“身為你自己是一種怎樣的感覺(what it is like to be you) ？”心智涵蓋了我們所體驗的一切。這些體驗是大腦創造的，且我們通常意識不到這個創造的過程。體驗具有私人性，我們無法知悉他人的體驗，但我們也同樣無從了解自己的大腦里在發生些什麼。
什麼是心智？什麼是意識？心智與意識，和我們的大腦又有着怎樣的關聯？以下內容選自《心智：大腦的預測與意識》，較原文有刪節修改。已獲得出版社授權刊發。
《心智：大腦的預測與意識》，[美]e.布魯斯·戈爾茨坦 著，劉林澍 譯，機械工業出版社2023年8月版。
19世紀中葉，烏得勒支大學生理學教授弗蘭西斯科斯·唐德斯（franciscus donders）首次嘗試在實驗室環境中測量心智。唐德斯想知道人做出一個具體決定的時間有多長。為了回答這個問題，他在兩種條件下測量了被試的反應時。
條件一是測量“簡單反應時”：被試只要看見屏幕顯示的閃光，就要立刻按鍵，“簡單反應時”就是閃光與按鍵動作的時差。條件二是測量“選擇反應時”：現在閃光可能出現在屏幕左側或右側，若出現在左側，則被試要按下左鍵；若出現在右側，則被試要按下右鍵。這就將“我該按下哪個鍵”這一決策包含在內了。
唐德斯發現“選擇反應時”要比“簡單反應時”長約0.1秒，據此得出結論：在當前實驗情境下，被試做出決策要花的時間就是0.1秒。測量看不見、摸不着的決策過程已經有點兒唬人了，但這個實驗真正的重要之處是唐德斯的推理過程。
唐德斯實驗中刺激與行為反應間的事件序列：(a)簡單反應時任務，(b)選擇反應時任務。虛線表示唐德斯測量的反應時，即閃光(事件1)與按鍵(事件2)的間隔時間。請注意，唐德斯並未直接測量心理反應，而是依據測得的反應時對其進行推測。《心智：大腦的預測與意識》內頁插圖。
在簡單條件(a)和選擇條件(b)下，分別測量刺激(閃光)與行為反應(按鍵)的間隔時間，不直接測量心理反應(看見閃光、決定按哪個鍵)。被試在選擇條件下做出反應的時間比在簡單條件下長0.1秒，唐德斯據此推測這0.1秒就是決策所需的額外“心理時間”。
細究唐德斯的方法，為測量做出決策所需的時間，他假設“選擇任務”中額外的心理活動包括判斷閃光發生在哪一側，以及決定按哪個鍵。他其實並沒有目睹被試做這些決策，只是推測這些看不見的決策導致被試的反應變慢了。
紀錄片《心智鬥爭》（2014）海報。
在19世紀後半葉，還有一些研究採用了唐德斯的範式。德國心理學家赫爾曼·艾賓浩斯（hermann ebbinghaus）使用無意義的字符串(比如iul、zrt或fxp)研究記憶，測量在不同時間間隔後被試對這些字符串的記憶準確性。他利用搜集的數據繪製了“遺忘曲線”，揭示了被試記憶中字符串的數量隨時間流逝而不斷減少的具體模式。艾賓浩斯的研究非常重要，因為它首次用圖形描繪了一個特定心智功能(記憶)的具體特點。
19世紀末，圍繞心智的實證研究似乎正要邁上正軌，但在曙光乍現之時，一系列重要事件讓這一切戛然而止，其中之一就是威廉·馮特（wilhelm wundt）於1879年在萊比錫大學創建了第一個心理學實驗室。
馮特為心理學最終脫離哲學，成為一門真正意義上獨立的實證科學做出了不可磨滅的貢獻，但他主張藉助內省研究心智的具體成分，又讓心智研究在20世紀初陷入了停滯。馮特的方法被稱為“分析性內省”(analytic introspection)，參與研究的被試需要描述自己的經驗。
比如說，在一個實驗中，馮特要求被試描述自己聽到一個在鋼琴上彈奏的五音和弦時的體驗，他想知道被試能否將組成該和弦的五個音都聽出來。雖說一百多年後的今天，這種“自我報告法”重新在心理學實驗中得到廣泛的使用，馮特當時的研究結果在相當程度上卻是“因人而異”的。
這一事實惹惱了約翰·布魯德斯·沃森（john b.watson），在1900年，他還是芝加哥大學心理學系的一名研究生。對當時研究者無法檢驗被試的口頭報告這一點，沃森一直心懷不滿，他認為如果心理學真的要成為一門嚴肅的實證科學，就必須做出一些改變，於是他懷着極大的熱情開始改造心理學，嘗試將心智研究“掃地出門”。
行為主義與心智研究的停滯
20世紀初，沃森創立了行為主義，讓圍繞心智的研究陷入了停滯。沃森在他發表於1913年的《行為主義者眼中的心理學》一文中陳述了行為主義的主旨：
行為主義者眼中的心理學是純粹客觀的，屬於實證性自然科學的一個分支。這門學科的理論目標是預測與控制行為，它不以內省為基本研究方法，相關數據的科學價值也不取決於它們能否從意識的角度加以描述。……我們從事的是一項開創性的工作：推動心理學的研究目標從意識轉向行為。
沃森在文中否認內省的方法論地位，主張心理學的主要研究對象應該是可觀察的行為，而非頭腦中發生的事件(也就是那些不可觀察的過程，包括思維、情緒和推理)。為強調他對傳統心智研究的反對，他進一步聲稱“心理學不應再自欺欺人地認為它能將心理狀態作為觀察對象”。換句話說，沃森將心理學的研究對象局限在行為數據上，反對“越過”這些數據，對不可觀察的心理事件實施推理並得出結論的做法。沃森最廣為人知的研究就是“小阿爾伯特實驗”，在這項實驗中，沃森和羅莎莉·雷納（rosalie rayner）使用了伊萬·巴甫洛夫（ivan pavlov）的經典條件作用範式。
巴甫洛夫在19世紀90年代的一系列實驗中將食物與鈴聲聯繫起來，通過訓練，讓狗只要聽見鈴聲就分泌唾液。沃森將一聲巨響和一隻小兔聯繫起來，讓原本喜愛小兔的小阿爾伯特最終對小兔產生恐懼。
在沃森看來，條件作用已足以解釋許多人類行為，無需推斷頭腦中發生了什麼事情。行為主義很快開始在美國心理學界大行其道，心理學家們原先問的是：“關於心智，行為能告訴我們些什麼?”
在行為主義的影響下，他們開始關心“關於行為，人類與動物對刺激的反應模式能告訴我們些什麼?”後來，伯爾赫斯·弗雷德里克·斯金納（b.f.skinner）設計了一套行為測量方法，稱為“操作性條件作用”。經過訓練的小鼠和鴿子會按壓槓桿，獲取食物獎勵。
電影《煤氣燈下》（1944）劇照。
斯金納用這種方法展示了“強化程序”(在動物按壓槓桿時以何種頻率和模式分發食物獎勵)和動物按壓槓桿這一行為間的關聯。
舉個例子，要是小鼠每次按壓槓桿都能獲得獎勵，它按壓槓桿的頻次和模式會與每按壓五次槓桿才獲得一次獎勵時明顯不同。
斯金納的系統富有美感——它十分客觀，因此無疑是“科學的”。操作性條件作用在實踐中得到了廣泛應用，比如“行為療法”就通過控制獎勵原則，糾正患者不恰當的行為。但一些變化還是在20世紀中葉開始發生，心理學界和大眾文化即將見證心智研究的一場復興。
朝向心智研究的範式轉移
20世紀50年代，行為主義在心理學界依然佔據統治地位，但有跡象表明，一場範式轉移正在醞釀中。所謂範式，指的是特定時期的科研工作中相關概念與實驗程序構成的一個體系，範式轉移指的是從一種主流範式向另一種主流範式的轉變。
在科研領域，範式轉移的一個例子是20世紀初經典物理學(基於艾薩克·牛頓和18、19世紀其他學者的工作)到現代物理學(基於愛因斯坦的相對論，及一眾學者推動的量子理論的發展)的演進。
類似地，從只關注可觀察行為的行為主義到認知心理學的發展構成了20世紀50年代心理學的範式轉移。這是心理學史上的一大步：人們開始用可觀察的行為推斷心智的具體運行方式。
推動上述範式轉移的一個重要事件，是ibm於1954年推出了面向大眾用戶的計算機。與今天的筆記本電腦相比，這些早期的計算機其實還都是些龐然大物，但它們很快進入了大學的實驗室，被用於分析數據，更重要的是，它們啟迪了一種對心智的新見解。
計算機之所以能吸引心理學家的關注，其中一個原因就是它們以一種分步的方式加工信息。我們能看到，“輸入處理器”接收信息，將其轉至“內存單元”，以備“運算單元”進一步處理後生成計算機的輸出。
一些心理學家從這種分步式信息加工模式中獲得了靈感，設計出心智研究的信息加工範式。根據這套範式，心智的運行可描述為一連串信息加工步驟。
圖b（見下圖）描繪了心智運行早期步驟的一個範例，由英國心理學家唐納德·布羅德本特（donald broadbent）於1958年提出。啟迪他的是一系列實驗，這些實驗旨在檢測人們能否從許多同時呈現的訊息中提取出相關的那一條：這種事很常見，當你在一場派對上和朋友聊天，你其實已經忽略了周圍其他人的交談。
(a)簡化的計算機運行流程圖，(b) 布羅德本特（broadbent）的心智流程圖。《心智：大腦的預測與意識》內頁插圖。
克林·查克（colin cherry）在實驗條件下研究了這一現象，他讓被試戴上耳機，左耳和右耳分別播放不同的音頻材料，要求他們專註於其中一段訊息(關注點)並嘗試忽略另一段(非關注點)。
比如要求被試專註於左耳聽見的——“山姆（sam）盼望着假期和家人團聚……”而忽略右耳聽見的——“有些人認為，是心智讓我們成其為人……”。
當被試聚焦於關注點時，他們能清楚地聽出相關訊息，同時，他們會說另一隻耳機中也有人講話，但聽不出內容。圖b描繪了布羅德本特對這種現象的解讀。此時“輸入”是許多條訊息，就像在派對上嘰嘰喳喳的對話一樣。
這些訊息會進入“過濾器”，後者會將除朋友外其他人說的話濾去：只有朋友的話能進入“檢測器”，並將相應的內容傳遞給你。布羅德本特的流程圖提供了一種分析心智運行的方法：將其視為分步式信息加工過程，據此提出假設供後續實驗檢驗。
1956年已被譽為“認知科學元年”
當時醉心於設計心智研究新方法的不止查克和布羅德本特兩位，達特茅斯學院一位年輕的教授約翰·麥卡錫（john mccarthy）也有些點子。
麥卡錫想，有沒有可能寫一個程序來模擬人類心智的運行?為此，麥卡錫於1956年在達特茅斯學院召集了一次會議，探討如何為計算機編程才能讓它們產生智能行為。這次會議的名稱——“人工智能夏季研究項目”標誌着“人工智能”這個術語首次登上歷史舞台。麥卡錫將人工智能研究定義為“讓一台機器以類似於人類的方式產生‘智能’行為”。
紀錄片《神秘的你》（2019）劇照。
這次會議吸引了大批專家，他們的學科背景各不相同，包括但不限於心理學、數學、計算機科學、語言學和信息理論。會一共開了十周，臨近結束時，兩位與會者——卡內基工學院的赫伯·西蒙（herb simon）和艾倫·紐厄爾（alan newell）——展示了一個計算機程序，他們稱之為“邏輯理論家”(logic theorist)。
這是一個革命性的程序，它能自行生成數學定理的邏輯證明。儘管“邏輯理論家”相較於今天的人工智能程序還十分原始，但它確實是一台真正的“會思考的機器”，因為它能像人一樣藉助推理解決問題，而不是單純地處理數字。
達特茅斯會議結束後不久，“麻省理工學院信息理論研討會”於同年9月召開。這是另一場足以載入史冊的會議。紐厄爾和西蒙在會上再次展示了“邏輯理論家”，與會者還聽取了哈佛大學心理學家喬治·米勒（george miller）的論文報告《神奇的數字7：加減2》。
在這篇論文中，米勒提出了一個觀點：我們的信息加工能力是有極限的——人類大腦的這個極限大約是7個信息單元，差不多是一個電話號碼的長度(不包括區號)。
上面回顧的一系列事件——查克的實驗、布羅德本特的“過濾器”模型，以及1956年的兩個重要會議——標誌着心理學的範式轉移，即所謂“認知革命”的開端。但值得一提的是，從行為主義到認知主義的轉移(儘管的確是革命性的)實際上經歷了一段時間。1956年那兩場會議的與會科學家們當時並不知道多年後人們依然會不斷提起這兩場會議——在科學史上，1956年已被譽為“認知科學元年”。
諷刺的是，1957年，伯爾赫斯·弗雷德里克·斯金納（b.f.skinner）的著作《語言行為》(verbal behavior)面世，成為了心智回歸科學舞台的另一個標誌性事件。斯金納在書中指出，兒童通過操作性條件作用習得語言。根據這個觀點，兒童以正確的方式模仿他們聽見的話，因為這樣做會有獎勵。
紀錄片《神秘的你》（2019）劇照。
但在1959年，麻省理工學院的語言學家諾姆·喬姆斯基（noam chomsky）在一篇綜述中毫不留情地批駁了斯金納的觀點。喬姆斯基指出，兒童說的許多句子其實都不會得到獎勵(“我討厭你，媽媽!”——舉個例子)，而且正常的語言發展過程包括一個階段，在這個階段兒童會說出一些語法不準確的句子，像“the boy hitted the ball”，他們能說出這樣的句子當然不會是因為被強化了。
喬姆斯基認為決定語言發展的不是模仿或強化，而是與生俱來的生物程序，這種程序不因文化而異。語言是心智架構的產物，而不是強化的結果，喬姆斯基的這個觀點讓心理學家開始重新審視將語言和其他複雜行為(比如問題解決和推理)歸於操作性條件作用的主張。不少人開始意識到要理解複雜的認知現象，不僅要測量可觀察的行為，還要考慮這種行為所揭示的幕後心智運行模式。
隨着越來越多的心理學家開始對心智研究重燃熱情，烏爾里克·奈塞爾（ulrich neisser）於1967年出版了第一部《認知心理學》教科書，研究心智的心理學家們也開始自稱“認知心理學家”。圍繞記憶、語言和問題解決的信息加工過程，他們繪製了越來越多的流程圖，讓旨在揭示心智內部機制的信息加工範式深入人心，而行為主義也逐漸淡出了人們的視野。
原文作者/[美]e.布魯斯·戈爾茨坦
摘編/何也
編輯/商重明
校對/劉軍
