1. 论文基本信息

1.1. 标题

On the role of theories in consciousness science (论意识科学中理论的作用)

1.2. 作者

Biyu J. He (贺碧玉)

1.3. 发表期刊/会议

Nature Mental Health (自然精神健康)

1.4. 发表年份

2025年 (Published online: 2025年11月26日)

1.5. 摘要

意识科学 (Consciousness Science) 正进入一个前所未有的机遇时代，这得益于近期经验和理论的进步、对该主题日益增长的兴趣，以及神经科学领域的技术发展。理论在日益成熟的意识科学中将扮演的角色值得更深入地审视。

1.6. 原文链接

https://www.nature.com/articles/s44271-025-00361-z (已正式发表)

2. 整体概括

2.1. 研究背景与动机

意识科学作为一个多学科交叉的领域，在经验研究、理论构建和神经科学技术方面取得了显著进展，迎来了发展的黄金时期。然而，作者指出，在该领域中，理论扮演的角色以及其发展路径值得重新审视。当前，意识科学中存在少数主导理论被“偶像化”的现象，其解释范围往往被不明确地扩展，导致“统一性假设”——即认为一个核心原则或一套原则能够解释意识的所有方面——的普遍存在。这种假设以及理论之间的“对抗性合作”可能导致确认偏误 (confirmation bias) 的出现，并使得理论发展停滞不前。因此，作者的动机在于探讨如何在意识科学的成熟阶段，引导理论发挥更建设性、更有效的作用，以促进该领域的健康发展。

2.2. 核心贡献/主要发现

本文的核心贡献在于对意识科学中理论的角色提出了批判性反思，并倡导一种“中庸、细致入微”的理论发展路径。作者的主要发现和建议包括：

1. 批判“统一性假设” (Uniformity Assumption)： 论文指出，当前普遍存在的“统一性假设”是阻碍意识科学进步的关键障碍，因为它将理论的解释范围不合理地扩大，导致不同起源的理论被强行用来解释意识的所有方面，从而陷入无休止的争论和混淆。
2. 倡导“谦逊理论” (Humbler Theories)： 呼吁意识理论应具有更专注、更清晰的解释范围，而非试图包罗万象。例如，一个解释感官信息如何进入意识的理论不必同时解释睡眠或麻醉状态下的意识变化。
3. 促进可测试性和新思想： 认为更聚焦的理论会更容易进行实验测试，并鼓励年轻一代研究者提出独立的、新鲜的理论，而不是仅仅围绕现有主导理论进行验证。
4. 借鉴其他领域经验： 通过神经科学中赫布可塑性 (Hebbian plasticity) 和活动沉默工作记忆理论 (activity-silent working memory theory) 的例子，说明即使存在例外或关注特定现象的理论，也能成为领域内的基石，并推动重要进展。
5. 推动实验与理论的闭环循环： 最终目标是建立一个实验与理论相互指导、相互完善的闭环机制，共同推动意识科学向前发展。

3. 预备知识与相关工作

3.1. 基础概念

• 意识科学 (Consciousness Science)： 这是一个多学科交叉的科学领域，旨在理解意识的本质、其在生物系统中的神经基础、认知功能以及其在各种状态（如睡眠、麻醉、病理状态）下的变化。
• 理论 (Theory)： 在科学语境中，理论是一种用于解释某一现象或一组现象的合理原则或原则体系。根据本文定义，一个有效的理论应具备以下特征：
  • 简化性 (Simplifying)： 能够帮助理解复杂现象。
  • 预测力 (Predictive Power)： 能够对未来观察或未经验证的现象做出预测。
  • 清晰的解释范围 (Clearly outlined explanatory scope)： 明确其旨在解释的目标现象。
  • 可测试性 (Testability)： 能够生成可证伪的假设，并通过实验进行验证或反驳。
• 框架 (Framework)： 框架是一种组织概念、思考现象的方式。它通常比理论更宽泛，可能不直接可测试。例如，马尔的三层描述（计算、算法、实现）就是认知科学中的一个重要框架。
• 神经关联物 (Neural Correlates of Consciousness, NCC)： 指的是意识体验所直接相关的最小神经机制。这是意识神经科学研究的一个核心概念，旨在找出大脑中哪些活动或结构与特定的意识内容或意识状态直接对应。
• 统一性假设 (Uniformity Assumption)： 这是本文批判的一个核心概念，指的是一种普遍存在的信念，即一个关键原则或一套原则将能够解释意识的所有方面。

3.2. 前人工作

本文在讨论意识科学的理论背景时，提及并引用了一些具有里程碑意义的理论和研究，它们构成了当前意识科学理论格局的重要组成部分：

• 弗朗西斯·克里克 (Francis Crick) 与克里斯托夫·科赫 (Christof Koch) (1990年)： 他们被认为是现代意识科学经验神经科学研究的先驱，推动了对意识的神经关联物 (NCC) 的研究。他们的工作标志着意识研究从哲学思辨向实证科学的转变。
• 全局（神经）工作空间理论 (Global (Neuronal) Workspace Theory, GWT/GNWT)： 由斯坦尼斯拉斯·德阿纳 (Stanislas Dehaene) 和让-皮埃尔·尚热 (Jean-Pierre Changeux) 等人提出。该理论认为，意识内容是通过信息在全球工作空间中的广播而实现的，当感官信息跨越一个非线性分叉阈值时，便获得了意识访问 (conscious access)。
• 整合信息理论 (Integrated Information Theory, IIT)： 由朱利奥·托诺尼 (Giulio Tononi) 提出。该理论的核心思想是，意识与系统整合信息的能力（用 Phi 值衡量）相关。它强调意识体验的统一性和丰富性。本文认为，至少在其原始形式中，IIT更像一个框架，因为它难以直接测试。
• 循环处理理论 (Recurrent Processing Theory)： 由维克托·拉姆 (Victor Lamme) 提出。该理论认为，意识需要神经元活动中的循环处理或反馈回路，而非仅仅前馈处理。
• 高阶理论 (Higher-Order Theory)： 该理论认为，意识不仅仅是感官经验本身，还需要对这些经验进行更高层次的认知表征，即“意识到自己正在经历某种事物”。
• 预测处理理论 (Predictive Processing Theory)： 这是一个广泛应用于认知科学和神经科学的框架，认为大脑不断地生成关于世界的预测，并通过预测误差来更新内部模型。意识被认为是这个预测和更新过程的某种方面。
• 活动沉默工作记忆理论 (Activity-silent working memory theory)： 由蒙吉洛 (Mongillo) 等人在2008年提出，并得到后续实验支持。该理论提出，工作记忆的信息可以以突触权重 (synaptic weights) 的形式在神经元网络中“静默”地存储，而无需持续的神经元放电活动。这与早期的工作记忆理论（强调持续神经元活动）形成补充。

3.3. 技术演进

意识研究从早期的哲学探讨阶段，经过克里克和科赫等人的推动，逐渐演变为一个依赖于经验神经科学数据（例如脑成像、电生理学等）的实证科学领域。在这一过程中，各种理论被提出，试图解释意识的神经基础和机制。这些理论的提出，反过来又促进了相关实验范式和神经科学技术的发展，形成了理论与实验相互促进的局面。然而，本文指出，随着理论数量的增多和其解释范围的不断扩张，也带来了新的挑战，如理论的偶像化和研究资源的过度集中。

3.4. 差异化分析

本文并非提出一个新的意识理论，而是对意识科学领域的理论构建和发展范式进行批判性反思。与上述具体解释意识现象或机制的理论不同，本文关注的是理论本身应该如何被定义、如何发挥作用以及如何避免陷入困境。其核心差异在于：

• 关注点： 其他理论关注“意识是什么”或“意识如何产生”，而本文关注“关于意识的理论应该是什么样子”以及“我们应该如何运用和发展这些理论”。
• 批判性立场： 本文批判了当前意识科学中理论的“宏大叙事”倾向和“统一性假设”，这与现有理论普遍尝试解释更广泛意识现象的倾向形成对比。
• 倡导路径： 本文主张从追求“大一统”理论转向发展“谦逊的”、聚焦特定现象且可测试的理论，这与当前一些主导理论（如IIT）试图提供涵盖性解释的雄心有所不同。

4. 方法论

本文是一篇评论性文章 (Comment)，其“方法论”并非指实验设计或算法流程，而是作者提出的一套用于审视和指导意识科学理论发展的概念性框架和论证策略。其核心在于批判现有范式，并倡导一种更有效、更健康的理论发展路径。

4.1. 方法原理

本文的方法原理基于对当前意识科学理论生态的观察和批判，旨在纠正一种普遍存在的误区——即“统一性假设”——并提出一种更为务实和渐进的理论发展策略。其核心思想是，理论应该服务于理解和预测特定现象，而非盲目追求囊括一切的“大一统”解释。

4.2. 核心方法详解 (逐层深入)

4.2.1. 重新审视理论的本质

作者首先明确了科学理论应具备的特征，以此作为评判现有意识理论的基础：

• 简化性 (Simplifying)： 理论应有助于理解，而非增加复杂性。

• 预测力 (Predictive Power)： 理论应能对现象做出可验证的预测。

• 清晰的解释范围 (Clearly outlined explanatory scope)： 理论应明确其旨在解释的目标现象。

• 可测试性 (Testability)： 理论应能生成可证伪的假设，并能通过实验进行验证或反驳。

  在此基础上，作者进一步区分了理论 (Theory) 和 框架 (Framework)：

• 理论： 更具体，旨在解释特定现象，并可直接测试。例如，全局神经工作空间理论 (GNWT) 中关于意识访问 (conscious access) 涉及信息跨越非线性分叉阈值的思想，就被视为一个可测试的理论。

• 框架： 更宽泛，旨在组织概念和思考现象，可能不直接可测试。例如，马尔的三层描述 (Marr's three levels of description)（计算、算法、实现）和意识的“阈下 (subliminal)”、“前意识 (preconscious)”和“意识 (conscious)”处理的分类，都被视为框架。作者甚至指出，整合信息理论 (IIT) 至少在其原始表述中，更像是一个框架，因为它虽然提供了关于意识统一性和丰富性的视角，但难以直接测试。

4.2.2. 诊断当前意识科学理论的困境

作者认为，当前意识科学中理论的作用存在以下问题：

• 偶像化与解释范围模糊： 少数主导理论被过度推崇，其解释范围被不明确地扩展。
• “统一性假设”的危害： 这种假设认为一个理论应能解释意识的所有方面。这导致：
  • 理论过度延伸： 起源于特定现象（如视觉感知、睡眠、元认知判断、注意力）的理论被自动假设能解释意识的所有方面。
  • 混乱与阻碍： 若“统一性假设”是错误的，这种做法将导致巨大的混淆，并严重阻碍科学进步，因为解释不同现象的理论被强行置于对抗地位。
  • 确认偏误 (Confirmation Bias)： 实证研究结果往往受所用实验范式影响，从而支持特定理论。例如，ConTraSt 数据库的研究显示，哪个理论得到支持可以由实验范式预测。
• 社会学困境： 少数主导理论根深蒂固，年轻研究者往往被迫站队，不利于提出独立的新思想。

4.2.3. 倡导“谦逊理论”的解决方案

为了克服上述困境，作者提出了一种“中庸、细致入微”的路径，即倡导发展“谦逊的理论 (humbler theories)”：

• 放松“统一性假设”： 允许理论在解释范围上更具局限性，从而更聚焦。
• 更明确的解释目标： 理论应专注于解释特定方面的意识现象。例如：
  • 解释感官信息如何进入意识的理论，不必同时解释睡眠、麻醉或迷幻状态的差异。
  • 解释意识客体知觉（如分组）的理论，可以专注于此，并在此范围内极具用处。
  • 捕捉系统产生意识的赋能条件 (enabling conditions) 的理论，不必解释所有意识方面（如知觉和情感）如何产生。
• “脚踏实地”方法 (Boots-on-the-ground Approach)： 鼓励提出具体解释机制的理论，例如：
  • 意识知觉 (conscious perception) 如何发生。
  • 情感 (felt emotions) 如何产生。
  • 意识思维 (conscious thinking) 如何展开。
  • 大脑如何产生意图 (intentions) 和能动性 (agency)。
  • 睡眠、麻醉、病理和迷幻状态下大脑状态如何变化，导致意识不可能或改变。
• 促进新理论的产生： 这种文化和态度将允许更多新的、聚焦的理论被提出。
• 渐进式统一： 当这些“谦逊”的理论在实验上得到验证后，我们才能在更坚实的基础上探讨不同意识方面是否存在共同原则。这种转变不会削弱理论的重要性，只是去除了其“宏大性”。

4.2.4. 借鉴其他领域的成功案例

为了支持其论点，作者引用了神经科学中的两个重要例子：

• 赫布可塑性 (Hebbian plasticity)： 唐纳德·赫布 (Donald Hebb) 在1949年提出的“一起放电的神经元会连接在一起 (Neurons that fire together wire together)”。这是一个神经科学的基石理论，其存在已被实验证实。然而，也发现了与赫布可塑性预测相反的“反赫布可塑性 (anti-Hebbian plasticity)”现象。作者强调，赫布可塑性并未因此被“证伪”或抛弃，而是被理解为有其适用范围和重要例外。这说明理论不必是全面无缺的，有特定范围和例外并不影响其作为基石理论的地位。
• 活动沉默工作记忆理论 (Activity-silent working memory theory)： 这个理论在2008年通过计算模型提出，并得到了直接的实验支持。它提出了工作记忆的一种特定神经实现机制，即信息可以“静默”地存储在突触权重中，而非持续的神经元活动。这个理论的特点是：

  • 清晰聚焦的解释范围： 专注于解释工作记忆的一种特定神经实现。

  • 补充而非取代： 它补充了早期关于工作记忆中持续活动 (persistent activity) 的理论，而非取而代之。

  • 具体可测试的机制： 提出了具体的、可实验验证的神经机制。

    作者认为，意识领域需要更多像“活动沉默工作记忆理论”这样，提出具体可测试神经机制且解释目标明确的理论。当理论被自动假设解释所有意识时，它们会变得模糊、易变且难以测试。从社会学角度看，拥有更“谦逊”的理论也能让年轻研究者更自由地提出独立的新想法。

5. 实验设置

本文是一篇评论性文章 (Comment)，旨在提出对意识科学理论发展方向的看法和建议，而非一项传统的实证研究。因此，本论文不包含实验设置、数据集、评估指标或对比基线等传统意义上的实验部分。

作者通过引用其他神经科学领域已有的理论和实验发现作为论据，来支持其关于意识科学理论应如何发展的观点。例如，文中提及的赫布可塑性 (Hebbian plasticity) 和活动沉默工作记忆理论 (activity-silent working memory theory) 及其相关的实验支持，并非本文自身进行的实验，而是作为支持其“谦逊理论”主张的例证。

6. 实验结果与分析

与上一节类似，本文作为一篇评论性文章，不呈现新的实验结果。其“结果”是作者通过逻辑论证、批判性分析和引用其他领域成功案例所得出的结论和建议。

6.1. 核心结果分析

作者的核心论点是：意识科学目前面临的一个关键挑战是理论的“偶像化”和对“统一性假设”的盲目追求，这阻碍了该领域的进步。通过深入分析，作者“发现”并指出：

• “统一性假设”的危害： 强制要求一个理论解释意识的所有方面，导致理论变得模糊、难以测试，并引发无休止的理论间对抗，而非互补。这可以解释为何不同的实验范式会支持不同的理论，因为这些理论可能本来就旨在解释不同的现象。

• “谦逊理论”的益处： 提倡理论应有明确、聚焦的解释范围。作者认为，这种“脚踏实地”的方法将使理论更具实验可测试性，从而加速科学进步。例如，一个解释特定知觉机制的理论，不必同时解释意识状态的变化。

• 外部领域的成功借鉴： 作者引用了神经科学中赫布可塑性 (Hebbian plasticity)的例子。尽管存在反赫布可塑性 (anti-Hebbian plasticity)这一“例外”，赫布可塑性仍是神经科学的基石理论。这有力地论证了理论不必是全面无缺的，有其适用范围和例外，只要其解释核心现象，仍可发挥巨大价值。同样，活动沉默工作记忆理论 (activity-silent working memory theory)作为一个聚焦于特定神经机制（突触权重存储）的理论，其成功也印证了“谦逊理论”的价值。它与早期理论（持续活动）互补，而非取代，且具有清晰、可测试的特点。

  这些“分析结果”并非量化数据，而是概念上的洞察和论证，旨在说服读者采纳一种新的理论范式，以期在未来几十年内推动意识科学取得突破性进展。

6.2. 数据呈现 (表格)

本文未提供任何实验数据表格。

6.3. 消融实验/参数分析

本文未进行消融实验或参数分析。

7. 总结与思考

7.1. 结论总结

本文明确指出，意识科学正处在一个关键的转折点，但若要充分抓住当前的机遇，必须重新审视并调整对理论的期望和使用方式。作者的核心结论是，意识科学不应盲目追求一个宏大而统一的理论来解释意识的所有方面（即放弃“统一性假设”），而应转向发展一系列“谦逊的 (humbler)”、解释范围更聚焦、更具实验可测试性的理论。这种“脚踏实地 (boots-on-the-ground)”的方法将允许研究者更高效地解释特定的意识现象，鼓励新理论的产生，减少理论间的无谓对抗，并最终在坚实的实验基础上，逐步探索不同意识方面是否存在共同的底层原则。这一范式转变有望加速意识科学的成熟与发展。

7.2. 局限性与未来工作

7.2.1. 论文作者指出的局限性

作为一篇评论性文章，本文本身没有实验数据，其论证基于逻辑推理和对现有科学实践的观察。作者并没有直接指出本文的局限性，但其讨论暗含了当前意识科学理论生态的一些挑战，这些挑战也可能是其倡导的新范式可能面临的：

• 范式转变的难度： 改变一个领域根深蒂固的学术文化，尤其是当许多资助和出版机会都与现有主导理论相关联时，会非常困难。
• “许多当代‘理论’同样模糊”： 作者在提及自己的联合决定因素理论 (Joint Determinant Theory, JDT) 时，承认将其标注为框架，并提到“许多当代‘理论’同样模糊”，这暗示了目前“理论”概念的泛化和不严谨性是普遍现象，而非一两个理论的个例，改变这一现状需要持续的努力。

7.2.2. 论文作者提出的未来研究方向

作者清晰地勾勒了未来意识科学理论发展的理想路径：

• 提出更多聚焦且可测试的理论： 鼓励研究者提出能够解释特定意识现象（如知觉、情感、思维、意图生成以及不同意识状态变化）的理论，这些理论应具有具体的、可实验验证的神经机制。
• 逐步探索共同原则： 随着这些“谦逊”理论通过实验验证，当领域内积累了足够多针对特定现象的坚实理论基础后，再在此基础上审视这些不同理论之间是否存在更深层次的共同原则。
• 赋能年轻研究者： 创造一个鼓励独立思考和提出新鲜理论的学术环境，而非让年轻一代受限于现有主导理论的框架。
• 实验与理论的闭环循环： 最终目标是形成一个实验指导理论、理论反过来精炼或生成新实验的良性循环。

7.3. 个人启发与批判

7.3.1. 个人启发

这篇论文的观点对于意识科学，乃至其他处于早期或中期发展阶段的复杂科学领域都具有深刻的启发性。

• 实用主义的理论观： 作者倡导的“谦逊理论”观是一种务实的方法论。它提醒我们，科学进步往往不是一蹴而就的宏大叙事，而是通过对特定、可控问题的深入理解和解决逐步积累起来的。对于初学者来说，这种观点可以降低参与门槛，鼓励他们从更小的、可操作的问题入手，而不是被一个“统一理论”的终极目标所吓倒。
• 避免“理论沙盒”： 当理论变得过于宏大和抽象时，很容易脱离实验验证，成为一种自我循环的“沙盒”游戏。本文强调可测试性 (testability) 和清晰的解释范围 (explanatory scope)，这对于保持科学的经验基础至关重要。
• 促进跨领域借鉴： 作者通过赫布可塑性等神经科学的经典案例，成功地展示了即使有例外或局限，一个聚焦的理论仍然可以成为领域基石。这种跨领域借鉴的论证方式，为其他复杂系统研究领域提供了宝贵的思考框架。
• 对学术文化的呼吁： 论文对“确认偏误”和“青年研究者站队”等社会学现象的批判，触及了学术研究的深层问题。它呼吁一种更开放、更包容、更鼓励创新的学术文化，这对于任何学科的长期健康发展都至关重要。

7.3.2. 潜在问题与批判

尽管论文的观点具有高度的合理性和启发性，但也存在一些潜在的问题或需要进一步思考的地方：

• 碎片化风险： 如果过度强调“谦逊理论”和狭窄的解释范围，是否存在导致意识科学研究碎片化的风险？即不同研究者各自为政，专注于极小的局部问题，从而忽视了跨现象、跨尺度的共同机制和深层连接？如何在鼓励聚焦的同时，保持对整体性理解的追求，是一个需要平衡的难题。
• “统一性”的价值： 尽管“统一性假设”可能导致问题，但科学的终极目标之一确实是寻求更普适、更简洁的解释。例如，物理学的标准模型或生物学的进化论，它们的“统一性”恰恰是其力量的体现。完全放弃对统一性的追求，可能会错失更高层次的洞察。
• “谦逊”的定义与度量： 何为“谦逊的”理论？其解释范围的“窄”和“清晰”如何界定和衡量？在实践中，一个理论的范围往往是动态变化的，如何避免新的“谦逊理论”在发展过程中再次陷入过度泛化的陷阱？
• 实践中的执行难度： 改变一个成熟领域的学术文化，尤其是改变资助机构、期刊和资深学者的观念，并非易事。即使理论家们接受了这一理念，如果资助和发表依然偏爱宏大叙事或对抗性研究，则“谦逊理论”的实践将面临巨大阻力。
• 理论层次的复杂性： 意识可能本身就是多层次、多维度的现象。某些理论可能旨在解释底层机制，而另一些可能旨在解释涌现特性。将所有理论都置于同一“谦逊”标准下，可能未能充分考虑意识现象本身的复杂性和层次性。