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因此，我们需要使用更鲜明的术语来表述我们的想法，科学的信念就是，我们的精神（大脑的行为）可以通过神经细胞（和其他细胞）及其相关分子的行为加以解释。①对大多数人而言，这实在是一个惊人的概念，很难使人相信，我们自己仅是一群神经细胞的精细行为，即便这种细胞是大量的，它们的相互作用是极其复杂的，读者不妨想像一下这一观点。（“无论他说些什么，梅布尔，我知道我正在某处看世界。”）
为什么惊人的假说如此令人吃惊呢？我认为主要有三个原因，首先是许多人还不愿意接受被称作“还原论”的研究方法，即复杂系统可以通过它各个部分的行为及其相互作用加以解释。对于一个具有多种活动层次的系统，这一还原过程将不止一次地加以重复。也就是说，某一特定部分的行为可能需要用它的各个组成部分及其相互作用的特性加以解释。例如，为了理解大脑，我们需要知道神经细胞的各种相互作用，而且每个细胞的行为又需要用组成它的离于和分子的行为来解释。
这种过程在哪里终止呢？幸运的是，存在一个自然的中断点。这发生在（化学）原子的水平。每个原子有一个携带正电荷的重原子核，它被一个有组织的电子云所包围。这些电子既轻又灵活，而且携带负电荷。每个原子的化学性质几乎完全由核电荷确定。核的其他性质，如质量数及偶极矩、四极矩强度等次级电学性质，在大多数情况下，对它的化学性质影响很小。
大体上说来，原子核的质量数和电荷数不会发生变化，至少在生命赖以生存的温度和环境中如此。在此情况下，原子核的亚结构知识对研究化学是不必要的。原子核由各种质子和中子组成与质子和中子由夸克组成没有区别。为了解释大多数化学事实，所有的化学家都需要知道原子的核电菏数，为此，我们需要懂得一种料想不到的力学类型——量子力学，它控制微小粒子特别是电子的行为。实际上，由于计算很快就变得极端复杂，因此，人们主要是应用各种粗略的“拇指规则”（rules…of…thumb），以便用量子力学术语进行合理的解释。在这一水平以下，我们无需去冒险。（1）
至今仍有许多人企图说明还原论是行不通的。他们通常光是采用相当正式的定义形式，进而说明这种类型的还原论是不真实的。他们忽略的一点是，还原论并非是用一组低层次上的、固定的思想去解释另一组高层次的、固定的思想。它并不是一种一成不变的过程，而是一个动态的相互作用过程。它随着知识的发展，不断修改两个层次已有的观念。“还原论”毕竟是推动物理学、化学和分子生物学发展的主要理论方法。它在很大程度上推动了现代科学的蓬勃发展。除非遇到强有力的实验证据，需要我们改变态度，否则，继续运用还原论就是唯一合理的方法。反对还原论的泛泛的哲学争论是我们不希望看到的。
另外一个有些人喜欢的哲学论点是“还原论”中包含了“分类错误”，例如：本世纪20年代他们说，把基因视为一种分子（现在我们应该说是配对分子中的一部分）是一种分类上的错误，基因是一回事，分子则是另外一回事，现在看来，这种反对意见是十分空洞的。②分类对于我们来说并非是绝对的，只是人们的一种规定而已。历史告诉我们，某种听起来很合理的分类，有时也可能是错误的和会使人发生误解的，回想一下古代和中世纪医学上有关人体四种体液的分类（血液、粘液、黄胆汁和黑胆汁），我们就清楚了。
惊人的假说使人感到奇怪的另一个原因，是意识的本质。比如说，我们有一幅外部世界的生动的内部图画：，如果把它仅仅看成是神经元行为的另外一种描述方式，这看来也是一种分类错误。但是我们已经看到，这种论点并不总是可信的。
哲学家特别关心可感受特性问题，如怎样解释红的程度和痛的程度。这是一个非常棘手的问题，它来自这样一个事实：不管我们自己感受到的红色多么鲜明，都无法与其他人进行准确的交流，至少在通常情况下是这样。倘若你不能以确定的方式描述一个物体的特性，那么当你使用还原论的术语解释这些特性时，就可能遇到某些困难。当然这并不是说，在适当的时候无法向你解释清你看红色时的神经相关物。换句话说，我们有可能说，只有你头脑中一走的神经元和（或）分子以确定的方式活动时，你才能感受到红色。这也许说明了，为什么你能体验到鲜明的颜色感觉。为何某种神经行为必定使你看到红色，而另一种使你看到蓝色，而不是相反的情况。
即使得出结论说，我们不能解释红色的程度（因为你无法将你的红色感觉准确地告诉我），这也并不意味着，你我看到的红色是不同的。如果我们知道，你我大脑中的红色神经相关物严格相同，我们就可以作出科学推论，你我在观看红色时具有同样的感受。问题在于“严格”一词。我们能有的精确程度，取决于我们对该过程的详尽知识。如果红色的神经相关物主要依赖于我过去的经历，而你我的经历义大不相同，那么我们就不能推断出你我看到的红色完全相同。
因此，可能有人做出结论，要想了解各种不同形式的意识（consciousness），我们首先就需要知道它们的神经相关物。
惊人的假说让人感到奇怪的第三个原因，是我们无法否认意志（Will）是自由的这种感觉。两个相应的问题立刻就会产生：我们能够发现表现为自由意志的事件的神经相关物吗、我们的意志并不仅仅表现为自由的吗？我相信，只要我们首先解决了意识问题（problem of awareness or consciousness），①再解释自由意志就会比较容易了。（该问题将在附录中用较长篇幅加以讨论。）
这一超常的神经机器（machine）是怎样产生的呢？要理解大脑，非常重要的一点就是要懂得，大脑是在长期的进化过程中自然选择的最终产物，大脑并非由工程师设计的，但它却能在狭小的空间内靠消耗微不足道的能量来完成十分巧妙的工作。由双亲遗传给我们的基因经历了千百万年的进化，它受到我们远古祖先生活经历的深刻影响。这些基因以及在出生前由其引导的发育过程决定了大脑各部位的基本结构。我们已经知道，出生时的大脑并非自纸一张，而是一个复杂的结构，它的很多部分已经各就各位。经验将会不断调节这一大体确定的装置，直到它能完成精细的工作。
进化并非是一个彻底的设计者。确实，正如法国分子生物学家雅克布（Franccois Jacob）所说：“进化是一个修补匠。”它主要通过一系列较小的步骤，根据从前已有的结构去构造。进化又是机会主义的。只要某一新装置可以工作，即使工作方式很奇特，进化也会采用它。这就意味着，最有可能被进化选上的，是那些较容易地叠加到已有结构上的改变和改进。它的最终设计不会很彻底，而是一群相互作用的小配件的零散累加。令人奇怪的是，这种系统比直接针对某项任务设计的机器往往工作得更好。
成熟的大脑是自然和培育的共同产物。从语言方面就很容易认识到这一点。只有人类才具备流利地使用复杂语言的能力，而与我们有着最近亲缘关系的类人猿，即使经过长期的训练，它的语言也是很贫乏的。而且我们学得的实际语言也在很大程度上依赖 于我们成长的环境和生活方式。
还需要说明两个更具哲学意味的观点。首先，大脑的许多行为是“突现”的，即这种行为并不存在于像一个个神经元那样的各个部分之中。仅仅每个神经元的活动是说明不了什么问题的。只有很多神经元的复杂相互作用才能完成如此神奇的工作。
突现（emergent）一词具有双重含义，首先它具有神秘的色彩。这就意味着，突现行为无论如何（哪怕在原理上）也不能理解为各个分离部分的组合行为，我发现很难说明这种想法指的是什么。突现的科学含义（或者说至少我是这样使用的）是指如下假设，即使整体行为不等同于每一部分的简单叠加，但这种行为至少在原理上可以根据每一部分的本性和行为外加这些部分之间如何相互作用的知识去理解。
一个简单的例子就是基础化学中的有机化合物，比如苯，苯分子由对称地排列在一个环上的六个碳原子和环的外侧与每个碳原子相连的氢原子组成。除了质量之外，苯分子的其他特性并非都是十二个原子的简单叠加。然而，只要了解各部分的相互作用机制，其化学反应和光谱吸收等特性都可以计算出来。当然，这需要量子力学告诉我们如何去做。奇怪的是，并没有人会从“苯分子大于其各部分的总和”的说法中获得神秘的满足感。然而却有很多人津津乐道于用这样的方式谈论大脑。大脑如此复杂而又因人而异，因此，我们也许永远得不到某个特定大脑如何工作的详细知识。但我们至少有希望了解，大脑如何通过很多部分的相互作用产生复杂的感觉和行为的普遍原理。
当然，也许还有某些重要的过程尚未发现。但我怀疑，即使我们已经知道大脑某个部分的确切行为，在某些情况下，我们也无法立刻了解对它的解释。因为其中可能包含了许多尚未阐明的新的概念和想法。但是我们并不像某些悲观主义者那样，认为我们的大脑生来就不能理解这些想法。如果这些困难确实存在，当我遇到它们时，我宁愿正视它们。我们具有高度进化和发达的大脑，它使我们能够顺利地处理与日常生活紧密关联的很多概念，无论如何，受过训练的大脑能够把握许多超越我们日常经验的现象，比如相对论和量子力学，这些思想是违反直觉的，但长期的实践能使受过训练的大脑正确地理解和熟练地处理这些现象。有关我们大脑的想法很可能具有同样的基本特点。初看起来它们似乎很陌生，但经过实践我们也许能满怀信心地操纵它们。
无论是大脑的各个组成部分，还是它们之间的相互作用，都没有明显的理由说明，我们无法获得这些知识。只是由于所涉及过程的极端复杂性和多样性，我们的进展才如此缓慢。
第二个需要澄清的哲学难题涉及外部世界的真实性。我们大脑的进化结果主要适宜处理我们自身以及与周围世界的相互作用。但这一世界是真实的吗？这是一个由来已久的哲学问题，在这里，我们不想被卷人由此引发的喋喋不休的争论之中。我只想陈述一下我自己的研究假设：确实存在一个外部世界，它大体上不依赖于我们对它的观察。我们也许永远不能全面了解这个外部世界，但我们能够通过我们的感觉和大脑的操作获得外部世界某些方面的近似信息。如我们将在下文中看到的那样，我们不可能意识到我们头脑中所发生的一切，我们只能意识到大脑活动的某些方面。此外，无论是对外部世界本质的解释还是对我们自身内省的解释，这些过程都可能出现错误，我们可能以为，我们知道自己某项活动的动机，但至少在某些情况下很容易说明，我们实际上是在欺骗自己。
①当我的妻子奥黛尔（Odile）还是一个小姑娘时，一位年长的爱尔兰女子给她上宗教教义课。该老师常把“being”（生物）念成“be…in”。奥黛尔把它听成了“bean”（蚕豆）。她对灵魂是脱离躯体的活蚕豆（living bean）的想法着实感到迷惑不解。但她只是把困惑埋在心头，并没有和别人讲。
②“神经元”（neunron）是神经细胞（nerve cell）的科学术语。
①这个想法并不新奇，在霍勒斯。巴洛（Horace Barlow）的著名论文中就有特别明确的表述。
（1）主要的例外是放射性：一个原子变为另一个原子的罕见情况，这在星星、原子反应 堆、原子弹、辐射矿的原子（这很少被注意）以及在实验室特殊设计的实验中会发生。辐射可以产生DNA（遗传物质）突变，因而不能完全忽略，但它不大可能是我们大脑行为的重要的基本过程。
②加拿大哲学家保罗和帕待丽夏·丘奇兰德（Paul and Patricia Churchland；现在加利福尼亚州大学圣迭戈分校）已经非常圆满地回答了那些反对还原论的观点。参见有关参考文献和阅读材料。
①我有时交替使用Awareness和Consciousness两个术语。对于Consciousness的某些特 殊方面，我更倾向了使用Awareness（如Visual Awaren