1、2020/7/13，1，神經(jīng)信息學(xué)，中國科學(xué)院計(jì)算，石中智，2，2020/7/13，2，意識(shí)的起源和本質(zhì)是最重要的科學(xué)問題之一。在智能科學(xué)中，意識(shí)具有特殊的挑戰(zhàn)意義。存在如何決定意識(shí)，客觀世界如何反映在主觀世界中，這不僅是哲學(xué)研究的主題，也是當(dāng)代自然科學(xué)研究的重要課題。意識(shí)涉及感知、注意、記憶、表征、思維和語言等高級(jí)認(rèn)知過程，其核心是意識(shí)。近年來，由于認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，特別是新的無創(chuàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的出現(xiàn)，意識(shí)的研究再次被提上日程，并成為許多學(xué)科的熱點(diǎn)。在21世紀(jì)，意識(shí)將是智能科學(xué)試圖克服的堡壘之一。2020/7/13，3，意識(shí)理論，根據(jù)當(dāng)代著名思想家丹尼特的說法，“人類意識(shí)可能是

2、最后一個(gè)謎。就意識(shí)而言，到目前為止，我們已經(jīng)墜入了五英里的云霧之中。如今，意識(shí)是唯一一個(gè)常常讓最聰明的思想家張口結(jié)舌、困惑不解的話題?！痹谌祟惤⒌谋姸喔拍詈头懂狊w系中，意識(shí)是最令人困惑的概念之一。在威廉卡爾文的大腦如何思考一書中，列出了對意識(shí)的八種不同理解；在弗朗西斯克里克的驚人假說靈魂的科學(xué)探索中，還介紹了基于“黑箱”方法的意識(shí)的三種定義。國內(nèi)心理學(xué)界和哲學(xué)界也有一場關(guān)于意識(shí)的激烈爭論?？v觀多年來國內(nèi)外關(guān)于意識(shí)的討論，仍然存在許多不同的觀點(diǎn)，對意識(shí)的本質(zhì)或定義也沒有一致的認(rèn)識(shí)。2020/7/13，4，意識(shí)的定義，法伯等人在意識(shí)與神經(jīng)科學(xué)哲學(xué)與理論一文中從三個(gè)層面討論了意識(shí)：的概念。第一個(gè)層

3、次是“意識(shí)意識(shí)”，包括四種感覺意識(shí)、一般意識(shí)、元認(rèn)知意識(shí)和有意識(shí)回憶。第二個(gè)層次是“更高層次的官能”不僅能夠被動(dòng)地感知和感知信息，而且還具有更高層次的官方功能，如注意力、推理和自我控制(即它們也具有主動(dòng)功能)。第三個(gè)層次是“意識(shí)狀態(tài)”，可以理解為一個(gè)人正在進(jìn)行的心理活動(dòng)。2020/7/13，5，意識(shí)理論，1。這是一種自我感覺，比如處于內(nèi)疚狀態(tài)；2.它是思考、意愿或感知的標(biāo)志；3.能夠在一定程度上感知、理解或調(diào)節(jié)自己的思維；4.在睡眠或昏迷中被抑制的精神功能；5.經(jīng)過仔細(xì)考慮后，意識(shí)被表達(dá)為一種度量或行為；6.意識(shí)的含義類似于“注意”或“考慮”；7.意識(shí)表現(xiàn)為對某事的關(guān)心或興趣；8.意識(shí)的特點(diǎn)是

4、強(qiáng)烈的感情或清晰的思想。在威廉卡爾文的大腦如何思考一書中，對意識(shí)有八種不同的理解：2020/7/13，6，意識(shí)理論，1。并非所有的大腦活動(dòng)都與意識(shí)直接相關(guān)；2.意識(shí)的過程包括“注意”和“短期記憶”。3.意識(shí)中的信息可以進(jìn)入長期情景記憶和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)來控制自主運(yùn)動(dòng)。在弗朗西斯克里克對靈魂科學(xué)探索的驚人假設(shè)中，有三種基于“黑箱”方法的意識(shí)定義：2020/7/13，7，意識(shí)的定義，1希爾斯特對意識(shí)的定義威廉赫斯特把意識(shí)定義為：“人的心理對象(如知覺、表象或感覺)?！碑?dāng)希爾斯特使用“意識(shí)”這個(gè)詞時(shí)，它的意思包括能夠用語言表達(dá)這種意識(shí)。他認(rèn)為，“人們不僅意識(shí)到自己的感受、外表和感受，而且意識(shí)到自己正在經(jīng)

5、歷這些?！彼麄冎浪麄冊谟^察、想象和感受。任何有意識(shí)的活動(dòng)都包括對外部世界和心理表征的意識(shí)，以及自我意識(shí)。2020/7/13/8，意識(shí)的定義，“意識(shí)是指大腦對認(rèn)知、情感和意志等心理過程的意識(shí)、調(diào)節(jié)或控制。其中，認(rèn)知過程包括注意、感知、記憶、想象、分析、綜合、抽象、概括、判斷和推理等心理操作過程。2020/7/13/9，有意識(shí)和無意識(shí)的區(qū)別標(biāo)志著工作記憶的內(nèi)容，因?yàn)橐庾R(shí)是人腦對時(shí)間邏輯思維和空間結(jié)構(gòu)思維的意識(shí)、調(diào)節(jié)或控制。要判斷是否有意識(shí)，我們至少必須能夠“感知”思維過程。任何思維過程都離不開四個(gè)要素：思維加工材料、思維加工方法、思維加工緩沖區(qū)和思維加工機(jī)制。換句話說，只要這些元素中的任何一個(gè)缺

6、失，思維過程就很難進(jìn)行，也無法被察覺。因此，如果我們只想?yún)^(qū)分它是有意識(shí)的還是無意識(shí)的，也就是說，它僅限于意識(shí)的思維過程，問題就簡單得多了，因?yàn)橐庾R(shí)到某個(gè)思維過程，我們不需要仔細(xì)分析這四個(gè)要素中的每一個(gè)，只需抓住與意識(shí)直接相關(guān)的最簡單的要素之一，而這個(gè)要素就是“工作記憶”。這是因?yàn)榕c長時(shí)記憶不同，工作記憶的內(nèi)容不是長時(shí)間保存的，而只是作為緩沖記憶：在思維加工過程中臨時(shí)存儲(chǔ)加工對象和加工結(jié)果，加工完成后內(nèi)容很快就會(huì)消失。因此，我們不需要考慮思維加工的方式和機(jī)制，也不需要考慮思維加工的對象。我們只需要考慮工作記憶中是否有內(nèi)容以及工作記憶的持續(xù)時(shí)間，就可以檢測出是否有思維過程。2020/7/13，1

7、0，工作記憶模型，2020/7/13，11，工作記憶的分類，有三種不同的工作記憶：工作記憶用于儲(chǔ)存口頭材料，適用于時(shí)間邏輯思維；儲(chǔ)存物體表象的工作記憶適用于以物體表象為加工對象的空間結(jié)構(gòu)思維，通常稱為形象思維；儲(chǔ)存空間表征的工作記憶適用于以空間表征為加工對象的空間結(jié)構(gòu)思維，即直覺思維；2020/7/13/12，語音工作記憶的位置。根據(jù)腦科學(xué)研究的新進(jìn)展，布羅卡大學(xué)的布魯姆斯坦指出，言語功能并不局限于一個(gè)狹窄的區(qū)域。根據(jù)傳統(tǒng)的概念，言語功能只涉及左腦的布洛卡區(qū)和韋尼克區(qū)，但范圍很廣，其中，布洛卡區(qū)的損傷會(huì)影響言語表達(dá)功能，而沃尼可區(qū)的損傷會(huì)影響言語理解功能。然而，與語音理解和表達(dá)相關(guān)的處理機(jī)制不

8、限于這兩個(gè)領(lǐng)域。用于暫時(shí)儲(chǔ)存語言材料的工作記憶通常被認(rèn)為是在“左前額葉”，但它并沒有被精確地定位在左前額葉的哪一部分。根據(jù)皮特里德斯和其他人的說法，它傾向于在布洛德曼左側(cè)前額葉的6區(qū)。2020年7月13日和13日，物體工作記憶的取向。1993年，美國密歇根大學(xué)心理學(xué)系的J.Jonides應(yīng)用當(dāng)代腦科學(xué)中最先進(jìn)的測量技術(shù)之一正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)，深入研究了物體表征和空間表征的產(chǎn)生過程，并在這兩種表征的產(chǎn)生機(jī)制和工作記憶的定向方面取得了有價(jià)值的結(jié)果。正電子發(fā)射同位素作為標(biāo)記物，將其引入大腦局部區(qū)域參與已知的生化代謝過程，然后利用計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)以立體成像的形式表達(dá)參與代謝過程的標(biāo)記物的代謝率，

9、具有定位準(zhǔn)確、不損傷大腦的優(yōu)點(diǎn)，適合大量受試者測試。Jones等人的測試結(jié)果如下：物體表征的產(chǎn)生和加工機(jī)制是在大腦左半球的顳下回(集中在Derman，Hubrod的37個(gè)區(qū)域，立體定位坐標(biāo)為48，-58和-11)，左半球的頂葉(集中在Derman，Hubrod的40個(gè)區(qū)域，立體定位坐標(biāo)為35， -42和34)和右半球的前扣帶回(集中在Derman，Hublod的32個(gè)區(qū)域)對象的工作記憶位于左半球的前額皮質(zhì)(集中在Hublod-Derman的6個(gè)區(qū)域，立體定位坐標(biāo)為39、3和29)。2020/7/13/14，空間工作記憶的位置、空間表征的產(chǎn)生和處理機(jī)制位于枕葉(集中在Hubrod Derman

10、的第19區(qū)，立體定位坐標(biāo)為-30、-76、31)和后頂葉(集中在Hubrod Derman的第40區(qū)，立體定位坐標(biāo)為-42、-40、36)以及大腦右半球的運(yùn)動(dòng)。空間工作記憶位于右半球的前額皮質(zhì)(即應(yīng)當(dāng)注意，在上述測試結(jié)果中，當(dāng)一個(gè)半球被顯著激活時(shí)，另一個(gè)半球的相應(yīng)位置也被激活，但是這種激活不滿足統(tǒng)計(jì)顯著性標(biāo)準(zhǔn)。上述結(jié)果表明，與物體(屬性)表征識(shí)別相關(guān)的視覺信息處理機(jī)制(圖像思維)主要在左半球(只有扣帶回前部不在左半球)，物體的工作記憶也在左半球；與空間(關(guān)系)表征相關(guān)的視覺信息處理機(jī)制(直覺思維)，包括空間工作記憶，都在右半球。2020/7/13/15，意識(shí)與時(shí)間邏輯思維，時(shí)間邏輯思維是基于語

11、言符號(hào)的序列，因此它具有序列性和連續(xù)性的特點(diǎn)。也就是說，當(dāng)用基于語言符號(hào)的概念來判斷和推理時(shí)，我們只能按照單詞符號(hào)出現(xiàn)的順序一步一步地操作，這往往會(huì)持續(xù)很長時(shí)間，尤其是在分析和處理事物之間復(fù)雜的關(guān)系時(shí)?？傊?，在邏輯思維的情況下，它的工作記憶持續(xù)很長時(shí)間，它以線性和順序的方式工作，每一步都清晰明確。因此，這種思維過程是容易感知的，思維過程的每一步都可以通過思維主體用語言表達(dá)出來使隱性的心理操作過程成為顯性的言語活動(dòng)。正是在這個(gè)意義上，時(shí)間邏輯思維通常被稱為“意識(shí)思維”。換句話說，有意識(shí)的思考是指其過程不僅可以被感知而且可以用語言描述的思考；相反，如果這個(gè)過程不能被感知或用語言描述，那么思維屬于潛

12、意識(shí)思維。在2020/7/13/16，外顯、潛意識(shí)和形象思維中，空間結(jié)構(gòu)思維的材料是表征，分為兩種：物體屬性表征和空間表征。事物屬性表征的過程通常是通過分析、綜合、抽象、概括、聯(lián)想和想象來完成的。雖然每種方法的具體操作過程不同于以言語概念為思維材料的邏輯思維過程，但有相似之處。這種思維也可以劃分心理操作步驟，所以它也可以用語言來描述，所以它具有有意識(shí)思維的特點(diǎn)。然而，在空間結(jié)構(gòu)思維的場合下，完整的表征被視為思維的加工單位，因此在這種場合下，雖然表征的分析、綜合、抽象、概括和想象也是循序漸進(jìn)地進(jìn)行的，但由于加工單位少、步驟簡單，工作記憶的持續(xù)時(shí)間往往很短，有時(shí)事物屬性表征的分析和綜合會(huì)在瞬間完成

13、。因此，有兩種情況需要特別注意：2020/7/13，17，外顯、潛意識(shí)和形象思維；(1)當(dāng)工作記憶的持續(xù)時(shí)間太短，并且思維主體沒有預(yù)先分配注意力時(shí)，這種短暫的思維過程可能不會(huì)被注意到，從而成為潛意識(shí)思維；(2)在“創(chuàng)造性想象”的醞釀階段，也有一個(gè)潛意識(shí)思維的過程。由于創(chuàng)造想象和再創(chuàng)造想象的不同，沒有現(xiàn)成的表象可以使用，必須“無中生有”，重新創(chuàng)造一個(gè)前所未有的新表象。因此，在這樣一種新的表征被初步構(gòu)想出來之前，工作記憶將是一片空白。這段工作記憶是一段空白時(shí)間。一般來說，由于缺乏思維加工對象，思維過程無法進(jìn)行，也無法被感知。它無法用語言來描述，所以這是一個(gè)真正的潛意識(shí)思維過程。然而，如果在這段時(shí)間

14、里有時(shí)間邏輯思維，這種思維過程就有可能展開，從而使創(chuàng)造性的想象過程得以完成。2020/7/13/18，與空間表征的加工和事物屬性表征的加工相比，外顯、潛意識(shí)和直覺思維具有許多新的特征。除了整體表征作為思維的加工單位，與事物屬性表征的加工有一些共同之處外，其他方面都不同于事物屬性表征的加工。這不是一個(gè)線性和連續(xù)的慢節(jié)奏過程，而是在整體綜合和直覺視角的基礎(chǔ)上快速做出的直覺判斷。所以我們稱這種思維為“直覺思維”。直覺思維通常有兩種：簡單直覺思維和復(fù)雜直覺思維。簡單直觀思維的加工對象是與空間視覺定位相關(guān)的空間位置表征，即上述空間表征；復(fù)雜直覺思維的加工對象是用來描述復(fù)雜事物之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的“關(guān)系表征”。

15、在空間視覺定位的情況下，工作記憶中必須有關(guān)于物體位置的初始特征值，這樣物體的空間位置就可以由思維加工機(jī)制根據(jù)這些特征值來確定；然而，在判斷和處理復(fù)雜關(guān)系時(shí)，工作記憶中沒有初始值，因?yàn)槭挛镏g隱藏的復(fù)雜關(guān)系是要被發(fā)現(xiàn)的。這是兩種直覺思維的一大區(qū)別。2020/7/13/19，外顯、潛意識(shí)和直覺思維。從以上分析可以看出，以空間表征為加工對象的空間結(jié)構(gòu)思維具有基于整體把握、直觀透視和空間整合的快速三維思維特征，其工作記憶必然較短，這種思維過程難以察覺，往往表現(xiàn)為“潛意識(shí)思維”。特別是在復(fù)雜的直覺思維中，很難一次把握事物之間復(fù)雜的內(nèi)在聯(lián)系，甚至經(jīng)過長時(shí)間的思考，這種聯(lián)系也無法找到。這時(shí)，在創(chuàng)造想象的過程中也會(huì)出現(xiàn)類似的現(xiàn)象。有一段時(shí)間，工作記憶的內(nèi)容是空白的?？梢钥闯?，復(fù)雜的直覺思維和創(chuàng)造性想象是同一個(gè)真實(shí)的潛意識(shí)過程。2020/7/13/20，無條件外顯和潛意識(shí)