300年前的哲学问题,脑科学回答上了?

300年前的哲学问题,脑科学回答上了?
2020年02月27日 20:09 新浪网 作者 神经现实

莫利纽克斯问题上的争锋

“假设一个人天生失明,现在已经成年。他能通过触摸来分辨材质相同、大小相同的立方体和球体。”爱尔兰作家威廉·莫利纽克斯(William Molyneux)在致友人约翰·洛克(John Locke)的信中写道,“然后,如果我们将立方体和球体放在桌子上,让这个盲人突然复明:问,在触摸这两个物体之前,刚刚恢复视力的盲人是否能辨别出哪个是立方体,哪个是球体?”

这个在一定程度上由他的盲人妻子所启发的问题,在后来成为世世代代哲学家们交锋的战场。哲学家们以见微知著闻名,对于那些正在探究人类知识的起源、心灵的本质的哲学家们来说,这看似无足轻重的思想实验——如今也被称作莫利纽克斯问题(Molyneux's Problem)——是一个极为关键而迷人的问题。

作为一位著名的哲学家,洛克在他的《人类理解论》中回答了这个问题。他给出的答案,是坚定的“否”。他认为,尽管这位盲人已经拥有关于立方体和球体对他触觉影响的经验,但是他尚未获得这些物体对他视觉影响的经验,从而也无法建立触觉与视觉间的关联。换句话说,洛克相信,我们所有的知识都必须通过感官体验获得,这个立场也称为经验主义。

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—Alejandro Guipzot

与此相对的是理性主义。理性主义认为并非所有知识都来源于经验,而这一派倾向于对莫利纽克斯问题给出肯定的回答。理性主义的代表哲学家莱布尼兹认为,人类出生时就拥有形状的心理表征。这样的表征由不同的感官模式共享,无论是触觉还是视觉,它们触发的都是相同的心理表征。因此,如果人可以通过触摸来区分立方体和球体,那么,他自然也能通过视觉区分二者。

几个世纪以来,经验主义和理性主义不断交锋,双方都为自己的观点进行了激烈的辩护。但是就如同大多数的哲学问题一样,这个问题也始终没有定论,直到脑科学进入人们的视野。

“光计划”给出的答案

2005年,麻省理工学院的一组研究人员,在帕万·辛哈(Pawan Sinha)的带领下,发起了致力于帮助印度盲童的“光计划”(Project Prakesh,“Prakesh”在梵语里是光的意思)。他们帮扶的目标是先天患有可治愈眼疾的盲童。可治愈的眼疾主要有两类:白内障和角膜混浊。在发达国家,这类异常通常是在婴儿期被发现的,孩子们在很早的时候就能得到治疗。然而不幸的是,由于医疗条件不佳,很多生活在发展中国家的孩子无法得到及时的治疗。

而光计划的目标就是帮助这些孩子。与此同时,研究人员也获得一个理解人类大脑的独特机会。在团队帮助盲童恢复视力的过程中,他们偶然发现可以借此探索莫利纽克斯问题:他们所治疗的许多患者在青春期末期都保持着失明的状态,那么,在复明之后,这些人是否可以区分立方体和球体呢?

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光计划宣传照

图片来源:projectprakash.org

五名光计划的受益者参加了这项实验。在他们当中,年龄最小的孩子只有8岁,而年龄最大的已经16岁。这五个孩子全都患有先天性角膜混浊。在手术之前,他们的视觉能力都不足以支持他们辨别形状。这些孩子们在手术前接受了一些触觉上的训练。研究人员保证他们可以通过触摸的方式来区分二十对三维物体。而在他们的第一只眼睛接受手术之后的48小时内,研究人员们立即对他们进行了“匹配样本”(match-to-sample)测试。这些孩子们会首先通过视觉或触觉来熟悉一个物体,之后,他们需要在给定的两个选项中,挑出与他们熟悉的物体所匹配的那个选项。根据测试的分组,这些孩子们接触选项的方式是用眼睛看,有的时候则是用手摸。

这些孩子们在用触觉熟悉过一个物体之后,能准确地用视觉辨认出那个物体吗?莫利纽克斯问题的答案,似乎近在咫尺。

实验的结果或许会让经验主义者们欢欣鼓舞。这些仅获得48小时视觉经验的参与者们,并不能很好地用视觉辨认出刚刚用触觉熟悉过的物体。值得指出的是,这种能力的确不能全然归于视觉能力。如果这些孩子们在一开始就是通过视觉来熟悉物体,那么他们在测试阶段,也能准确无误地用视觉辨认出那个物体。这样的视觉辨识能力与触觉相当。也就是说,问题或许只存在于在于视觉和触觉之间的对应关系上。

这样的结果自然是令人感到惊奇的。在除了庆祝四个孩子恢复视力之外,我们是否也应该趁机庆祝一番莫利纽克斯问题的落幕呢?而我们也是否应当恭喜经验主义者,他们在三百年前就已经掌握了正确答案呢?

是辨认不出,还是立体感缺失?

事情远远没有那么简单。

在哲学家约翰·史威克勒(John Schwenkler)撰写的一篇文章中,他指出,如果想完成光计划的研究团队所设计的任务,被试们不仅仅需要拥有视觉与触觉之间的对应关系。视觉和触觉之间的差异,不光在于两种感官信息的 “现象学”的不同。更重要的是,两种感官系统中包含的空间信息也不同。这些被试在通过触觉熟悉物体时,往往可以通过多种角度触摸这个物体。然而,当被试在使用视觉来接触物体的时候,他们仅仅能面向物体的一面。尽管研究人们允许这些被试调整自己的视角,但他们从未规定过这些被试调整视角的频率。在这种情况下,用视觉和触觉进行比较似乎有所不公。

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—Mete Kaplan Eker

无独有偶,哲学家迈克尔·布鲁诺(Michael Bruno)和埃里克·曼德尔鲍姆(Eric Mandelbaum)也强调了莫利纽克斯问题中的模糊性。这个问题可以被拆解成两个小问题:第一,这些复明的人是否能将二维的正方形和圆形与触觉上的刺激相关联。而第二个问题,才是三维物体在触觉与视觉上的联系。早在洛克写作的十七世纪,光学家们就已发现我们收到的视觉信息其实是二维的。洛克本人就曾写道,当人们看到一个凸面的时候,人们看到的其实是 “一个有各种阴影的扁平圆”。我们之所以能感知三维物体,是因为我们拥有足够的视觉经验,能够即时地进行一些“判断”,从二维的视觉信息中构建出一个三维物体。

而在光计划进行的一项较早的研究中,研究小组发现,这些复明的患者们即使在数周和数月的康复后,仍然难以辨识三维物体。比如说,当看到三维物体时,这些患者会告诉研究人员他们看到了多个物体。他们报告的物体数量正好对应于他们可以能看到物体的多少面。这样的证据表明,这些患者们的视觉系统很难利用阴影线索,将同一个物体的不同几面整合成一个个体。

因此,光计划的孩子们不能通过视觉辨认出触觉上所熟悉的物体,也许是因为视觉上的立体感缺失,而并不一定源于视觉和触觉两种感官经验间缺乏对应关系。

大脑可塑性的暗示

从另外一个角度来说,莫利纽克斯问题之所以还不能落下帷幕,也许与大脑的可塑性有关。也许,这些被试者在人生早期没有得到所必需的视觉刺激,他们的视觉皮层的功能已异于常人。除非光计划能将这些患者的大脑皮层也重新排布,否则,将他们视为莫利纽克斯问题中那个“复明人”只能是答非所问。

上个世纪六、七十年代,两位杰出的神经科学家,托斯坦·维厄瑟尔(Torsten Wiesel)和大卫·休伯尔(David Hubel)曾做过一系列开创先河的工作。他们发现,如果剥脱了小猫刚出生两个月时的视觉经验,这些小猫的外侧膝状体中的细胞会出现明显萎缩的症状,而这恰好是视觉通路中的关键组成部分。这一发现与之后的许多研究一起,表明大脑的发育也许有一个“关键时期”。在此期间,外部环境的变化会对大脑的功能型结构产生深远的影响。尽管我们的大脑在一生中都保持可塑性,但这种随着经验而变化的能力唯在“关键时期”达到顶峰。在这期间,突触的可塑性,神经元彼此形成连结、改变连接的能力,都达到顶峰。

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—FM Illustration

有大量证据表明,失明会如何改变大脑的功能组织。九十年代末期,就有研究表示盲人在阅读盲文时,会出现从中枕叶到双侧纹状皮层的增强激活。而这些区域在正常人中,通常被认为是主要负责加工视觉信息。不仅如此,研究人员还发现,当盲人从事语音处理任务,或者听觉定位任务的时候,视觉皮层中都会出现激活增强。显然,失明带来的影响超出了“看不见”的范围。也许,这些患者没有像光计划或经验主义者所希望的那样“完全康复”。

光计划的研究虽然有趣且意义深远,但它提供的证据,仍然不能给莫利纽克斯问题一个斩钉截铁的回答。

科学可以回答哲学问题吗?

归根结底,莫利纽克斯问题只是一首序曲。它背后,是一个更宏大的问题:哲学与科学之间的关系。随着科学的发展,有朝一日,我们是否能够通过科学回答哲学问题?

奎因(W.V. Quine)是二十世纪最重要的哲学家之一,他创造了“自然化认识论”(naturalized epistemology)一词。他曾经写道:“认识论,或类似的东西,应当作为心理学的一章,被归入自然科学之中。心理学研究一种自然现象:即一个自然人类主体。”在他后期的学说中,他还补充道,自然化认识论并不仅仅依托于心理学。认识论也应当从神经学、物理学中寻求答案,在最后,它应当被视为工程学的一个分支:“规范化认识论是工程学的一个分支,它是一项寻求真理的技术。”

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当然,并非所有人都认同这样的“自然化认识论”,认为认识论应当从自然科学中寻找答案。很多人提出了反对意见。一些人批评它循环论证,而另一些人则认为这种方法遗漏了认识论最重要的组成部分之一:规范性。心智哲学家金在权曾经论证过规范性的重要性。“……很难相信,当认识论缺失了规范性的时候,当它缺乏适当的规范性证明或证据的概念的时候,”金在他的书中评论道,“(这样的自然化认识)与传统认识论还有什么样的共同点。除非,自然化认识论与古典认识论涉及一些相同的问题,否则,很难看到一种流派如何能取代另外一种,或者放弃(一种更好的方式)选择另外一种方式。”

科学可以回答哲学吗?这个问题本身,就具有重大的哲学意义。也许,我们应当采取的策略,不是去猜测“最终答案”花落谁家,哪个学科笑到最后,也不是去猜测哪个学科应该被另一个学科取代。在理想的情况下,哲学应当能从经验科学中受益,反之亦然。

当希拉里·普特南(Hilary Putnam)被问及他对科学哲学在心理学、人工智能和神经科学的作用时,他幽默地回答:“当然是讨人厌了。”这位杰出的哲学家、逻辑学家随后解释说:“ ……科学哲学最激动人心的任务,是将科学概念的澄清和科学理论中可能的影响相结合——其中包括已经提出的理论和尚未得到证实的理论相结合——从而解决重大的形而上学问题。”

编辑:EON

排版:小葵花

曹安洁

卡耐基梅隆大学认知科学和哲学专业在读,目前认知科学感兴趣的领域有:语言习得、因果认知。哲学感兴趣的领域是心灵哲学和科学哲学。你神老粉,线下活动志愿者。热衷各国美食,专精匹兹堡地区中低消费水平餐厅。立志成为一名好科学家,成为不了就当个善良的科研工作者。

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