预测性处理与认识论假设：通过模拟面对意识难题的大脑来解决意识的“硬问题”
摘要
当我们说一个理论能够解释我们的主观体验时，我们的意思仅仅是：如果这个理论是正确的——例如，如果我们的大脑正如该理论所规定的那样——那么我们的主观体验确实会如我们所经历的那样。科学家通常使用“观察”和“预测”的概念来表述这一思想：一个理论只有在能够预测第一人称观察结果的情况下，才能解释我们的主观体验。
一些思想实验表明，目前的理论无法做出这样的预测。例如，如果我们一生中从未见过颜色，因此不知道蓝色看起来是什么样的，这些理论也无法让我们推导出（即预测）看到蓝色是一种什么样的体验。这个众所周知的问题通常被称为意识的“硬问题”（HPC）。在此，我们通过认识论假设（epistemological hypothesis）的视角来探讨这个问题。
在认识论假设下，HPC不再反映我们理论在预测第一人称观察方面的无能；它反映的是我们无法从这些理论中推导出它们对第一人称观察的含义。于是，HPC变成了一个认识论问题，可以被表述为如下形式：如果我们无法推导出某个理论对于第一人称观察意味着什么，我们又如何知道这个理论是否能够解释第一人称观察？
在本文中，我们概述了一种实验性方法来检验这一认识论假设，并解决意识的硬问题。值得注意的是，这种方法使得我们可以实验性地检验任何同一性假设（identity hypothesis），并解决意识的“元问题”（meta-problem of consciousness）。
随后，我们强调了这一方法与预测处理（predictive processing）理论框架之间的显著一致性。我们展示了一个基于预测性处理的意识理论如何隐含着认识论假设——该理论预测我们无法推导出它自身对第一人称观察的含义。
最后，本研究指出，预测性处理的理论框架可能已经具备模拟一个面对HPC的大脑的能力。
关键词：意识的硬问题、认识论假设、B型唯物主义、意识的元问题、同一性假设、预测性处理、精确度、质量空间
1 引言
关于意识问题（即现象意识、第一人称观察、现象学、心理生活、内在世界、亲身经验、显现现实、有意识的体验、“像什么的感觉”[what-it-is-like-ness] [1]、感受质[qualia][2]或主观体验），目前尚未达成共识。当我们说一个理论能够解释我们的主观体验时，我们只是意味着：如果这个理论是正确的——例如，如果我们的大脑正如该理论所描述的那样——那么我们的主观体验确实会如我们“从内部”所“看到”的那样（即我们实际经历的那样）。
换句话说，我们是指这个理论必然意味着我们的主观体验就是如此。科学家通常使用“观察”和“预测”的概念来表达这一思想：一个理论只有在能够预测第一人称观察结果的情况下，才能解释我们的主观体验。
一些思想实验表明，当前的理论无法做出这样的预测。例如，如果我们一生中从未见过颜色，因此不知道蓝色看起来是什么样的，这些理论也无法让我们推导出（即预测）看到蓝色是一种什么样的体验。这个众所周知的问题通常被称为意识的硬问题（HPC）[3–5]（也可参见文献[6]中的“解释鸿沟”概念）。
当面对HPC时，一种常见的反应是得出结论：目前的科学理论无法解释我们的主观体验。然而，还有另一种看待HPC的方式。许多神经科学家和哲学家可能都会同意以下两个陈述：
1.在某一时刻发生在我们大脑中的事情，必然意味着我们的主观体验正是我们在那一刻“看到”的样子（例如，看到蓝色的主观体验）。
2.如果我们一生中从未见过颜色，即便我们知道关于看到蓝色时大脑中发生的一切，我们也无法从中推导出（即预测）看到蓝色是一种什么样的体验。
这两个陈述放在一起，必然意味着我们无法从大脑的特定物理或功能状态中推导出它对第一人称观察的含义。换言之，如果我们同时接受这两个陈述，那么我们必须认为：HPC并不反映我们的理论在预测第一人称观察方面的无能；它反映的是我们无法从这些理论中推导出它们对第一人称观察的含义。
这正是我们所称的认识论假设（epistemological hypothesis）（哲学家则更倾向于称之为B型唯物主义[type-B materialism] [7]，或至少某些版本的B型唯物主义）。这一假设背后的基本思想是：HPC是一个认识论问题，而不是一个解释性问题。如果说意识问题是“难的”，那并不是因为发展出一个令人满意的意识理论很难，而是因为我们难以证明这个理论是令人满意的。事实上，如果我们无法从某个理论中推导出它对第一人称观察意味着什么，我们又如何知道这个理论是否能够解释第一人称观察呢？
因此，这种对HPC的理解使得这样一个假设变得合理：我们可能已经拥有一个相对令人满意的意识理论，只是我们无法证明这一点。只要我们既没有一个能够解释意识的理论，也没有充分的理由相信这个理论能够解释意识，关于意识问题就不可能达成共识。
本文旨在回答两个问题。第一，我们如何通过实验来检验认识论假设？第二，在认识论假设的框架下，我们如何解决HPC？
我们的论证分为四个主要步骤：
1.利用两个著名的思想实验，我们强调当前理论在解释第一人称观察方面的明显无力。重要的是，这些思想实验是以一种特定方式表述的，这在我们的论证中起着关键作用；
2.我们指出，事实上，这些思想实验可以有两种解读方式：
（1）当前理论无法解释第一人称观察；
（2）我们无法从这些理论中推导出它们对第一人称观察的含义；记住，第二种解释引发了一个认识论问题；
3.我们提出了一种方法，既能通过实验检验认识论假设，又能将HPC作为一个认识论问题加以解决。值得注意的是，这种方法使得我们可以对任何同一性假设（identity hypothesis）进行实验性验证；
4.最后，我们强调了这一方法与预测性处理（predictive processing）理论框架之间显著的一致性 [8]。
2 意识的硬问题
2.1 意识的神经科学
神经科学家使用神经生理学和行为测量来检验他们的理论。这些测量通常被称为第三人称观察（即“从外部看到”）。如果我们最终的目标只是对这些第三人称观察做出详尽解释，那么我们就不必关心本文所讨论的问题。这种目标属于“意识的易问题”（easy problem of consciousness）的范畴¹[3–5]。
而我们在此感兴趣的问题——即意识的硬问题（HPC）——只有在我们处理所谓的第一人称观察（即“从内部看到”的体验）时才会出现。
大多数神经科学家认为，如果一个人拥有某种主观体验，并且这个体验就是它所呈现的样子，那这完全是因为他的大脑具有某些属性和/或以某种方式运作的功能 [9]。这一假设促使一些神经科学家明确地将解释我们的主观体验作为研究目标，从而催生了一个新的研究领域：意识的神经科学（neuroscience of consciousness）[10]。
在实践中，这个新研究领域中产生的理论仍然是通过神经生理学和行为测量进行检验的。然而，在这种情况下，真正关键的并不是行为测量本身，而是我们可以从这些行为测量中推断出什么²。
例如，当某人告诉我们“我看到了蓝色”，我们面对的是一个简单的言语行为——一种第三人称观察。关键在于，我们可以合理地从这一言语行为中推断出此人此刻正在经历看到蓝色的主观体验。
因此，如果我们想评估某个理论（比如“理论A”）是否能够解释第一人称观察，我们只需将这一推断结果与该理论的预测进行比较：
1.根据理论A，这个人应该正在经历看到蓝色的主观体验；
2.我从该人的行为中推断出他/她此刻确实在经历看到蓝色的主观体验；
3.因此，理论A的预测是正确的。
显然，这种方法的目的是评估我们目前可以称之为第一人称观察与理论预测之间契合度（即两者在多大程度上一致）。我们要回答的核心问题是：这个理论是否意味着第一人称观察确实是它们所呈现的那个样子？
正是当我们提出这个问题时，“意识的硬问题”（HPC）才真正浮现出来³。
在唯物主义假设下，大脑理论应足以解释意识。让我们举一个例子说明，仅仅一个关于大脑的理论如何使我们能够预见（即预测）第一人称观察。
想象一位杰出的神经科学家向我们声称：“理论A”（即描述我们大脑如何运作的理论）能够解释我们的主观体验。随后，他邀请我们参与一个实验。我们所需要做的就是进入一间名为“实验房间”的屋子。
在实验开始前，这位神经科学家给了我们两个信息：
1.根据理论A，当我们在实验房间中时，我们的大脑会被诱导进入状态X；
2.当我们的大脑处于状态X时，我们会看到蓝色。
基于这两个信息，我们便形成了如下预测：“当我进入实验房间时，我会看到蓝色。”
我们执行了这个实验，并发现预测是正确的：当我们身处实验房间时，确实看到了蓝色。
这个例子让我们初步了解了一个简单的大脑理论如何使我们能够预见第一人称观察（至少在原则上如此）。正如我们所见，这种预测能力来源于以下两个陈述：
1.理论A允许我们预测我们大脑未来的状态；
2.大脑的某一特定状态总是与相同的主观体验相关联（例如，状态X总是与看到蓝色的主观体验相关联）⁴。
请注意，在实践中，意识神经科学中所做的预测及其推理方式与我们这个示例存在显著差异⁵。
无论如何，理论A使我们能够成功预测在实验房间中所经历的第一人称观察，这使我们相信理论A确实能够解释这些观察。然而，在与一位哲学朋友讨论之后，我们决定用两个思想实验来质疑这种预测能力的“真实”本质。
2.2 玛丽房间思想实验
我们的第一个思想实验源自所谓的“玛丽房间”（Mary’s room）思想实验 [19, 20]。在这里，我们提出这样一个问题：如果我们一生从未见过颜色（例如，我们一直佩戴着一种将入射光线转换为黑白图像的设备），那么理论A是否能让我们预见我们在实验房间中所经历的第一人称观察？
请记住，我们是基于以下两个信息推导出理论A对这些观察结果的含义的（参见第2.1节）：
1.根据理论A，当我们在实验房间中时，我们的大脑会被诱导进入状态X；
2.当我们的大脑处于状态X时，我们会看到蓝色。
这两个信息使我们得出了如下预测：“当我进入实验房间时，我会看到蓝色。”
然而，如果我们一生中从未见过蓝色，我们就不会知道蓝色看起来是什么样的。仅仅知道我们将看到一种被标记为“蓝色”的颜色，并不能告诉我们这种颜色的实际外观。因此，我们将无法把句子“我会看到蓝色”转化为关于第一人称观察的真实具体预期。
简而言之，如果我们从未见过颜色，理论A将无法帮助我们预见我们在实验房间中所经历的第一人称观察。这个原本被认为内在于理论A的预测，实际上部分依赖于我们之前对蓝色外观的已有知识。
这个思想实验的结论似乎是：理论A无法解释蓝色的外观（即看到蓝色的主观体验）。这一结论建立在一个观念之上：当一个理论能够解释某种观察时，我们可以利用这个理论提前知道该观察的结果。
换句话说，如果理论A真的能够解释蓝色的外观，那么即使我们过去从未见过蓝色，我们也本可以通过推导理论A的含义而知道看到蓝色是一种什么样的体验。
请注意，本小节及下一小节中提出的观点将在后文进一步详细阐述和澄清。
2.3 光谱倒置思想实验
我们的第二个思想实验源自所谓的“光谱倒置”（inverted spectrum）思想实验 [21, 22]。
一个理论能够解释某种观察，其前提在于：如果这种观察有所不同，那么该理论就会面临预测错误。让我们来看一个具体的例子：
假设某个理论意味着蓝色的外观正如我们“所见”。这就预设了：如果蓝色的外观不同，那么这个理论将出现预测偏差——也就是说，在蓝色的实际外观与该理论对蓝色外观的预测之间会出现差距。
从认识论的角度来看，正是当一个理论遭遇这样的预测误差时，我们才会倾向于认为它至少在某种意义上是错误的，需要更新或放弃。哲学家会这样表述这一观点：当一个理论能够解释某种观察O（即在条件C满足的情况下预测O），那么一个在这个理论为真、而O在C被满足时未被观察到的世界是不可设想的⁶。
这引出了我们的第二个思想实验：
想象一下，蓝色的外观其实是绿色的样子（反之亦然）。这时就产生了一个问题：在这样一个“倒置”的世界中，我们会注意到感知到的蓝色与理论A的预测之间的差异吗？
为了回答这个问题，我们再回到“实验房间”的情境。
和现实世界一样，我们会做出如下预测：“根据理论A，当我进入实验房间时，我会看到蓝色。”
然而，与现实世界不同的是，在这个实验房间中，我们看到的不是蓝色而是绿色（即我们经历的不是“蓝色感”，而是“绿色感”）。
问题是：这是否意味着我们注意到了感知颜色（绿色）与理论A预测（蓝色）之间的差距？
答案是否定的。（这个结论可以从理论上推导并加以验证；详见第6.3节。）
实际上，从我们出生开始，蓝色的外观就一直是绿色的样子。在这个“倒置”的世界中，我们所称的“蓝色”实际上看起来就像现实世界中我们称为“绿色”的颜色。因此，“我将看到蓝色”这个预测对我们来说会被理解为对一种具有绿色外观的颜色的预期（即对“绿色感”的预期）。
简而言之，我们不会察觉到感知颜色与理论A预测之间的差异。即使蓝色与绿色的外观发生了倒置，我们也不会感受到这些观察与理论A预测之间的任何矛盾。
哲学家会这样表达这一观点：一个理论A为真、而蓝色与绿色外观发生倒置的世界是可以设想的。
显然，这个第二思想实验的结论再次是：理论A无法解释蓝色的外观。和第一个实验一样，它也揭示了理论A的预测能力其实部分依赖于我们关于蓝色外观的先验知识——仅凭理论A本身，我们无法预见我们在实验房间中所经历的第一人称观察。
在继续之前，我们需要澄清一点。
一些实证研究表明，两种主观体验（例如颜色体验）之间的差异程度，取决于它们背后大脑状态的“差异”程度，尤其是这些大脑状态在神经状态空间的一个子空间中的距离 [15, 16, 27–29]（参见脚注4）。
因此，基于状态X与其他大脑状态之间的相对差异，我们可以做出如下形式的预测：“蓝色的主观体验应该更接近紫色而不是红色。”
但问题在于，当蓝色与绿色的外观发生倒置时，这个预测不再成立：在倒置的世界中，蓝色的外观（即绿色感）不再比红色更接近紫色。
这意味着，我们只需将蓝色的外观与其他颜色进行比较，就能察觉它与理论A预测之间的差异。
为了避免这种反驳，我们可以考虑一个更激进版本的光谱倒置思想实验：在这个版本中，所有颜色的外观都以尽可能保留彼此间相对差异的方式被倒置。
例如，虽然所有颜色的外观都不同于现实世界中的样子，但蓝色的新外观仍然比红色更接近紫色的新外观。
关键在于，在这样一个倒置的世界中，我们将几乎不可能察觉蓝色外观与理论A预测之间的差异。
无论如何，这有助于我们澄清以下观点：
当我们说“理论A无法预测蓝色的外观”或“理论A无法通过蓝色的外观被证伪”时，我们所指的是蓝色外观本身的不可预测性，而非它与其他颜色外观之间的相对差异。
正如我们将在第6.5节中看到的那样，这一细微差别至关重要。
2.4 结论
在第2.2节和第2.3节中，我们回顾了两个思想实验（我们称之为HPC思想实验）。这些思想实验表明，理论A无法解释我们对蓝色的主观体验。
关键在于，虽然我们聚焦于对蓝色的主观体验，但这一问题适用于所有第一人称观察。例如，通过另一个著名的思想实验——哲学僵尸（philosophical zombie）思想实验——我们可以进一步说明理论A在解释我们主观体验“存在性”方面的明显无力 [4, 41]。
请注意，“理论A”并不指代某个具体存在的大脑理论。此外，在实践中，意识的唯物主义理论并不仅仅是关于大脑的理论（参见脚注5）。几乎所有这些理论还包括一个关于在此背景下什么是意识的假设，或者至少是关于大脑中哪一个方面（如机制、过程或功能）与意识相关联的假设。
例如，某些版本的高阶表征意识理论（higher-order theory of consciousness）就包含如下假设：意识是对感知内容的一种高阶表征 [43]。
无论如何，据我们所知，目前尚无任何关于大脑和/或意识的现有理论能够使我们正面克服前几小节中所描述的问题。在接下来的内容中，我们将使用“理论A”作为一个通用术语，泛指任何关于大脑和/或意识的唯物主义理论，除非另有说明。
到目前为止，我们尚未对HPC（意识的硬问题）给出一个精确的定义。关键在于，HPC思想实验让我们直观地感受到：解释我们的主观体验是困难的，甚至是不可能的。正是这种表面上的“困难”，构成了“硬问题”这一名称的由来。
通常对HPC的表述是将其视为解释我们主观体验的问题：“物理的大脑是如何产生主观体验的？”[3]
但问题在于，当我们以这种方式定义HPC时，我们实际上隐含地预设了对HPC思想实验的一种特定解读。
在下一节（第3节）中，我们将通过讨论不同的可能解读方式来澄清这个问题。
在此阶段，我们需要一个更高层次的定义：HPC就是我们在进行HPC思想实验时所面临的问题。
3 认识论假设
如前一节所述，HPC（意识的硬问题）思想实验的结论似乎是：理论A无法解释第一人称观察。
本节的目标是说明：事实上，这些思想实验还可以有另一种解读方式。在实践中，我们只是在重新表述心灵哲学领域中一些早已为人所知的观点。
首先，请注意，当我们说“理论A无法解释第一人称观察”时，我们其实只是在陈述一个假设。为了避免一开始就陷入误区，我们需要回到引导我们提出这一假设的那个初始观察。
这个初始观察非常简单：HPC思想实验仅仅让我们意识到，理论A无法帮助我们预测第一人称观察。
因此，假设“理论A无法解释第一人称观察”，实际上是一种用来解释为何理论A不能预测这些观察的方式。
哲学家可能会用“认识论鸿沟”（epistemic gap）和“解释性鸿沟”（explanatory gap）这两个概念来表达这一观点。在理论A的背景下，这两个概念可以定义如下：
1.认识论鸿沟是指理论A无法使我们预测第一人称观察；
2.解释性鸿沟是指理论A无法解释第一人称观察（即，理论A并不意味着第一人称观察就是它们所呈现的样子）。
换句话说，假设（或推断）存在一个解释性鸿沟，是一种解释为何存在认识论鸿沟的方式（类似的推理可参见文献 [7, 44]⁸）。
然而，再次强调：HPC思想实验仅让我们意识到存在一个认识论鸿沟。
关键在于，“存在一个解释性鸿沟”这一假设，并不是唯一的可能出路。
事实上，有两种假设都与HPC思想实验的初始观察一致：
解释性假设（Explanatory Hypothesis）：理论A无法解释第一人称观察（即存在一个解释性鸿沟）；
认识论假设（Epistemological Hypothesis）：我们无法从理论A中推导出它对第一人称观察的含义。
这两种假设确实都意味着：理论A无法让我们预测第一人称观察。认识论假设引出了哲学家所谓的B型唯物主义（type-B materialism）或后验物理主义（a posteriori physicalism）[7, 44, 45]。B型唯物主义的目的是让唯物主义与HPC思想实验相容。正如我们刚刚看到的那样，在解释性假设下，如果理论A与第一人称观察之间存在认识论鸿沟，那是因为它们之间存在解释性鸿沟。这种思维方式促使一些哲学家采取了更为激进的立场：唯物主义是错误的[3, 4, 6, 19, 20]。事实上，只要我们认为所有唯物主义理论——而不仅仅是当前的唯物主义理论——都面临认识论鸿沟，那么这一立场就逻辑上成立。一位B型唯物主义者会同意这样一个说法：所有唯物主义理论与第一人称观察之间确实存在认识论鸿沟：也就是说，即使是一个完美无缺的大脑理论也会受到这一认识论鸿沟的影响。然而，当被问及为何存在这一认识论鸿沟时，B型唯物主义者会拒绝解释性假设，转而支持认识论假设。因此，对B型唯物主义者来说，所有唯物主义理论都面临认识论鸿沟这一事实，并不意味着唯物主义是错误的（这一关于B型唯物主义的观点源自文献 [7]，尽管可能存在某些差异）。
总体而言，如图1所示，我们可以使用三个问题对HPC思想实验的所有现有解释进行分类：
1.“是否存在一个认识论鸿沟？”
2.“为什么存在一个认识论鸿沟？”
3.“为什么存在一个解释性鸿沟？”