2 Foundations This Is Your Brain

這段耶魯大學心理學入門課程的講座主要圍繞以下幾個核心論點展開:

  1. 二元論 (Dualism) 作為直觀且普遍的關於心靈與身體關係的觀點,及其歷史根源(特別是笛卡兒)。
  2. 科學界目前普遍接受的觀點是唯物論 (Materialism),即心靈是大腦活動的產物,並提出科學反對二元論的論據。
  3. 闡述大腦的基礎運作機制,包括神經元的功能與結構、神經元之間的化學通訊方式(神經傳導物質),以及大腦的組織原理(平行處理而非線性處理)。
  4. 介紹大腦的主要組成部分及其功能分區(皮質下結構、大腦皮質、腦葉、地形圖等),並說明如何透過研究腦損傷和神經影像學來理解大腦各部分的功能。
  5. 探討心靈研究的局限性,特別是意識的「難題」(Hard Problem),以及機械論式的大腦觀點與人文主義價值觀(如自由意志、責任、內在價值)之間的潛在衝突。

以下是對這些論點的詳盡解釋:

論點一:二元論——直觀且普遍的心靈觀點

講座一開始,教授便引出了弗朗西斯·克里克(Francis Crick)的「驚人假說」(The Astonishing Hypothesis),即「你,你的喜悅和悲傷,你的記憶和抱負,你的個人認同感和自由意志,事實上不過是龐大神經細胞及其相關分子集合體的行為」。教授承認這個觀點初聽起來令人驚訝且不自然,因為大多數人,包括歷史上絕大多數的宗教和哲學體系,都持有一種截然不同的觀點——二元論。

二元論的核心主張是,人類(至少在某些方面)是由兩種截然不同的實體構成的:物質的身體和非物質的心靈或靈魂。這種觀點認為,真正的「你」並非你的肉體,而是居住或連接於肉體的一個非物理性的存在。

教授重點介紹了法國哲學家勒內·笛卡兒(Rene Descartes)對二元論的闡述和辯護。笛卡兒明確提出人類並非單純的物理機器。他認為動物是「獸類機器」,其行為是反射性的、機械的,但人類則不同。人類除了擁有物理身體外,還擁有一個非物質的心靈。笛卡兒為二元論提出了兩個主要論證:

  1. 行動的創造性與自發性論證: 笛卡兒觀察到,雖然物理機器(如當時花園裡的液壓機器人)能夠對特定刺激做出固定反應,但人類的能力遠不止於此。人類能夠進行協調、富有創造力、自發性的行為,特別是能夠靈活運用語言,說出他們「選擇」說的話,而不僅僅是反射性地應答。笛卡兒認為這種自發性和創造性是任何純粹物理機器無法實現的。因此,人類必然擁有一個超越物理限制的非物質心靈。
  2. 懷疑的方法論證: 這是笛卡兒最著名的論證之一。他系統性地懷疑一切可能被懷疑的事物,包括感官經驗、外部世界的存在,甚至是自己是否有一個身體(他指出瘋子可能有錯誤的身體認知,夢境也可能欺騙我們)。然而,他得出結論,他無法懷疑正在進行懷疑(即思考)的那個「我」的存在。正如他所說:「我思故我在」(Cogito ergo sum)。從這一點,他推斷出思考的本質(心靈)與其存在無關乎空間或任何物質事物,是完全獨立於身體的。這證實了心靈作為一個獨立實體的存在。

二元論之所以普遍,是因為它深植於我們的語言和直覺中。我們常說「我的身體」、「我的大腦」,彷彿「我」與這些物理部分是分開的。這種觀點也體現在我們對個人身份的直覺上:我們容易理解身體可以發生劇烈變化(如年齡增長、轉世、甚至變成昆蟲),但「這個人」仍然是同一個。我們也能想像多個「人」居住在一個身體裡(如多重人格或附身),以及人可以在身體毀滅後繼續存在(普遍的來世或靈魂觀念)。這些直覺都與心靈獨立於身體的二元論觀點相符。對許多人來說,這也是他們的信仰和世界觀的重要基石。

論點二:唯物論——科學界的共識與反對二元論的理由

儘管二元論在直覺和文化上根深蒂固,但教授明確指出,弗朗西斯·克里克稱其為「驚人假說」的原因在於,現代科學的普遍共識是反對二元論的。科學界的觀點是唯物論,即心靈(包括意識、情緒、思想、決策等)完全是大腦物理活動的產物。「心靈是大腦所做的事情」(the mind is what the brain does),就像計算是電腦所做的事情一樣。

教授闡述了科學界拒絕二元論、轉而支持唯物論的幾個關鍵理由:

  1. 二元論缺乏科學解釋力: 作為一個科學研究的框架,二元論存在根本缺陷。當我們想了解學習、記憶、知覺或精神疾病的基礎時,二元論只籠統地將其歸結為非物理的「心靈」或「靈魂」的作用,這無法提供具體的、可檢驗的機制來解釋這些現象,因此是非科學的。
  2. 心靈與身體的互動難題: 笛卡兒及後來的二元論者始終難以令人信服地解釋,一個非物質的心靈如何能夠與一個物質的身體進行互動?非物質的靈魂如何控制物理的肌肉?物理的感官刺激(如腳趾撞到東西)又如何導致非物質的疼痛感?這種「導管」或連接機制在二元論框架下是個懸而未決的難題。
  3. 物理系統能力的「存在證明」: 笛卡兒時代可能合理地認為物理機器無法執行某些複雜任務(如下棋、進行創造性對話)。然而,現代科學和技術已經證明,物理系統(如電腦)完全能夠執行曾經被認為需要非物質心靈才能完成的複雜計算、符號操作,甚至有限的推理和識別。這駁斥了笛卡兒關於機器局限性的論證,使得「人類是一個物理機器」(特別是大腦)的觀點至少成為可能。
  4. 大腦活動與心靈生活之間的強力證據: 最具說服力的論據來自大量證據表明,大腦的物理狀態與心靈狀態之間存在緊密且複雜的對應關係。
    • 腦損傷的影響: 腦損傷、疾病(如梅毒)或化學物質(如咖啡因、酒精)會直接改變一個人的心智能力和行為。嚴重的精神功能喪失總是與大腦的相應損傷有關。
    • 神經影像學: CAT 、 PET 、 fMRI 等現代影像技術能夠顯示大腦在進行不同心智活動時的活躍區域。例如,看、聽、讀、說詞語時,大腦的不同區域會被激活。甚至在一定程度上,通過觀察大腦活動模式,可以判斷一個人是在思考音樂還是思考其他事物,或是在進行道德判斷。

這些證據共同指向一個結論:心靈生活並非獨立於大腦,而是直接依賴於大腦的物理狀態和活動。對於唯物論者來說,這些發現是預料之中的自然結果,而對於二元論者來說,則極難解釋這種密切的相關性。

論點三:大腦的基礎運作機制——支持唯物論的生物學基礎

為了讓「心靈是大腦所為」的觀點更具體和可信,講座接著提供了一個大腦神經生理學的概覽。這部分解釋了作為唯物論基礎的物質實體——大腦——是如何工作的。

  1. 神經元:思考的基石: 大腦的基本單元是神經元。神經元是一種特殊的細胞,通常包含樹突(接收其他神經元信號)、細胞體(整合信號)和軸突(傳送信號)。神經元接收的信號可以是興奮性(增加發射可能性)或抑制性(降低發射可能性)。神經元的「發射」是一個「全有或全無」(all or nothing)的過程,但大腦通過發射神經元的數量和發射頻率來編碼感覺的強度。大腦包含數千億個神經元,每個神經元與成千上萬個其他神經元相連,構成一個極其複雜的計算網絡。
  2. 神經元之間的化學通訊: 神經元之間不是簡單的物理連接,而是通過化學物質進行通訊。在一個神經元的軸突末端與另一個神經元的樹突之間存在一個微小間隙,稱為突觸(synapse)。當神經元發射時,它會釋放稱為神經傳導物質(neurotransmitters)的化學物質穿過突觸間隙,影響接收神經元的樹突。這些神經傳導物質可以是興奮性的或抑制性的。許多藥物(醫療或娛樂性)的作用原理就是干擾神經傳導物質的活動,例如興奮劑(agonists)增加神經傳導物質的效果,抑制劑(antagonists)則降低其效果。講座列舉了箭毒(Curare)、酒精、安非他命、百憂解(Prozac)和左旋多巴(L-DOPA)等例子,說明藥物如何通過影響特定的神經傳導物質(如乙酰膽鹼、γ-氨基丁酸、去甲腎上腺素、血清素、多巴胺)來劇烈改變行為和心智狀態,進一步證明了心靈與大腦化學過程的緊密聯繫。
  3. 大腦的組織原理: 大腦的運作方式不同於傳統的串行電腦。儘管組成神經元的「硬體」相對較慢,但大腦通過大規模的平行處理(massively parallel distributed processing)實現了驚人的速度和效率。這意味著許多計算是同時進行的,而且信息分散存儲和處理。這種網絡結構使得大腦對損傷具有一定的抵抗力(與電腦剪斷一根線就可能癱瘓不同)。「神經網絡」模型便是試圖模擬大腦這種平行處理方式來構建人工智慧。

論點四:大腦的主要組成與功能定位

講座接著介紹了大腦的不同結構層次及其功能分區,以說明大腦各部分如何貢獻於複雜的心靈功能。

  1. 非皮質結構(Subcortical Structures): 這些位於大腦皮質下方的深層結構負責一些更為基礎和低級的功能,例如:
    • 延髓(Medulla): 控制心率和呼吸等生命基本活動。
    • 小腦(Cerebellum): 負責身體平衡和肌肉協調,包含大量神經元。
    • 下丘腦(Hypothalamus): 調節飢餓、口渴、睡眠等生理驅動。
  2. 大腦皮質(Cortex): 這是人類大腦最外層、高度摺疊的部分,也是高級心智功能的主要發生地。皮質的體積在靈長類動物尤其是人類中佔比極高。皮質被劃分為不同的腦葉(葉):
    • 額葉(Frontal Lobe): 位於前方,涉及規劃、決策、語言產生、人格和高階認知功能,也與抑制衝動有關(如酒精影響額葉導致去抑制)。
    • 頂葉(Parietal Lobe): 位於頂部,處理體感信息(觸覺、溫度、疼痛),空間處理和導航。
    • 枕葉(Occipital Lobe): 位於後方,主要負責視覺處理。
    • 顳葉(Temporal Lobe): 位於側面,涉及聽覺處理、記憶(特別是海馬體)、語言理解和物體識別(包括面孔)。
  3. 地形圖(Topographical Maps): 大腦皮質中的運動皮質(Motor Cortex)和體感覺皮質(Somatosensory Cortex)包含了身體的「地圖」。特定身體部位的活動或感覺對應於皮質中特定區域的激活。這些地圖是地形學的(相鄰身體部位對應於相鄰的大腦區域),但它們在皮質中的大小與實際身體部位大小不成比例,而是與該部位的運動控制精細程度或感覺敏感度相關(例如,手、臉和舌頭在大腦中的代表區域 disproportionately 大)。
  4. 功能側化(Lateralization): 大腦左右半球雖然大致對稱,但在功能上存在差異。對於大多數右撇子來說,語言功能主要位於左半球,而數學和音樂能力可能更多與右半球相關。大腦功能側化研究的一個重要發現來自「裂腦」病人(因治療嚴重癲癇而切斷連接左右半球的胼胝體 corpus callosum)的研究,這些極端案例幫助我們理解正常大腦中左右半球如何協作或獨立工作。
  5. 研究方法: 對腦功能分區的理解主要來自兩個途徑:
    • 神經影像學: CAT 、 PET 、 fMRI 等技術觀察健康人大腦在執行特定任務時的活動模式。
    • 腦損傷研究: 觀察特定腦區損傷的病人所表現出的功能缺陷(如運動失調 apraxia 、失認症 agnosia 、感覺忽略 sensory neglect 、失語症 aphasia,以及額葉損傷導致的後天性精神病態 acquired psychopathy),推斷受損腦區可能的功能。

這些詳細的大腦結構和功能知識,為「心靈是大腦所為」提供了具體的生物學框架,使其從一個抽象的哲學主張變為一個可供科學研究的具體假說。

論點五:心靈研究的局限性與科學觀點的挑戰

講座的最後部分回到了對「驚人假說」的反思,指出了心靈研究,特別是從機械論角度出發的心理學和神經科學所面臨的挑戰和局限性。

  1. 意識的「難題」(The Hard Problem of Consciousness): 儘管神經科學可以在一定程度上解釋大腦活動如何與功能(如視覺、記憶、語言)相關聯,但它仍然難以解釋「主觀體驗」(subjective experience)本身。也就是說,它難以回答「感覺起來是什麼樣子」(what it’s like)的問題。例如,科學可以描述看到紅色時大腦發生的神經活動,但無法解釋為什麼看到紅色會產生那種獨特的主觀感受。這種類比於魔術(赫胥黎將其比作精靈從神燈中出現)的意識生成,目前仍是科學尚未解決的「難題」。
  2. 機械論觀點與人文主義價值觀的衝突: 將心靈完全視為大腦的物理過程,會帶來與傳統人文主義價值觀的潛在衝突。這些價值觀包括:
    • 自由意志與責任: 如果我們的行為完全由神經化學和物理過程決定,那麼個人是否還有真正的自由意志?懲罰或獎勵一個人的行為是否合理?
    • 內在價值: 如果人僅僅是複雜的物理系統,那麼人類的內在價值從何而來?
    • 精神價值: 機械論的觀點如何容納或解釋人們所珍視的精神或靈性價值?

講座最後提出,面對這種科學與人文之間的緊張關係,人們有三種可能的應對方式:
* 拒絕科學: 堅持二元論或其他非科學觀點,拒絕科學心理學的承諾。
* 擁抱科學,拒絕人文主義價值: 認為自由意志、責任、內在價值等都是前科學時代的幻覺,在現代科學面前站不住腳。
* 嘗試調和: 努力尋找方法,將科學對心靈的理解與希望保留的人文主義價值觀相結合或調和。

講座以這兩個尚未解決的難題結束,強調儘管將大腦視為一台複雜的計算機器來研究是心理學的有力策略,但對於主觀意識的本質以及科學解釋與人類自我認知之間的關係,仍有許多未知和深刻的問題需要探討。

總結來說,這場講座的核心在於呈現並比較了關於心靈與身體關係的兩種截然不同的觀點:直觀的二元論和科學的唯物論。講座詳盡地闡述了笛卡兒為代表的二元論論據及其普遍性,同時提供了強有力的科學證據和論證來支持將心靈視為大腦功能的唯物論觀點。此外,講座還深入淺出地介紹了支撐唯物論的神經科學基礎知識。最後,講座不迴避科學解釋當前面臨的挑戰,特別是意識的本質和科學觀點對傳統人類價值觀的潛在衝擊,為後續課程奠定了基礎,並鼓勵學生思考這些深刻的問題。