意識是一個困擾人類數千年的謎題。每個人都知道自己是有意識的，但是對意識是什麼卻幾乎一無所知。我們目前可以確定的是人類意識來自於大腦的神經活動，那麼是否把大腦研究清楚就能解釋意識呢？科學沒有解釋意識是因爲對大腦的研究還不夠透徹嗎？一定程度上說的確如此，但是無論是徹底研究大腦還是解釋意識都需要與現有科學有所不同的思想和方法。
1 萊布尼茲之塹
主觀體驗和客觀現實之間存在着一條無法跨越的鴻溝（萊布尼茲之塹）。我們可以通過科學手段將生理活動測定得非常精確，例如光線如何刺激視網膜，如何引發神經衝動並傳導到大腦的視覺皮層，但是一旦要研究“紅色”這種主觀體驗是如何產生的，科學就束手無策了。正如心理學家威爾曼斯（Max Velmans）所說：“對於刺激，我們可以使用標準的科學技術獲得其物理描述，但是這些技術並不能使人們通達（更不用說測量）刺激引起的意識體驗。”1雖然科學事實上能夠研究“神祕現象”，例如近代發現的一些物理現象，它們同樣無法直接測量，只能通過採集的信息去推斷可能發生了什麼，但是至少物理學已經建立了較完善的體系和範式，而研究意識的體系和範式幾乎還未建立，畢竟意識的複雜與奇特程度比已知的物理現象都要高得多。正因如此，心靈哲學家查默斯（David Chalmers）將關於意識的主觀體驗的問題命名爲“難問題”（hard problem）。
2 意識難以受控
雖然難以研究主觀體驗，但是我們可以研究意識的物質基礎。我們知道意識產生於大腦，那麼意識是否存在於大腦的某個特定區域呢？對於這類問題，腦科學研究通常採用控制變量的方法：刺激或破壞大腦的一個部位，然後觀察被試的行爲變化，推斷出該部位的功能。通過該方法，科學家已經確定了大腦的大多數部位的功能，例如海馬體主要負責長時記憶的存儲轉換和定向、杏仁核的基本功能是調節情緒等等。按照控制變量的思路確定意識所在的部位似乎很簡單，觀察比對那些失去意識的人（例如植物人）的大腦和正常人的大腦就可以了。然而這種方法行不通，因爲意識和特定部位沒有明確關聯，有些人某個部位受到損傷會失去意識，而其他人卻不會。或許意識並不存在某個特定部位，而是大腦的整體效應，而這同樣難以證實。
很多神經學家都在尋找意識的神經關聯物（neuronal correlates of consciousness, NCC），然而至今都沒有找到，甚至無法確定其是否存在。最近獲得諾貝爾物理學獎的彭羅斯（Roger Penrose）與神經學家哈梅羅夫（Stuart Hameroff）於上世紀90年代提出了著名的調諧客觀還原模型(Orchestrated Objective
Reduction Model，簡稱Orch OR模型)，指出意識是神經元中的微管的量子引力效應的結果，但是這個模型無法得到實驗證實，因而引發了巨大的爭議。這也是意識的物質基礎研究的現狀，要想通過實驗證實某個假說是極其困難的，不僅因爲技術水平有限，更重要的是意識和已被研究的事物都不一樣，傳統的實驗方法和思路都不那麼適用。神經生理學家羅伊·約翰（Roy John）曾經感慨：“我們不理解產生心理體驗的物理和化學的相互作用的性質。我們不知道多大的神經元系統才能夠維持關鍵的反應，也不知道關鍵的反應是否僅僅取決於神經元的屬性或者只需要一個特定的能量和物質的系統。”2
3 研究大腦需要新理論
即使暫時不管意識，單純研究大腦也非常困難。大腦是數百萬年進化的產物，存在着很多非常巧妙而複雜的結構，被認爲是宇宙中最複雜的事物。大腦擁有約一千億個神經元，每個神經元通過數千甚至上萬個神經突觸和其他神經元相連接。
令人欣慰的是，現代神經生物學發展迅速，我們對大腦的生理結構及機制已經有了一定的瞭解。藉助先進的技術手段，我們可以精確觀察和測量每個神經元的活動甚至繪製出連接組（大腦神經元的全部連接結構）。然而，我們距離完全理解大腦的原理還很遙遠。人工智能專家傑夫·霍金斯（Jeff Hawkins）曾一針見血地指出：“每年都有數以千計的（神經科學）研究報告發表出來，但研究者們往往只是堆砌新的細節，而不是將它們組織起來。直到現在，仍然沒有一個整體的理論和框架能夠解釋大腦在做什麼以及如何做。”3 這和遺傳學的現狀類似：雖然我們能夠精確測定基因序列，但是對於它們的通信和協同方式所知甚少，我們知道了遺傳密碼的字母，卻對其語法幾乎一無所知。4將細節理解得再清楚也不足以使得我們理解整體原理，要理解大腦需要新的理論。對大腦的研究現在處在積累基礎知識的階段，在等待着量變導致質變，等待着一場理論革命將積累的知識統一成整體。
4 意識來源於未知的自然現象嗎
有一種觀點認爲，科學未能解釋意識不是科學方法的問題，而是由於存在某種未知的自然規律。代表性觀點來自查默斯（David Chalmers）：“意識依據某些自然的偶然法則，從物理的基質中產生，但它們自身並不被物理法則所蘊涵。……在物理事實之外有更進一步的事實發生。”519世紀時，人們試圖用已有的機械物理學來解釋電磁現象，結果毫無疑問陷入困境，就像當代的意識研究一樣，但是一旦人們意識到電磁現象遵循一種新的規律後，提出了相應的理論以全新的思路進行研究，很快就走出了困境。正如電磁現象的出現改變了科學思想一樣，一旦發現關於意識的新自然規律也將極大地改變現有的科學方法和思路。
5 結語
在過去的幾個世紀裏，科學取得了輝煌的成就。然而由於意識的獨特性，科學對意識的研究長期陷入困境。獨特的對象需要獨特的研究方法，無論是研究意識的物質基礎還是意識本身都需要全新的思想和方法，僅依靠目前的科學方法是不夠的。因此，“科學能否解釋意識”取決於未來如何定義科學，如果新方法仍然被認爲屬於科學，那麼回答是“是”；反之，如果新方法被認爲超越了科學，那麼回答是“否”。就當下而言，研究人員需要大膽嘗試以新思路研究意識，不能囿於現有的科學方法。
參考資料
1 [英]威爾曼斯《理解意識》. 浙江大學出版社2013年版206頁
2 John,E.R.(1976) A Model of Consciousness. in G. Schwartz and D. Shapiro(eds)Consciousness and Self-Regulation. New York: Plenum Press. p.2
3 [美]霍金斯.等《智能時代》. 中國華僑出版社2014年版32頁
4 [美]卡普蘭《生命之網》. 科學出版社2017年版56頁
5 Chalmers,D.(1996) The Conscious Mind. Oxford: Oxford University Press. p.125