A Biological Theory of Consciousness 1989 14.Edelman G M Neural Darwinism 1987 15.Eccles J C The Human Mystery 1984 16.Eccles J C Brain and Conscious Experience 1996 17.Denett D C Consciousness Explained 1991 18.顾凡及;齐翔林;郭爱克;汪云九 日本脑科学的现状和战略发展 1994 19.曾晓东;汪云九;齐翔林 视皮层神经元活动的振荡和同步振荡现象 1995 20.郭爱克 自涌动态神经元集群-脑的时空编码新概念 1997 21.Von der Malsberg The Correlation theory of brain function.(1981)Reprinted(1994) 22.Hopfield J J Pattern recognition computation using action potential timing for stimulus representation[外文期刊] 1995 23.Hopfield J J;Tank D W "Neural" computation of decisions in optimization problem 1985 24.Minsky J The Soioty of Mind 1985 25.Anderson P W Shadows of doubt[外文期刊] 1994 26.Barlow H B Neuroscience:a new era? 1994 27.Calvin W H The Nrain as a Darwin Machine[外文期刊] 1987 28.Crick F Neural Edelmanism 1989 29.汪云九;崔翯 神经达尔文主义:神经元群选择理论 1995 30.Eckhorn R Coherent oscillations:a mechanissm for feature linking in the visual cortex[外文期刊] 1998 31.Ghose G M;Maunsell J Specialized representations in visual cortex 32.Singer W Neural Synchrony 33.Gray C M The temporal correlation hypothesis of visual feature integration 34.Reynolds J H;Desimone R The role of neural mechanism of attention in solving the binding problem 35.Wolfe J M;Care K R The Psychophysical evidence for a binding problem in human vision 36.Roskies A L Introduction:The binding problem[外文期刊] 1999(1) 37.汪云九;齐翔林 "了解脑,保护脑,创造脑"-日本科技发展的下一个大战略目标[期刊论文]-科技导报 1999(05) 38.Matsumoto C The Brain and brainway computer 39.Aihara K Brain creators:Japanese initiative to create Computational models of brain functions 1998 40.Penrose R Shadows of the Mind-A Search for the Missing Science of Consciousnesss 1994 41.Sheinberg D L;Logothesis N K The role of temporal cortical areas in perceptual organization[外文 期刊] 1997 42.Leopold D A;Logothesis N K Activity changes in early visual cortex reflect monkey' s percepts during binocular rivalry[外文期刊] 1994 43.Logothetis N K;Schell J D Neuronal correlate of subjective visual perception[外文期刊] 1989 44.Crick F;Koch C Rivalry and Consciousness[外文期刊] 1996 45.Crick F;Koch C Are we aware of neural cretinity in primary visual cortex?[外文期刊] 1995 46.Treisman A Summam:Solutions to the binding problem:Progress through controversy and convergence 47.Rieseuhuber;Poggio Are cortical models really bound by the "binding problem" 48.Guenther R G Human Cognition 1998 49.Arbib M A The Handbook of Brain Theory and Neural Networks 1995 50.孙雍君 科学的终结 1997 51.Horgan J The End of Science 1997 52.Crick F The Astonishing Hypothesis-The Scientific Search for the Soul 1994 53.威廉·卡尔文;杨雄里;梁培基 大脑如何思维 1996 54.Ito M The Age of Braui