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意识，即拥有知觉、思维和感觉。这个词无法定义，除了一些词不达意、难以理解的解释……没有什么值得阅读的相关内容。
——斯图尔特·萨瑟兰，《国际心理学词典》（1996）
科学经常通过提出新的分类来细化自然语言中的模糊分类，从而得到发展。科学史上的一个经典例子就是区别热量与温度的概念。在日常生活中，人们普遍将这两个概念归为一类。毕竟，将某样东西加热后就会提高它的温度，对吧？错了！一块冰被加热时，在融化的过程中，冰始终保持在0摄氏度。一种物质可以有很高的温度，却只有一点点热量，例如，火花可以达到几千摄氏度，但连皮肤都不能灼伤，因为它的质量非常小。在19世纪，区分热量与温度，即区分能量传递了多少与物体的平均动能，是热力学发展的关键。
在我们的日常对话中经常会用到“意识”这个词，与普通人所说的“热量”一样，它混淆了很多含义，造成了不小的困惑。为了让这个领域有秩序，我们应该首先厘清这些含义。在本书中，我主张，“意识通达”这个词应代表一个明确界定的问题，而且是一个足够聚焦的问题，可以用现代实验工具来研究，并且很可能会为整个问题带来光明。
那么，我所说的意识通达到底是什么意思呢？在特定的时间，大量的刺激到达我们的感受器官，但意识思维似乎只接收其中很小的一部分。每天早上，当我开车去工作，经过同样的房子，从来没有关注过房顶的颜色或者窗户的数量。当我坐在桌前全神贯注地写这本书的时候，我的视网膜充斥着大量信息，有周围的物体、照片、油画以及它们的形状和颜色。同时，我的耳朵充斥着音乐、鸟鸣和隔壁的声音，然而在我专注于写作的时候，所有这些干扰都只停留在无意识的背景中。
意识通达，既无比包容，又非常挑剔，具有无穷的“潜力”。在任何时候，只要我心念一转，就可以意识到颜色、味道和感觉，想起一段忘却的记忆、一份情感、一种技巧、一个错误，甚至想到“意识”的多种含义。如果我犯了错误，又会变得具有“自我意识”。也就是说，我的情绪、策略、错误和悔恨都会进入我的有意识的脑中。然而，在大多数时候，意识的“实际”容量却是十分有限的。基本上，我们每时每刻都只有一个处于有意识状态的想法，尽管这一个想法可能是由几个子成分组成的实体“组块”，就像我们在思考一个句子的含义时能将句子划分出成分一样。
因为有限的容量，意识必须从一样东西中收回注意才能去关注另一样东西。暂停阅读，注意一下你腿的姿势，也许你能感到某处的压力或者另一处的疼痛，这一知觉便进入了意识。但是就在1秒钟之前，这些都在前意识（preconscious）中，可以被通达却没有通达，这些信息都休眠于无意识状态中。但是这些信息并不一定都没有得到处理：你会不断调整坐姿来应对身体发出的信号。然而，一旦意识通达使这些信息进入你的注意，瞬间你就能够让语言系统和记忆、注意、意图和计划等其他过程来运用这些信息。从前意识状态切换到意识状态，瞬间让一条信息进入我们的注意，这一点我会在下一章中讲到。到底这其中发生了什么，正是我想通过这本书阐明的问题：意识通达的神经机制。
在这么做之前，我们需要更进一步区分意识通达与单一的“注意”，这是一个微妙却不能省去的步骤。注意是什么？在威廉·詹姆斯于1890年所出版的里程碑式的著作《心理学原理》（ The Principles of Psychology ）中，他提出了一个著名的定义。他说，注意“是指大脑以清晰生动的形式占有脑中可能同时存在的多个物体或者多个思路中的一个”。可惜的是，这个定义其实混淆了两种不同的概念：选择和通达。威廉·詹姆斯所谓的“大脑占有”其实就是我所说的意识通达，是指将信息带到思维的第一线，这样在脑中才能形成我们可以“牢记”的事物。从定义上来讲，注意的这个方面与意识相吻合，即当思维被某个物体占据，使得我们能够用语言或者手势将其表示出来，那么，我们就对其有意识了。
然而，詹姆斯的定义同时也包含了第二个概念：从多条思路中分离出一条思路，也就是我们现在所谓的“选择性注意”。在任何时候，我们的感官环境都充斥着无数潜在的知觉。同样，我们的记忆里也充满了可以在下一瞬间浮现在意识中的知识。为了避免信息过载，大脑的许多系统使用了一种选择性过滤机制。在无数种潜在的思维中，进入大脑的是最佳选择（la crème de la crème），经过这个复杂的筛选所得的结果就是我们所说的“注意”。大脑无情地剔除无关的信息，最终根据其重要性或者与我们当前目标的相关程度分离出一个意识的客体。然后，脑将这个刺激放大，这样就可以指导我们的行为了。
显然，大部分情况下，注意的选择功能是在意识之外运作的。如果我们先得有意识地从所有的备选思维客体中进行筛选，那么这个思维过程是怎样进行的呢？注意的筛选过程常常是无意识的，注意与意识通达是可分离的。在日常生活中， 环境中充满了刺激性的信息，我们需要给予足够的注意才能选择出要通达的想法。于是注意常常成为意识的大门 3 。然而，在实验室里，实验可以创造极其简单的情况，每次只呈现一条信息，这样，信息进入个体意识就不需要选择这个环节了 4 。恰恰相反，很多情况下注意秘密地运作着，悄无声息地放大或者缩小所接收到的信息，即使这些信息最终并没有进入意识。概括地说，选择性注意和意识通达是两种不同的过程。
我们还需要仔细区分第三个概念：警觉，或者叫“不及物的意识”（intransitive consciousness）。在英语中，形容词形式的“意识”（conscious）是及物的：我们可以意识到一个趋势、一个触感、一点刺痛或者牙疼。在这种情况下，这个词表示“意识通达”，也就是一个物体有或没有进入意识中。但是“意识”也可以是不及物的，就像我们说“受伤的士兵仍然有意识”。这里，意识指的是一种有等级的状态。从这个意义上来讲，意识是一种普遍的能力，在睡觉、昏迷或者全身麻醉时消失。
为了避免困惑，科学家一般把这种意识称为“觉醒”或“警觉”。甚至这两个词也需要区分：“觉醒”主要指的是睡眠和清醒的状态循环，是皮质下的机制；而“警觉”指的是支持意识状态的皮质和丘脑网络中的兴奋程度。这两个概念都与意识通达截然不同。 觉醒、警觉和注意只是意识通达的前提条件。它们是使我们意识到一条特定信息的必要条件，并不总是充分条件。 比如说，有些视觉皮质轻微中风的患者会变成色盲。可是这些患者仍然清醒而且专注：他们的警觉还在，集中注意的能力也在。但是在他们丧失了负责颜色知觉的神经回路之后，就无法获得这一方面的信息。在第6章，我们会阐述植物人状态的患者，他们仍然会每天早上醒来，晚上睡觉，然而他们醒着的时候却似乎不加工任何信息。他们的觉醒还在，但是受创的脑却不再能够维持意识状态。
这本书中，我们会有较多篇幅提出关于“通达”的问题：在意识到某个想法时发生了什么？然而在第6章，我们会回到意识的“警觉”含义并思考意识科学的发展对那些昏迷中的人、植物人以及类似症状的患者的用途。
“意识”这个词还有其他意思。许多哲学家和科学家认为，主观状态的意识与自我的感觉紧密相连。“我”似乎是这个谜题的关键：如果不先弄清楚是谁在感知，我们如何理解意识知觉呢？就像在一个老套的情景中，当一个被打晕的英雄醒来后，他说的第一句话是：“我这是在哪儿？”我的同事神经科学家安东尼奥·达马西奥把意识定义为“觉知的自我”。这个定义表明，如果无法弄明白自我是什么，那么我们就无法解开意识之谜。
在戈登·盖洛普（Gordon Gallup）的经典镜像自我识别的实验中也存在着同样的观念，这个实验是探究孩子和动物是否能够认出镜子中的影像是自己 5 。孩子自我识别的特征是能用镜子来看自己看不见的身体部位，例如看悄悄贴在额头上的红贴纸。孩子的这一能力一般在18～24个月时产生。黑猩猩、大猩猩、红毛猩猩甚至海豚、大象和喜鹊都通过了这个测试 6 ，使得一队同行在《剑桥意识宣言》（ Cambridge Declaration on Consciousness ）中率直地声称：“大量的研究证据表明，人类不是唯一拥有产生意识的神经基础的生物。”
但是，科学再一次需要我们完善这个概念。镜像识别并不一定代表意识。这可以由一种完全无意识的机制完成，只需要预测身体看起来和动起来的样子，然后根据预测对比实际接收的视觉刺激并进行调整，就像我漫不经心地对着镜子刮胡子一样。鸽子可以通过条件反射训练完成这个测试，但需要足够多的训练，多到基本把它们变成会用镜子的“机器” 7 。镜像识别测试可能只是测量了动物是否足够了解自己的身体，产生了一种对自己样子的期望，是否足够了解镜子并使用它来对期望和现实进行比较。这毫无疑问是一种有趣的能力，但是与是否拥有自我概念的测验仍然相去甚远 8 。
最为重要的一点是，意识知觉和自我知识之间是不需要联系的。聆听音乐会或者欣赏日落的美景时，我会进入一种高度有意识的状态，而不需要时刻提醒自己“我正在自我陶醉”。就像反复出现的声音和背景照明一样，我的身体和自我一直保存在大脑的背景中，它们是注意的潜在主题，停留在意识之外，当需要的时候我能够随时关注它们。我认为，自我意识与对颜色和声音的意识有许多相似之处。意识到自我的某些方面可能是意识通达的另一种形式。在这种形式中，获取的信息并不属于感觉信息，而涉及多种“自我”表征中的一种，包括“我”的身体、“我”的行为、“我”的感受或者“我”的思想。
自我意识之所以既有趣又特殊，是因为自我意识似乎包含了一个奇特的循环 9 。当我想自己的时候，“我”出现了两次，一次是感受者，一次是被感受的对象。这怎么可能呢？这种意识的递归感觉就是认知科学家所谓的“元认知”，即一种能对自己的意识进行思考的能力。法国实证哲学家奥古斯特·孔德（Auguste Comte）认为，这在逻辑上是不可能的。他认为：“一个在思考的个体，不能分成两个，让其中一个思考，另一个看着他思考。在这种情况下，被观察的器官和进行观察的器官是相同的，那么观察如何进行呢？” 10
然而，孔德也错了，就像约翰·斯图亚特·穆勒（John Stuart Mill）所说，当感受对象和被感受对象是在不同时间或者不同系统内编码的，悖论就消失了。一个大脑系统会注意到另一个大脑系统出错了。我们也时常有这样的经历：比如，我们经常话到嘴边却忘了要说什么，此时我们知道自己应该记得要说的话；比如我们会注意到一个推理错误，此时我们知道自己犯错了；或者我们捶胸顿足地看着一张不及格的试卷，我们复习了，以为知道这些答案，却难以想象自己为什么没有及格。前额叶的某些区域监视着我们的计划，给我们的决定赋予信心，并找出我们的错误。这些区域就像一个闭路模拟器一样，与长期记忆和想象有着紧密的互动，支持着内在言语系统，使我们可以不用借助外界的帮助来反思自己。“反思”（reflection）这个词在英语中有“反射”的意思，暗示了有些脑区拥有可以重现和评估其他脑区的镜像功能。
总的来说，作为科学家，我们还是应该先从意识最简单的定义，也就是意识通达，或者说我们意识到特定的信息的过程入手。自我以及递归意识等棘手问题应该先放一放。 当代意识科学的第一要素是专注于意识通达，并与注意、觉醒、警觉、自我意识和元认知等有关概念区分开 11 。