意识是一个困扰人类数千年的谜题。每个人都知道自己是有意识的，但是对意识是什么却几乎一无所知。我们目前可以确定的是人类意识来自于大脑的神经活动，那么是否把大脑研究清楚就能解释意识呢？科学没有解释意识是因为对大脑的研究还不够透彻吗？一定程度上说的确如此，但是无论是彻底研究大脑还是解释意识都需要与现有科学有所不同的思想和方法。
1 莱布尼兹之堑
主观体验和客观现实之间存在着一条无法跨越的鸿沟（莱布尼兹之堑）。我们可以通过科学手段将生理活动测定得非常精确，例如光线如何刺激视网膜，如何引发神经冲动并传导到大脑的视觉皮层，但是一旦要研究“红色”这种主观体验是如何产生的，科学就束手无策了。正如心理学家威尔曼斯（Max Velmans）所说：“对于刺激，我们可以使用标准的科学技术获得其物理描述，但是这些技术并不能使人们通达（更不用说测量）刺激引起的意识体验。”1虽然科学事实上能够研究“神秘现象”，例如近代发现的一些物理现象，它们同样无法直接测量，只能通过采集的信息去推断可能发生了什么，但是至少物理学已经建立了较完善的体系和范式，而研究意识的体系和范式几乎还未建立，毕竟意识的复杂与奇特程度比已知的物理现象都要高得多。正因如此，心灵哲学家查默斯（David Chalmers）将关于意识的主观体验的问题命名为“难问题”（hard problem）。
2 意识难以受控
虽然难以研究主观体验，但是我们可以研究意识的物质基础。我们知道意识产生于大脑，那么意识是否存在于大脑的某个特定区域呢？对于这类问题，脑科学研究通常采用控制变量的方法：刺激或破坏大脑的一个部位，然后观察被试的行为变化，推断出该部位的功能。通过该方法，科学家已经确定了大脑的大多数部位的功能，例如海马体主要负责长时记忆的存储转换和定向、杏仁核的基本功能是调节情绪等等。按照控制变量的思路确定意识所在的部位似乎很简单，观察比对那些失去意识的人（例如植物人）的大脑和正常人的大脑就可以了。然而这种方法行不通，因为意识和特定部位没有明确关联，有些人某个部位受到损伤会失去意识，而其他人却不会。或许意识并不存在某个特定部位，而是大脑的整体效应，而这同样难以证实。
很多神经学家都在寻找意识的神经关联物（neuronal correlates of consciousness, NCC），然而至今都没有找到，甚至无法确定其是否存在。最近获得诺贝尔物理学奖的彭罗斯（Roger Penrose）与神经学家哈梅罗夫（Stuart Hameroff）于上世纪90年代提出了著名的调谐客观还原模型(Orchestrated Objective
Reduction Model，简称Orch OR模型)，指出意识是神经元中的微管的量子引力效应的结果，但是这个模型无法得到实验证实，因而引发了巨大的争议。这也是意识的物质基础研究的现状，要想通过实验证实某个假说是极其困难的，不仅因为技术水平有限，更重要的是意识和已被研究的事物都不一样，传统的实验方法和思路都不那么适用。神经生理学家罗伊·约翰（Roy John）曾经感慨：“我们不理解产生心理体验的物理和化学的相互作用的性质。我们不知道多大的神经元系统才能够维持关键的反应，也不知道关键的反应是否仅仅取决于神经元的属性或者只需要一个特定的能量和物质的系统。”2
3 研究大脑需要新理论
即使暂时不管意识，单纯研究大脑也非常困难。大脑是数百万年进化的产物，存在着很多非常巧妙而复杂的结构，被认为是宇宙中最复杂的事物。大脑拥有约一千亿个神经元，每个神经元通过数千甚至上万个神经突触和其他神经元相连接。
令人欣慰的是，现代神经生物学发展迅速，我们对大脑的生理结构及机制已经有了一定的了解。借助先进的技术手段，我们可以精确观察和测量每个神经元的活动甚至绘制出连接组（大脑神经元的全部连接结构）。然而，我们距离完全理解大脑的原理还很遥远。人工智能专家杰夫·霍金斯（Jeff Hawkins）曾一针见血地指出：“每年都有数以千计的（神经科学）研究报告发表出来，但研究者们往往只是堆砌新的细节，而不是将它们组织起来。直到现在，仍然没有一个整体的理论和框架能够解释大脑在做什么以及如何做。”3 这和遗传学的现状类似：虽然我们能够精确测定基因序列，但是对于它们的通信和协同方式所知甚少，我们知道了遗传密码的字母，却对其语法几乎一无所知。4将细节理解得再清楚也不足以使得我们理解整体原理，要理解大脑需要新的理论。对大脑的研究现在处在积累基础知识的阶段，在等待着量变导致质变，等待着一场理论革命将积累的知识统一成整体。
4 意识来源于未知的自然现象吗
有一种观点认为，科学未能解释意识不是科学方法的问题，而是由于存在某种未知的自然规律。代表性观点来自查默斯（David Chalmers）：“意识依据某些自然的偶然法则，从物理的基质中产生，但它们自身并不被物理法则所蕴涵。……在物理事实之外有更进一步的事实发生。”519世纪时，人们试图用已有的机械物理学来解释电磁现象，结果毫无疑问陷入困境，就像当代的意识研究一样，但是一旦人们意识到电磁现象遵循一种新的规律后，提出了相应的理论以全新的思路进行研究，很快就走出了困境。正如电磁现象的出现改变了科学思想一样，一旦发现关于意识的新自然规律也将极大地改变现有的科学方法和思路。
5 结语
在过去的几个世纪里，科学取得了辉煌的成就。然而由于意识的独特性，科学对意识的研究长期陷入困境。独特的对象需要独特的研究方法，无论是研究意识的物质基础还是意识本身都需要全新的思想和方法，仅依靠目前的科学方法是不够的。因此，“科学能否解释意识”取决于未来如何定义科学，如果新方法仍然被认为属于科学，那么回答是“是”；反之，如果新方法被认为超越了科学，那么回答是“否”。就当下而言，研究人员需要大胆尝试以新思路研究意识，不能囿于现有的科学方法。
参考资料
1 [英]威尔曼斯《理解意识》. 浙江大学出版社2013年版206页
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《智能时代》. 中国华侨出版社2014年版32页
4 [美]卡普兰《生命之网》. 科学出版社2017年版56页
5 Chalmers,D.(1996) The Conscious Mind. Oxford: Oxford University Press. p.125