意识科学初步：David Chalmers的简单问题与困难问题

这是第一篇关于意识科学的内容。主要谈一下阅读大卫查莫斯的几篇论文的一些观点和思考。

论文作者简介（摘自wiki）：

David John Chalmers (born 20 April 1966) is an Australian philosopher and cognitive scientist specializing in the areas of philosophy of mind and philosophy of language. He is Professor of Philosophy and Director of the Centre for Consciousness at the Australian National University. He is also a University Professor, Professor of Philosophy and Neural Science, and a Director of the Center for Mind, Brain and Consciousness (along with Ned Block) at New York University. In 2013, he was elected a Fellow of the American Academy of Arts & Sciences.

个人主页：http://consc.net/

意识作为一个和人类生存息息相关的问题古已有之，但是一直只是哲学讨论的对象。而近代以来，随着神经科学和脑科学，包括心理学和认知科学等领域的发展，人们开始逐渐将意识的机理的研究纳入到科学的范畴之中来。但是，Chalmers认为，现在的认知科学与神经科学所研究的问题，和我们真正关心的意识问题其实并没有太大的联系。Chalmers在这些文章中的的主要任务是，先为意识科学的研究者们划清研究的界限，即哪些问题是意识科学本身应该重点关注的，而哪些研究对于最根本的意识问题没有太大助益。下面简单介绍一下Chalmers的一些基本论点。

他的第一个论点就是区分困难问题和简单问题。

简单问题（the easy problem）

比如，我们的人类主体是如何判别感官刺激并且对此做出反应？我们的大脑是如何整合信息，并且控制行为的？主体是如何通过语言表达它的内在状态的？

这些问题在chalmers看来，属于简单问题。这里的简单是相对的，只是为了和真正困难的意识问题区分开。这些问题的共同点在于，它们关心的是mechanism of cognitive system，也就是认知系统的机制，或者简单来说，就是机械性的那些原理。

困难问题（the hard problem）

而困难问题则不一样。困难问题说的是：为什么我们的大脑的反应的这些物理的过程，也就是前面说的那些种过程，总会产生或者说伴随着一个意识主体的意识体验（conscious experience，subjective experience，在后面一般直接就写成experience了）。这是我们最关心的意识问题中的重点，而 chalmers认为现在的人做的工作还没有真正触及这个问题。

也就是说，我们更关注体验这种主观的意识现象，而不是认知机制等等。chalmers认为，简单问题通过神经生物学，脑科学，心理学等等这些学科的发展总能够得到解决，也就是研究方式是正确的，最终结果只是时间问题。而困难问题则不一样，人们还没有进入这个领域，因此也没有一个统一的理论框架，或者研究范式。chalmers的目的就是为困难问题设定一个可能的理论框架。

为了说明困难问题，我们可以举几个栗子：

玛丽黑白屋问题（isolated neuroscientist in a black-and-white room）

这个问题是由澳大利亚的哲学家 Frank Jackson 提出来的，实际上是一个思想实验。imagine 在23世纪又一个神经科学家Mary， 玛丽是世界上一流的脑科学专家，她非常了解大脑对于颜色视觉的处理机制。但是，玛丽一生都生活在一个黑白屋里，在这里她从来没有看到过任何除了黑白以外的颜色。那么我们可以说，玛丽知道很多关于颜色视觉的知识，比方说，我们的视觉系统如何接收刺激，如何传递信息，整合信息，大脑如何处理，如何做出反应，以及不同颜色在频谱中各自占据哪些范围等等。但是我们说，玛丽的知识中仍然有一个重要的缺陷，也就是，她不知道什么是红色的体验（experience of red）。她可以说，红色是多少纳米的波长范围，红色被视觉系统中的视锥细胞的哪些物理过程所捕获，然后通过哪些神经传到大脑进行处理，最终让我们判断它是红色，等等。但是她没有对于红色的体验。打个比方，这一点就像我们现在的正常人对于红外光的感受，我们知道它是怎么一回事，但是我们仍然无法体验到红外光，或者另一个例子，我们可以讨论高维空间为何物，里面的距离如何计算，里面的几何体有什么性质，物理现象遵从什么规律，等等。但是我们无法想象出高维空间，就像这个没见过红色的神经科学家没法体验到红色一样。

这个思想实验其实就是将困难问题和简单问题剥离开，玛丽缺少的那部分知识，就是我们需要在困难问题中解决的。

解释鸿沟（explanatory gap）

这个概念由Joseph Levine提出。 指的是物理过程和意识之间的巨大差异。简言之，chalmers认为，现有的物理的理论无法解释的一个重要的意识问题是：为什么物理过程必须要伴随着意识？

这个问题是很重要的，因为我们知道，如果一个人，按照生物物理学的或者生物化学的机械形式，是可以完全完成从【接受刺激-进行处理-做出反应】这个过程的，这样看起来意识似乎是可有可无的。因为一个automaton，机器人，或者称为自动机，就可以完成很多人所能完成的内容。那么为何这样的过程还有给主体投射一个体验或者说印象呢？

物理的方式其实更多的是机械论的方式，是将过程解释成具体的process，但是意识是不能被这样解释出来的，这就是物理理论对于意识的解释鸿沟。

也就是说，如果意识科学要是可能的话，那么必有又一种新的理论来解决。

Dancing Qualia in a Synthetic Brain

systems with the same organization will embody the same information。

上面这个是一个假设，这个假设可以通过一个思想实验来证明，也就是所谓的dancing qualia。 qualia指的是感受质。这个思想实验如图所示：

对上面的解释简单介绍一下。作者是如何证明相同的结构的系统会有相同的意识体验呢？这里作者采用反证法（归谬法），先假设如果不成立，也就是说，相同结构的不同系统具有不同的意识体验。那么，我们设想一个硅基系统，里面的芯片都是按照大脑中神经元的组织结构和功能做成的，那么，我们将大脑中的某个区域的神经元换成硅基系统中的一些同等结构的芯片，也就是说，比如我们用芯片替代了我们的视觉皮层（visual cortex），那么我们仍然能够视觉，但是，按照假设，我们的原先的体验和改变后的意识体验应当是不同的，比如对于红色，本来我们的体验是红色，现在变成了紫色的体验。那么，如果我们有一个开关，这个开关可以控制我们用芯片的大脑还是原本的大脑，那么，由于我们的意识体验不同，那么我们的qualia就会dancing between两种不同的意识体验。然而，又因为我们的脑组织结构没有改变，那么我们的判断是不变的，也就是说，即使两种颜色在眼前dancing，我们仍然会认为无事发生，没有任何改变。这个是不合理的。这也就说明我们的假设不合理，通过反证法得到结论。

可能这个说明还是不够具体，我们进一步来说明。假设我很喜欢红色，那么当开关在两种意识体验（红色和紫色）之间来回交替的时候，我仍然会对别人说，这个就是我喜欢的颜色，并且是没有变化的。但是我们假设了意识体验是不同的，但是我们却对它产生了同样的领悟和理解，以及处理方式，那么这种现象就不合理。或者说，抛开归谬法，我们想象，如果这个东西对我们来说意味着完全一样的东西，那么他们对我们来说，没有理由不认为它门对我们有着相同的意识体验。这个思想实验的关键在于，把【相同还是不同】这个比较难解的问题转化成了【变化还是不变】这样一个更加直观和易于判别的问题，并从中得出结论。

这是我们介绍的两个思想实验。以及一些概念。最重要的是困难问题的理解。在之后我们再整理chalmers的其他文章，他在有些文章里对现有的意识研究的模型和路线提出了一些质疑，并表示他们都是在解决简单问题。并且给出了如果要解决困难问题的话，需要遵循的一些原则。

参考文献：

Chalmers D J . The puzzle of conscious experience.[J]. Scientific American, 1995, 273(6):80.