各位小伙伴，你们好啊。我是魏知超。今天这期节目，来跟大家解读神经科学大牛斯坦尼斯拉斯·迪昂的科普名作《脑与意识》。这本书详细讲解了意识的脑机制，也有不少从心理学角度理解意识的内容，干货巨多，我今天就不全面铺开了，而是集中火力跟大家重点介绍书里最精华的两个内容：1.意识的功能是什么？2.当意识产生的时候，大脑里到底发生了什么？
这两个问题，正好一个是心理学视角，一个是神经科学视角，而它们的答案，竟然都跟同一个关键词紧密地联系在一起。这个关键词就是——信息。我相信，听完今天的内容之后你应该会很强烈地感受到，意识的产生，与大脑对信息的处理密切相关。
在展开理解这两个问题之前，先简单介绍一下《脑与意识》这本书的作者。作者斯坦尼斯拉斯·迪昂（Stanislas Dehaene），是法国神经科学家，T0级别的学者，大神中的大神，2014年拿了有“神经科学界诺贝尔奖”之称的大脑奖（The Brain Prize）。迪昂的研究兴趣包括但不限于语言和数学能力背后的神经机制，学习和教育的脑机制，以及意识的神经科学，研究的广度和深度都非常惊人。比如，在这本《脑与意识》书里引用的各种开创性的研究，至少有一半以上居然都是迪昂自己的实验室做的，这太吓人了。他也是意识科学领域非常著名的“全脑神经工作空间”假说的提出者，我们后面会讲到。
那下面我们就进入到这本书里，先来看第一个问题：意识的功能是什么？意识的存在到底为我们的生存繁衍提供了什么帮助？
在书里，迪昂归纳出了意识的四大功能：压缩信息、保存信息、转化信息、分享信息。
意识第一大功能：压缩信息
先来说第一大功能，也是最最核心的功能，是——压缩信息。
要说清楚这个功能，我们得把意识和它的反面——无意识——放在一起做对比。我们知道，有很多心理活动，是我们感知不到，察觉不了，在不知不觉中就左右了行为的，这些就是无意识的心理活动。
那么，意识和无意识到底是怎样分工的呢？
说个比喻，你就明白了。
你可以把自己的大脑想象成一个正在面临严重的恐怖主义威胁的国家。这个国家的总统现在面临一个艰难的决定：要不要宣布国家进入反恐战争状态。
那总统是靠什么来做出这个决策？靠的是情报部门给他提供的反恐信息。
总统手下有一个非常庞大的情报局。里面有成千上万个特工各显神通，从不同渠道收集反恐情报。有的特工在前线当卧底，把自己在敌营内部刺探的情报写成报告，传递到情报局的数据库里。有的特工是IT专家，负责破译恐怖组织的电脑密码获取情报，他们也会把自己知道的信息提交到情报局的数据库里。还有的特工是审讯专家，负责审问那些被抓到的恐怖分子。同样地，他们也会一五一十地记录自己的发现，上传到情报局的数据库里。
这些战斗在第一线、兢兢业业地记录自己所见所闻的特工们，就是我们的无意识。大脑每时每刻都在无意识地收集、处理各种信息（有些是眼睛耳朵接收到的外部信息，有些是身体内部产生的感受，有些是头脑里隐隐出现的念头），就好像是这些特工们在各处执行任务，收集各种信息。
好了，现在总统先生打开了情报局的数据库，海量的信息朝他扑面而来，他怎么做决定？要知道，他看到的情报很可能是相互矛盾的——卧底说，恐怖袭击铁定要发动，这边都开始行动啦。审讯专家说，我们审讯的结果是，恐怖分子其实是虚张声势，做做样子而已。
那该怎么办？
总统的办法非常简单粗暴，他不是去一条一条地看情报，而是把所有情报汇总起来，看每种类型的情报出现的概率。只要支持恐怖袭击要发生的情报更多，在概率上压倒不支持恐怖袭击发生的情报，那总统就下令国家进入反恐战争状态；反之亦然。
如果从信息处理的角度来看，特工们收集到的信息组成了对现实世界各种可能性的概率描述，它非常客观，因为它保留了足够的细节，反映了各种情况发生的可能性。但问题是，它是不确定的。就好像量子力学里描述电子位置的波函数，它是一个概率云，不能确定地告诉你电子到底在哪里，只能告诉你电子出现在这个位置的概率是多少。
而总统干的是什么呢？总统就好像是量子力学里的那种宏观观测者，一旦有一个宏观观测者对微观世界进行观测，电子的波函数就坍缩了，宏观观测消除了不确定，让电子落在了唯一的一个确定的位置上！
总统，就是我们的意识。
总统是一个负责简化信息的人，他的任务要把包含各种细节但不确定的情报，转变成一个简单但是确定的、唯一的判断——恐怖袭击是会还是不会发生。既然他的行动只能是唯一的，要么下令进入战争状态要么不干，那么他就必须要把得到的信息简化成这样一个武断的、确定的判断，那才可以决定如何行动。
同样的，在任何时刻，我们的意识能体验到的，都是对客观世界的某一个唯一的、确定的解释：要么看到一朵花，要么没看到。
无意识是概率性的，但意识是全或无的。意识是不确定性的消除者，它消除了歧义。用刚才提到的量子力学来打比方就是，意识让无意识的“波函数”坍缩了！不过我们这不是“遇事不决，量子力学”，这只是一个比喻，不要联想，不要联想。
刚才说的这些，是得到实验数据的验证的。科学家是这么去验证的，我说个大概的逻辑，比如说，研究者把一个向左运动和向右运动的图案重叠在一起，当然，图案是经过特殊设计的，人们看这个叠加的图案时，要么是看见向左动，要么是向右动。然后研究者去调整两种图片的比率，比如说70张向左动的和30张向右动的叠加在一起，给参加实验的受试者看很多次，问他看到的是向左还是向右。
结果发现，受试者正好有70%的机会看到向左，30%的机会看到向右。受试者意识到的运动方向跟研究者设置的两个方向的图片的比率是完全吻合的，都是7:3。可见，意识的工作，的确就是把一种概率分布的信息简化成确定的、唯一的判断。
如果你看过我上一期讲《盲视》那部科幻小说的视频，是不是想到了什么？上一期给大家展示过的这张旋转舞女图，其实就是顺时针、逆时针旋转两种可能性正好50%的情况。所以，假设如果你没有对顺时针或者逆时针旋转有天然偏好的话，那么你看这张图100次，差不多就会有50次看到顺时针、50次看到逆时针。
在上期聊的《盲视》这本科幻小说里，作者认为人之所以只能看见旋转舞女图的其中一种可能性，要么顺时针，要么逆时针，是因为人类大脑处理信息能力不足，但刚才说的这些却让我们有另外一种认识，那就是——意识的出现有时候可能不是能力够不够的问题，而是一种必须。信息必须简化成唯一确定的可能性，才能与唯一确定的行动相对应。真正限制我们的，也许不是处理信息的能力，而是我们的行动必须是有取舍的，没法“全都要”。
所以，意识可能并不是像那本小说里说的那样，是思维里的一个bug，反而是一个feature。在意识的另外三个功能里，我们会继续体会到这一点。
意识第二大功能：保存信息
那接下来我们就来看意识的第二大功能——保存信息。
意识之所以要简化信息，除了刚才说的这个理由——要跟唯一确定的行动相对应——之外，其实还有第二个理由，那就是：只有信息足够精简，才可以在大脑里持续激活、保存一段时间。研究证明，无意识里记录的信息保存时间是非常短的：在屏幕上快速闪过一个词，比如说“喝”，那么哪怕你完全意识不到看到过这个字，但接下来那一小会儿，你对“水”、“酒”、“奶茶”这几个跟“喝”有关的词反应速度也会变快，这是无意识产生的影响，但是这种影响只能持续大约不到一秒时间。一秒钟之后，无意识留在脑海里的印象就几乎彻底消散了。但是一旦信息被意识到，它们就能在脑中保存相当长的一段时间。这就是意识的第二大功能了：意识通过长时间保存信息，来建立持久的想法。
迪昂在书里说：“将当下那一刻的经历浓缩并延长它在脑中保留的时间，是我们意识思维的特征。”
其实，我们不但可以让当前的经历在脑海中延续，也可以通过回忆，把过去的经历和知识提取到意识里，也会把未来想要完成的目标提取到意识里，把这些信息汇总到一起分析，然后做决策。也就是说，意识会把我们的思维从“当下”、从此时此地解放了出来，让我们的思维能在时间轴上自由驰骋，回忆过去，预测未来。
同样，意识的这个功能也得到了实证数据的支持。科学家反复观察到，只要在一个任务里，必须要把信息保存一小段时间才有可能顺利完成任务，那么在这种情况下，意识就必然会出现。
保存信息，这是意识的第二大功能。
意识第三大功能：转化信息
下面我们来说意识的第三大功能——转化信息。
一旦信息进入意识，不会随着时间衰减，那么大脑就可以对它进行一系列的转化。
比如，你现在试试暂停这个视频，心算一下12乘以13。算好了吗？你是不是感觉到了，这其中的计算步骤，一个接着一个，在你的脑子里不停转流转？我们能够清楚地意识到我们做乘法时采取的一系列策略。比如12的平方等于144，然后再加上一个12。
而这样的操作，是意识的特权。无意识是算不出12*13是多少的，除非你之前背过答案，能直接提取记忆。只要涉及到基于一个什么规则对信息进行分几个步骤的计算，无意识就完全无能为力。
从信息的角度来看，意识可以对一开始接收到的信息进行分步骤的转化，最后输出一个面目全非的新东西。这就是意识转化信息的功能。
这就是意识的第三个功能——转化信息。
意识第四大功能：分享信息
最后是意识的第四大功能——分享信息。对于人类来说，意识里记录的那些信息不只在每个人自己的头脑里传播。由于语言的存在，意识是可以在不同的大脑之间传递的。作者迪昂说，在人类进化的过程里，分享信息可能是意识最核心的功能之一。
当然，意识的丰富程度其实远远超出语言的承载能力，我们知觉到的东西远远超过了我们所能描述的范围。有多少人苦于没有办法准确地表达自己的感受，是吧？但这可能正是意识之所以要简化信息的第三个理由：简化的信息才有利于用语言来表达，才更有利于与他人分享嘛。所以，与人分享信息，很可能是是意识压缩信息的一个强大的推动力。
所以啊，看来人的意识如此发达，还跟我们是一种社会性动物密切相关。我们发达的意识，可能是在一代一代的祖先们拉家常、聊八卦、交流打猎技术的过程里逐步演化出来的。
全脑启动
好，刚才这些，就是《脑与意识》这本书里归纳出来的意识的四大功能：压缩信息、保存信息、转化信息、分享信息。意识的每一个核心功能都涉及对信息的加工处理。按我的理解，意识也是这些信息处理过程的必要条件，只要大脑里涉及到对信息进行这些处理，那意识就必定会出现。所以上期节目聊的《盲视》那本书小说里那种靠无意识就搞定一切的外星人，大概率是不存在的。
那刚才这些，是从心理学的视角来理解意识，下面我们进入神经科学视角，来看看当意识产生的时候，大脑里到底发生了什么？
在《脑与意识》这本书里，迪昂汇总了各路研究成果，发现意识出现时大脑里会有四个非常显著的标志。前三个特别专业，不展开了，我们重点关注一下最关键的第四个标志就可以了。
这是意识与无意识的脑活动最标志性的区别，那就是：无意识的脑活动仅仅局限在非常狭窄的一个局部的大脑回路里，而有意识的脑活动会引起“全脑启动”，引发一个几乎跨越整个大脑皮质的巨大的同步电信号。就好像无意识只是村子里一户人家在放烟花，而意识出现时就像是年三十晚上敲响零点钟声时，整个村子都在放烟花，而且放的还是同款。
包括迪昂在内的神经科学家不止在一个实验里观察到，当意识出现的时候，首先会在大脑的双侧前额叶和顶叶这几个脑区观察到非常强烈的放电活动，这个高频震荡的脑波大约会在刺激出现后大约300毫秒出现，也就是做神经科学研究的人都非常熟悉的P3波。如果无意识在这些脑区引起的脑活动像是一些雪花飘落在山上，那意识引发的P3波简直就像是雪崩，无意识和意识激发的脑活动不是49和51的区别，而是1和10000这种区别。这首先就是一个很明显得到区别，但更关键的是，意识引发的脑活动不但强烈，而且会扩展到几乎整个大脑皮层，引发一个全脑同步的振荡。
一个小区域里的脑活动之所以有能力迅速传播到全脑，是因为神经细胞，也就是神经元，很像章鱼，触手特别长，这个触手就是神经元的轴突，有的居然能有几米长。在大脑里，这种拥有长轴突的神经元尤其是大量集中在前额叶皮质这个区域。它们能把轴突伸向大脑的任何角落，甚至有些轴突会相互纠缠在一起，形成肉眼都能勉强看到的纤维束。靠着这个由神经元的长轴突相互连接起来的网络，局部的神经活动就可以非常迅速影响到远处的其他脑区。
那为什么大脑要产生这种全脑同步的神经振荡呢？迪昂说，或许是因为全脑同步能促进信息的传递。
迪昂说：“在脑皮质广阔的神经元森林中，数以百万计的细胞随机放电，很容易就会丢失一小丛激活的神经元。但是如果它们一齐发声，那么它们的声音就更有可能被听到并传播下去。兴奋的神经元往往会集体协同放电，以便传送重要的信息。本质上，同步为相距遥远的神经元之间的（信息）交流打开了一条渠道。”
你看，信息，又是信息！意识产生时最标志性的特征，全脑同步振荡，是为了高效传递信息。
“全脑神经工作空间”假说
基于这些发现，迪昂进一步提出了意识科学领域非常著名的“全脑神经工作空间”假说。这个假说核心其实很简单，就一句话，它说：意识是什么呢？意识就是全脑信息的共享。
解释一下。
我们的大脑其实是由很多的功能模块组成的，不同的模块处理不同的问题，比如听觉处理、视觉处理，比如语言、记忆、情感处理等等。就很像是电脑里的程序，PS负责画图，word处理文档，ppt做简报。在处理专门问题时，它们是各自为政，老死不相往来的。但如果这时候我们有了一个目标，需要调用很多个软件的能力，比如我们要做一个人物介绍的报告，得p图，得写文案，还得把它们都做到ppt里，那我们就需要在这几个软件之间共享一些信息。那我们就会把人物的图片，把一部分文案复制到剪贴板里，供所有软件一起使用。
意识，就相当于是电脑里的这块“剪贴板”。
意识是大脑创造的一个工作空间，这就是“全脑神经工作空间”这个词里“工作空间”的意思。这个工作空间连通了大脑里各种处理专门问题的模块，那些需要被各个模块共享的信息被放在这工作空间里。并且根据需要，这些信息会被派送到大脑不同的功能模块里进行处理。
比如说，我现在准备购买一辆新车，这个决策过程就涉及了大脑中多个模块的协同工作。
视觉处理模块分析车辆的外观设计；听觉处理模块可能会参与评估引擎的声音、音响系统的质量。同时，记忆模块提供以往的驾驶经验和对不同车型的了解，情感处理模块影响对车辆的主观喜好。
在这个决策过程里，所有这些信息和处理结果都被汇集到大脑的“全脑神经工作空间”，互通有无，感官信息可能左右喜好，记忆里的信息可能影响现场评估，只有这样，我才可以综合考虑各种因素，做出最终决策。这就是“全脑神经工作空间”假说所描述的，意识作为一个整合和协调不同信息的平台，在决策过程中发挥了一个枢纽性的作用。
好，那到这里。《脑与意识》这本书里最精华的两个内容——意识的功能和意识的神经活动标志——就讲完了。大脑压缩信息、保存信息、转化信息、分享信息都必须依赖意识。而当意识出现时，大脑会出现一个跨区域的同步振荡，这种同步或许跟大脑不同模块共享信息有关。《脑与意识》这本书在科学上非常硬核，里面有很多如何得出上面这些结论的实验研究，设计得非常精妙。书里还有一些很有发人深省的应用研究，比如如何用这些关于意识脑机制的发现去探索植物人是不是有意识。，时间关系，这些都略过不提了。如果有兴趣，大家可以找书来读。
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