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9月中旬，一封由124位科學家聯署的公開信發布，赫然將近20年來最引人關注的意識研究領域的整合信息理論（IIT）批判為偽科學，在科學界引起軒然大波。 這封公開信提及2019年10月啟動的一個國際“打賭”項目，也就是全局工作空間理論（GNW）和IIT這兩個理論的對抗預測研究，國際上有6個獨立實驗室參與。 公開信稱，這個項目僅測試了IIT的部分特定預測，但并未涉及核心觀點，然而這個事實被媒體宣傳所忽視了。同時，IIT理論宣稱類器官、胚胎甚至植物可能具有意識，這種泛靈論背離了已知的科學，以至于被一些科學家視作偽科學。 對此，《中國科學報》記者采訪了北京大學心理與認知科學學院、麥戈文腦研究所研究員羅歡。她領導的實驗室正是參與前述國際“打賭”項目的6個實驗室之一。
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羅歡。圖源：北京大學
公開信的由來
《中國科學報》：124人聯名信引起了學界和社會的極大關注，那么你是站在哪一邊的？ 羅歡： 這124人里面有很多我尊重的科學家，他們很多人并不是主要做意識研究的（其實我也不是），但這么多人參與簽名我挺驚訝的。 我猜想他們每個人有每個人的理由簽名，他們表達的主要是對最近一段時間媒體把實驗結果報道為IIT正確的不滿——這倒是合乎情理，因為媒體的簡單和過度解讀可能會帶來誤導。 但是，對于這封聯名信直接給IIT扣上“偽科學”的帽子，我不大贊同。我覺得它把科學政治化了。 從某種程度來講，IIT理論還處于初級階段，其實可以說，認知神經科學的絕大多數理論都有或多或少類似的特點，不像物理學那樣具象。因此需要鼓勵它繼續往前走，而不是把它扼殺在搖籃里。 假如隨便扣上偽科學的帽子，我覺得是對這個學科的打擊。 《中國科學報》：這封公開信的由來是怎樣的？ 羅歡： 這個事情和我們實驗室倒是有較大關系。 我們實驗室在幾年前作為國際上6個實驗室之一，應邀參與了這封信所提到的國際項目，該項目名為“加速意識研究：合作驗證GNW和IIT兩個意識理論的相抵預測”。 這個項目的背景大概是這樣的：意識領域有多個理論，但因為每個實驗室用的實驗范式不一樣，數據分析方法也不一樣，所以每個理論就有自說自話之嫌。因此，人們就提出，能不能用一致的手段和獨立開展的實驗，通過世界上多個實驗室合作的方式，來對這些理論提出的假設進行測試。 經過長期的討論和反復商定，這個國際項目決定測試GNW和IIT這兩個最為主流的意識理論。 項目的幾位主要負責人和法國法蘭西學院的Stanislas Dehaene教授（GNW提出者）、美國威斯康星大學麥迪遜分校的Giulio Tononi教授（IIT理論提出者）設計了兩個實驗。 兩位理論提出者針對實驗給出了各自的多條可驗證的相抵假設。這些假設進而由6個獨立的實驗室（這些實驗室都不在意識領域工作，因而不會對這兩個理論存在偏見）進行實驗測試。 項目于2020年正式開展。6個實驗室用了3種腦成像技術（功能磁共振、腦電圖腦磁圖、顱內腦電）對這些假設進行獨立驗證。除我們實驗室外，另外5個實驗室來自美國的哈佛大學及耶魯大學、英國伯明翰大學、荷蘭Donders研究所和德國馬普研究所。 這是一個難度很大的大規模科學合作，也是我參與過的最為嚴格的項目，無論是數據采集、質量把控，還是數據分析的規范和標準化都有很高的要求。此外，該項目還有專門的數據監督小組。6個實驗室采用高匹配的方式來進行實驗和數據分析。 值得一提的也是現在很多科學家呼吁的，該項目是預注冊的，也就是說在做實驗之前，就已經把實驗設計和預測結果公布了，而不是事后檢驗。 此外，因為每個理論都提出了多條假設，并非一條假設錯就使整個理論錯。因此，最后的結果也不大可能是一方獲勝一方輸掉的結論。 第一個實驗的結果發現，IIT理論提出的很多假設被驗證了（當然，GNW也有部分假設被驗證）。這項研究于6月30日公布在了預印本平臺bioRxiv，并在晚些時候投到Nature，但最后被拒。 其中一個實名審稿人就是124人公開信的一個發起人，即日本理化學研究所從事意識研究的科學家Hakwan Lau，他把自己的評審意見很早就公布在網上了。 文章被拒在科學界是再正常不過的事情，但是這封聯名信指責IIT是偽科學則并不常見。 如前所述，因為IIT理論確實是幾個意識理論中最具野心的，而該項目所開展的實驗并沒有去驗證IIT中最困難也是最具爭議的部分，而只是驗證了IIT理論的部分假設。 因此，當這個國際項目結果出來并部分支持IIT時，一些媒體報道夸大說IIT的理論被完全驗證了，這就引起了很多科學家的不安——他們覺得這些報道以偏概全，誤導了公眾。
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124人公開信截圖IIT是偽科學嗎？
《中國科學報》： 為什么IIT理論最核心的假設在該實驗中無法驗證？ 羅歡： 最核心的假設是，一個物理系統比如神經網絡，理論上可以從中計算出一個量化指標來代表該系統產生意識的可能性——這個值越大，這個系統就越有可能產生意識。 我們參與的項目其實并沒有計算這個值，這個理論的計算量特別大，也很復雜。 我的理解是，本項目主要是驗證這個理論衍生出的一些重要假設，比如腦頂葉區域的結構已知具有較大的這個指標，因此IIT理論認為意識體驗和該腦區的活動有更為緊密的關系。實驗的發現確實驗證了這一部分。 IIT理論非常有野心，其他意識理論都是去解釋為什么這個事物會進入意識，而有些事物沒有進入意識，而IIT想從根本上解釋意識產生的機制。 我個人的理解是，IIT認為如果這個物理系統具備一些特性，即使不是腦這樣的生物器官，理論上是具備產生意識的可能性的。我個人對這個理論還是很有興趣的（雖然確實很艱深，也很多都不了解）。 《中國科學報》：那么IIT究竟是不是偽科學？ 羅歡： 如前所述，我不贊成給它扣上“偽科學”的帽子。 很多認知神經科學的理論都具有這樣的特性，這恰好表明它們具有很多發展和探索的可能性。我們都對高級認知功能的發生機制感興趣，科學的發展本身也是不斷怯魅（去神秘化）的過程，IIT也不例外。 反過來說，雖然有部分實驗結果不符合GNW提出的假設，那GNW就錯了嗎？我覺得也不是。 從這個角度我覺得（公開信）有點苛求。 我想說的是，124人聯名這個事情是有重要背景的，他們希望公眾不要被誤導認為IIT全對而其他都錯。這是124位科學家發聲的主要原因。 《中國科學報》：IIT理論到底講了什么？ 羅歡： IIT理論是一個抽象且復雜的理論。它認為，我們意識的產生依賴于一個具有某些特性的物理結構，這個物理結構的特性里有一些因果聯系等是可以計算出來的。 已知后部腦區具有這樣的特性，因此該假設認為意識體驗和該腦區關系更為緊密。 GNW認為，進入腦的信息中，只有那些成功進入“全局工作空間”的信息才會通過“廣播”的形式進入意識，而沒有進入的信息則無法被意識。 而這里面的一個關鍵腦區是前部腦區（前額葉），即前額葉的瞬間激活（類似于汽車的打火）。因此該假設認為意識的產生依賴于前額葉的瞬間激活。 不同于IIT，GNW沒有試圖解釋意識為什么會產生。此外，GNW認為只要事物信息在“全局工作空間”里傳播，就進入意識，而不需要持續的激活。 相反，IIT理論認為意識的神經相關活動和體驗緊密聯系——只要有意識體驗，該神經活動也就一直存在。 《中國科學報》：這兩派在互相攻擊嗎？ 羅歡： 還好吧，總有不同，也談不上互相攻擊。 124位聯名者中的很多人并不直接從事意識研究。其中有一些是支持另一個理論，名為高階理論（HOT）。它說的是進入意識需要有高階的功能——IIT理論有點自下而上，高階理論則強調自上而下的重要性。 當然，也有一些科學家支持IIT理論，比如神經科學家、美國艾倫腦科學研究所前所長Christof Koch。 我覺得IIT理論確實挺有意思的，給了你一些遐想的空間，存在找到某些系統產生意識的可能性。 《中國科學報》：這個國際合作項目的工作還會正式發表嗎？ 羅歡： 其實預印本已經公布了，數據之后也會公開，只是看最終正式發表在哪個期刊上。