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【記錄】M.I.C.IX 之「悖論」:當宇宙學Sheldon 遇上 哲學戰神

Peggy Lo
・2013/04/23 ・6446字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

文 / 羅佩琪、廖英凱

四月十五日,初春微涼的夜晚,終於,兩位高手在遠流別境相遇,在現場近六十位滿座觀眾的見證下,展開一場科學與哲學的命運交鋒……

黃智威,別稱Locutus [1],中央研究院天文暨天文物理所的博士後研究員,是《星艦學院》的共同創辦人,也被認為是宇宙學家版的Sheldon [2]。

朱家安,中正大學哲學研究所博士生,是國內最大哲學網站《哲學哲學雞蛋糕》的老闆,更是網路上知名的筆戰戰神。

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兩位在M.I.C.IX分別祭出了科學、哲學領域的經典悖論;一切的開始,就從Locutus帶來的古典復辟故事談起……今日的宇宙學如何讓哥白尼、愛因斯坦雙雙陷入矛盾的頭疼呢?


宇宙學的悖論#01:
往宇宙某個方向去,可能到達香格里拉?!

從哥白尼以來,科學家普遍接受「宇宙學原則」,認為宇宙具備放諸四海皆準的特性,任何物理法則、觀測條件,放在宇宙中任何一個點,都會得到相同的結果。但,宇宙微波背景輻射的研究卻讓這個屹立數百年的觀點開始產生動搖……

一切的源頭:大霹靂及宇宙學原則

天文學家哈伯(對,就是哈伯望遠鏡那位Edwin Powell Hubble)藉由觀測銀河系外星系的紅位移結果,發現離我們越遠的星體,正以越快的速度遠離我們,從而解釋出宇宙其實正在膨脹。

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若倒轉137億年,宇宙之太初將是一個體積極小、密度極大且溫度極高,將一切物質聚集於此的「奇點(gravitational singularity)」。奇點在大霹靂後迅速膨脹且溫度下降,並產生「宇宙微波背景輻射」,而某些密度較大的區域,則在漫長的重力吸附作用下形成了星 系、星雲與恆星等天文學上可觀測到的星體結構。

上圖是SDSS對於北半球大尺度星系的觀測結果,雖然可以看到一個網狀的結構,但我們無法找出特定的規律或方向性,每個區塊中星系、銀河的密度及質量跟其他區塊也是相似的。

試想當所有物質聚集於奇點時,體積極小溫度極高的條件讓所有結構破壞殆盡,而由此點產生出的整個宇宙,在大尺度的各方向都應該是相同的;更白話的說,從宇宙中任一點往任意方向看,都會看到一樣的東西──科學家稱此特性為「同向性」。

而取代托勒密地心說的哥白尼日心說(哥白尼原則),在哲學上的表述讓人類了解:地球在的宇宙中的位置沒有獨特的意義。在大尺度的天文觀測上也發現宇宙基本上是均勻的──科學家稱此特性為「均勻性」。

同向性、均勻性這兩個操作型定義,組成了「宇宙學原則」,與物理定律的普適性形成了我們認知宇宙的兩大基礎。實際上,史龍數位尋天計畫(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)所觀測20億光年內銀河的位置圖分布,也指向同樣的觀點:

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形成悖論的主角:宇宙微波背景輻射

過去對宇宙微波背景輻射(Cosmic microwave background radiation,簡稱CMB)的觀測資料與研究成果都支持著宇宙學原則。CMB產生於宇宙誕生後37.9萬年左右,是大霹靂後逐漸冷卻的光子所留下來的黑體輻射。1965年兩位裝天線的AT&T工程師[3] 意外發現這個來自天空的訊號(題外話:這個「意外發現」讓這兩位工程師得了諾貝爾獎……),而且從各個方向測量結果都一樣。隨著科技的進展,1992年、2003年的COBE、WMAP人造衛星,到2013年3月剛發表科學成果的Planck衛星,都證實了CMB的分布相似於高斯分布的熱雜訊(熱噪音),每個方向的震盪幅度都相同;也再次成為支持宇宙學原則的證明。[4]

但是,在科學家研究這種像熱雜訊的CMB時,發現可以將CMB經由多極展開(multipole expansion)分解成多個疊加的項目,進一步研究二階的multipole,可依溫度的高低大致看出一個軸,這與黃道在銀河座標系上投影出來的結果相似[5],尤其與黃道面的春分點、秋分點(EQX)非常靠近。再由地球在宇宙中的相對運動對CMB造成不同的高溫低溫、高低頻的都普勒效應中,發現地球的運動方向「很巧合的」和CMB的二階multipole特徵圖軸非常靠近,這顯然不符合宇宙學原則。CMB是大霹靂的遺跡,但這個遺跡居然有特定的方向;更進一步的說,是不是我們往宇宙的這個特定方向去,將會發現一個不一樣的地方?或許就是通往天堂、香格里拉之路?

至今,科學家還無法對此巧合提出較合理的解釋。若宇宙學原則真的被推翻,從哥白尼以來科學家對宇宙的認知,將會有顛覆性地全面修正!

宇宙學上的悖論#02:
Λ,愛因斯坦生涯最大的錯誤?!

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延續宇宙學原則的觀點,如果方向跟位置都有均勻普遍的原則,那時間呢?

支持宇宙是靜態的Λ

在哈伯發現宇宙膨脹之前,科學家將均勻性、同向性應用到了時間,而認為宇宙的過去、現在、未來都是同一個狀態的「靜態宇宙觀」,當代最聰明的腦袋愛因斯坦也是這個觀點的擁護者。當時他在廣義相對論的研究中所提出的愛因斯坦場方程式如下:

(G:時空扭曲的程度  T:位置的能量及質量)

也就是說,地球的質量可以造成時空結構的扭曲,產生重力。但導出這個方程式後,愛因斯坦發現這將代表宇宙會有縮小或膨脹的變化;為此,愛因斯坦加入了「宇宙常數Λ」,讓此方程式在均勻性且同向性的條件下會解出靜態的宇宙。

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但今天回頭看,會發現愛因斯坦場方程式已經沒有這一項了,正是因為哈伯後來提出宇宙膨脹論,推翻了宇宙常數Λ的假設,愛因斯坦也曾自承:「這是我生涯最大的錯誤」。

支持宇宙是膨脹的Λ

雖然愛因斯坦承認了錯誤,但Λ的故事還沒有結束。

2011諾貝爾物理獎得主[6]在觀測超新星與地球的距離時意外發現(題外話:諾貝爾獎得主似乎都跟「意外發現」很有緣……),宇宙不只是在膨脹,而且是在加速膨脹,膨脹速度正在加快,直到我們的行星、地球從太陽路徑被拉開,分子、原子、原子核結構及所有東西都被扯碎。這股力量被稱為「黑暗能量」或「暗能量」。

以這個觀點回頭看,愛因斯坦創造的Λ又回來了,他在愛因斯坦的方程式中描述了使宇宙加速膨脹的暗能量,重新成為眾人注目的焦點。Λ曾經是錯的,但現在某種程度上又對了;雖然,不是愛因斯坦原本的意思。

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兩段悖論帶我們重新思考宇宙真實的樣貌,回望天文物理的發展史,哥白尼用日心說修正了托勒密;牛頓用古典力學修正了亞里斯多德;愛因斯坦用廣義相對論修正了牛頓;哈伯的宇宙膨脹論修正了愛因斯坦;而近期暗能量的研究又修正了我們對宇宙的認知。科學是一個不斷修正的進程,或許今日的悖論,將會是下個科學革命的濫觴。


「白癡都看得出來有問題,但很難說清楚問題出在哪裡。」接棒的朱家安,一登場就帶大家從科學家的悖論觀點、轉換到哲學家眼中的悖論定義。

1. 黑馬是馬
2. 白馬不是黑馬
3. 所以,白馬不是馬

這道多數人都看過的經典題,雖然你我打死都不會接受第3點,卻不見得能立即指出問題點在哪。(編按:所以問題到底出在哪呢?……先不破梗,解答附於文末註釋[7])「白馬非馬」已隨著完美解出現,被歸類為死去的悖論,當晚朱家安討論的則是兩個著名而且還活著、或剛死不久的悖論。

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在進入哲學悖論實戰前,朱家安也為大家釐清「矛盾 ≠ 悖論」。以這個句子為例:「有些單身漢是女的」,單身漢的定義就是男性,這個句子是矛盾的(哲學上稱必然不為真),但它不是悖論,句中沒有任何謎題。所以,悖論雖然常帶來矛盾,但矛盾不一定是悖論。

哲學上的悖論#01:
說謊者悖論(Liar Paradox)

一張紙,上頭只有一行字:「這張紙上寫的句子是假的」。

這就是真正的悖論。首先,我們把這個句子當成真的,那紙上的句子應該要是假的;但反過來,若把句子當成假的,那它又變成真的(OS:筆者表示已經暈了……)。類似的悖論變體如:

一張紙,正面有一行字:「另一面寫的是假的」;背面……或許你已經猜到了,背面寫的是:「另一面寫的是真的」。

這種真假值無法固定的悖論被稱為「說謊者悖論」,它們都在討論真假值、都因真假值產生悖論。針對說謊者悖論,有些哲學家建議大家退一步思考:為什麼我們要在意這些問題的真假呢?

常識上,當一個句子為真,表示世界確實如同它所描述(ex. 地球是圓的、政府會說謊);當一個句子為假,它提供的資訊可能也是重要的(ex. 朱家安喜歡男生),如果不知道這是假的,就可能像朱家安的一些Gay朋友活在痛苦之中。不論是哪一種,賦予一個句子真假值,可以幫助我們得到有用的資訊,來理解並面對社會及未來。

但世界上,還有另一種句子:「這張紙上寫的句子是真的」。

跟說謊者悖論相反,我們稱它為「說真話的人(truth teller)」,它不會有真假值無法固定的問題,當你設定它為真,它就是真;反之亦然。這告訴我們一件很重要的事:世界上有一些句子,不論我們相信它是真是假,都不會提供我們有用的資訊、無法達到「幫我們理解社會」的目標。Truth teller、Liar paradox這些全然自我指涉(self-reference)的句子都是如此,其真假值不具備重要性;於是,針對說謊者悖論,有些哲學家建議以下的診斷書:

診斷說明:「語言過於複雜」是相對於某些「無法談論真假、無法造出自我指涉句子」的語言,面對這種無法表達「我說謊」的語言所帶來的不便,這些哲學家會以「階層理論」來解決:最初階的語言沒有真假值,要指涉它的真假時就用第二階語言;要指涉第二階真假時,就用第三階語言……一階階的堆疊起來,說謊者悖論就會消失了,這是用邏輯可計算出來的。

看到哲學家的診斷和解決方案後,我們可以對自己的語言概念觀有多一點認識,了解真假值用到極端會碰到的問題,也了解有一個精巧且複雜的解決方法。

哲學上的悖論#02:
石頭悖論

上帝能不能憑空變出自己舉不起來的石頭?

挑戰了「上帝是全能的」的觀點,這個可以有效激怒信上帝者的問題還有個東方版,由朱家安自創的:上帝能不能憑空變出手工水餃?假設上帝能,但手工水餃包含了擀皮、絞餡、用手包的一系列過程,從定義上來說,上帝「憑空」變出的絕對不是手工水餃;相反的,如果認為上帝不能憑空變出手工水餃,那更是直接否認上帝是全能的了。

面對這些挑戰上帝的石頭跟水餃,從根本分析就會了解兩者的概念都是矛盾的:上帝在定義上是全能的,若給定石頭的重量是X,For any X上帝都可以舉起來;而憑空變出的水餃自始就不可能是手工的──就像「女的單身漢」一樣,這樣的石頭和水餃是不存在於我們的世界的。

所以,該如何面對這些矛盾的概念呢?就跟全然自我指涉的句子一樣,有些哲學家建議毋須將其列入思路過程,因為它們對理解社會一點幫助也沒有:

診斷說明:「超脫邏輯的危機」指的是部分人面對石頭悖論時回應:「所以上帝不受邏輯限制啊!」朱家安相信這些人立意良善,但當你認為上帝不受邏輯限制時,其實你不是在談論上帝,而是無視了推論過程。在邏輯上,如果規則可以隨意選擇,推論不管怎麼樣都對、也都是不對的。朱家安提醒:如果我們真的認為邏輯是跟他人溝通的重要工具,就不應隨意說出:「____不受邏輯限制」這樣的話。

對於尊重邏輯的上帝信徒,哲學家會建議接受「合理的全能」:上帝可以復活耶穌、賦予摩西分開紅海的力量……這已經夠偉大了;祂的確沒法憑空造蘊含矛盾的事物,如:舉不起的石頭、憑空造的手工水餃,但這一點也不遺憾啊!造出這些無用的水餃跟石頭是要幹麻呢?

結論:面對悖論,哲學家是修改主義者

面對說謊者悖論時修改語言、避免造出自我指涉的句子,面對石頭悖論修改對上帝的設定及理解;哲學家遇到悖論、概念的臭蟲時,就跟工程師遇到bug一樣,做出概念微調和修正,以避免系統當機、邏輯推論出現無法接受的結果。


Q&A時間,首先上演了天文學家與哲學家的高手過招(Pansci攝影老大云:我看到兩人中間的閃電了!),Locutus首先詢問「憑空」是否隱含了時間上的因果律?如果上帝先到未來把手工水餃做出來,再回到過去把手工水餃變出,這是否符合「憑空」的定義呢?

靜默了幾秒,朱家安先以淡淡的一聲:「對……」引起全場譁然(OS:哲學家有這麼輕易會說「對」嗎!?),「但是,」朱家安緊接著說明,當上帝變成水餃的原因,他會進一步要求這個原因本身的方式不能包含擀麵皮這些人類才會做的事情。同時,他也對Locutus的問題報以高度評價,所有哲學說法與論證,背後都有預設,這也是最常出問題的地方,挑戰哲學家的預設是非常精巧的策略。

受到Locutus精巧的提問啟發(?!),觀眾接力丟出了各種有趣的提問,現場跨領域對話的火花四濺,好不刺激啊!摘錄幾則如下:

Q:為什麼國高中的自然課沒有教宇宙常數、暗能量這些東西?
A:宇宙學在60、70年代的地位就像現在的超弦理論,被認為是玄學,直到90年才算真的開始,還是很新的領域。

Q:微波背景輻射是不是像馬賽克,裡面隱含某種訊息?
A:的確有科學家認為裡面蘊含大霹靂之前的訊息,現在宇宙之前可能還有一個宇宙,這兩個宇宙是有交會的;也因此普朗克計畫記者會上科學家講得很委婉,不希望牽扯到上帝、西方的哲學觀詮釋。

Q:空間、我們人本身就不均勻,那宇宙怎麼可能是均勻的?因為把scale拉的很大嗎?
A:對!(編按:Pansci夥伴怎麼都那麼聰明XD)所有物理都有適用尺度。

Q:哲學跟心理有交集嗎?還是你們會希望撇除心理層面、單純思考邏輯? A:要看哲學領域。道德原則中,心理是重要的因素;但在上帝這塊,哲學無法解釋不同的人為何有不同的虔誠度,只能探討你信的上帝的意義,如全知全善全能的性質到底是什麼。

Q:朱家安如何在去年末日之戀的M.I.C. IVs公開徵女友的「四天後」就火速死會?宇宙學家Locutus如何與當國文老師的老婆溝通?
A:……八卦僅限現場流通。(編按:誰叫你不來參加現場呢,啾咪 ^.<)

照慣例,這次的M.I.C.又在講者被圍堵、觀眾問到欲罷不能中結束了,如果想知道更多有趣的科學悖論,請參考PanSci 2013 四月選書《悖論:破解科學史上最複雜的9大謎團》,Pansci也已幫大家準備了書中永動機伯特蘭箱子兩篇章的節錄;至於,如果你是想聽更多科學八卦的話……我們就五月在Pansci M.I.C.現場相見囉!

  1. Locutus是Star Trek中的角色。
  2. Sheldon是The Big Bang Theory中的角色,智商187的物理學家。
  3. Arno Penzias和Robert Wilson一起發現了CMB,兩人因此獲得1978年的諾貝爾物理學獎。
  4. 我們本身所處的銀河系訊號極強,在進行CMB解讀時需排除銀河盤面。
  5. 我們的黃道和銀河不在同一個平面上,就像我們地球跟黃道面也會有一個夾角,地球繞太陽、地球繞月球的軌道也會有夾角,所以才會有日月蝕。
  6. Saul Perlmutter、Brian Schmidt、Adam Riess。
  7. 這道悖論的問題點在於,顏色作為一種「性質」是不會被壟斷的,同時,文中不同的「是」字皆代表不同的意思,分別有屬於、等同的關係等。

【關於 M. I. C.】

M. I. C.(Micro Idea Collider,M. I. C.)微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會,約一個月一場,為便於交流討論,人數設定於三十人上下,活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者,針對同一主題,各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法,並讓所有人都能參與討論,加速對撞激盪出好點子。請務必認知:參加者被(推入火坑)邀請成為之後場次講者的機率非常的高!

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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「意識」是什麼?人們已經找到答案了嗎?
PanSci_96
・2023/11/26 ・6000字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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「意識」是什麼?

直到現在,仍是宗教、哲學、心理學、神經科學都還無法解答的難題。

但是今年, 2023 年,一場來自神經學家與哲學家對於「意識」解釋的賭注,在經過長達 25 年的研究後,終於要畫下句點了嗎?到底是誰贏了?對自己頭上頂著的大腦,我們又了解多少了?

25 年前,一場圍繞「意識」之謎的賭局

1998 年,神經科學家克里斯托夫・科赫(Christof Koch)和哲學家戴維・查爾莫斯(David John Chalmers)打賭一箱葡萄酒,如果 25 年後,人們已經能清楚地解釋意識背後的神經機制,那麼就是科赫贏了。反之,如果還是未能解答意識之謎,就是查爾莫斯贏了。

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但在揭曉勝者之前,我們要先來談談一個最基本的問題,「意識」到底是什麼?首先我們要先定義清楚,因為在中文中,意識指的可能是一個人的清醒狀態、也可以是對內在自我的一種感知、又或是包含感知、情緒、思考等等的一種總和、又甚至可以是指在精神分析理論中與前意識和潛意識的比較。

若要深入探討意識定義的發展以及不同的哲學論點,那真的不做個三十集做不完,在這集的時間內,就讓我們把重點放在感質(Qualia)的相關概念。感質,指的是個人直接體驗的主觀感受,被認為無法通過客觀描述或第三人稱觀察來完全理解或解釋。我們感知世界的方式、感受事物的質感、觸覺、視覺、聽覺、嗅覺等等都是屬於感質。

感質,指的是個人直接體驗的主觀感受,被認為無法通過客觀描述或第三人稱觀察來完全理解或解釋。圖/wikipedia

舉一個例子。若是把一顆紅蘋果放在大家面前,詢問蘋果這是什麼顏色,相信大家應該都會說這是紅色。然而,雖然科學能解釋紅色是因為有波長約 620 到 750 奈米的光,刺激到視網膜的錐細胞,產生一連串的神經反應,最後形成大腦的表徵,但卻無法解釋我們對紅色的主觀感受是怎麼形成的。

哲學家們也常思考,你看到的紅色,和我看到的紅色究竟是否一樣,是否有可能我眼中的紅其實是你眼中的綠。

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舉另一個例子,這件數年前爆紅的衣服,你覺得是藍色與黑色相間,還是白色與金色相間呢?

另外,像是這張圖究竟是兔子還是鴨子?

圖/wikipedia

這張圖究竟是狗還是小女孩?

明明有張客觀的圖片存在,每個人的主觀感受卻有不同的答案。

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「困難問題」(Hard problem of consciousness)是找不到答案的問題?

在意識賭局中的哲學家戴維・查爾莫斯,就提出感質以及主觀經驗為什麼(why)存在以及如何(how)產生是所謂的困難問題(Hard problem of consciousness),相較於簡單的問題是討論意識相關的功能和行為,困難問題涉及意識的經驗(現象、主觀),是沒辦法客觀觀察測量。也就是這個問題,是沒有答案的。

舉一個屬於困難問題的例子,明明都只是大腦的神經在放電,為何某些神經放電後會導致飢餓感而不是其他感覺,譬如口渴?他認為即使沒有飢餓這種「感覺」,飢餓衍伸出的行為,例如進食,也可以發生。因此這些產生的感覺,無法單純簡化由大腦等物理系統解釋。

圖/giphy

然而,困難問題的說法其實也存在爭論。根據 2020 年哲學期刊文章的互動式學術資料庫 PhilPapers 的調查, 29.72% 的受訪哲學家認為難題不存在,而 62.42% 的受訪哲學家認為難題是一個真正的問題。

也有一群神經科學家們雖然接受困難問題的存在,卻也認為困難問題未來可以被解決,又或是被證明這不是一個真正的問題。並開啟了他們對於意識相關神經區(neural correlates of consciousness)簡稱 NCC 的研究發展,試圖找到足以產生意識的最小神經集合。

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精神科學家開啟對於意識相關神經區(neural correlates of consciousness)簡稱 NCC 的研究發展,試圖找到足以產生意識的最小神經集合。圖/PanSci YouTube

但 NCC 的研究被認為最多只能找到神經反應與意識的相關性,解決的仍然只是簡單問題而非困難問題。為了突破 NCC 本身的限制,人們又開始轉往重視意識理論(theories of consciousness (ToCs))的發展。希望透過意識理論來超越以 NCC 為基礎的方法論,轉向提供更具解釋性見解的意識模型。

在意識模型這邊還在爭論不休,讓我們先把鏡頭換到神經學家這一邊。

研究科技進步,為意識研究帶來哪些幫助?

面對意識這個艱難的大哉問,克里斯托夫・科赫當初怎麼那麼有自信,敢發起這個看起來勝算就不大的挑戰呢?有那麼愛喝嗎?

1998 年,年輕有為的克里斯托夫・科赫已經是加州理工學院的助理教授,並和生命科學領域大咖中的大咖弗朗西斯・克里克,合作研究意識這個主題。沒錯,就是和華生一同發現 DNA 是雙股螺旋結構的克里克。除此之外,克里斯托夫還擁有物理的碩士學位,擁有跨領域的知識,讓他更加相信透過實證的方式,能找到意識的神經機制。

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克里斯托夫・科赫合作研究意識的對象便是與華生一同發現 DNA 是雙股螺旋結構的弗朗西斯・克里克。圖/PanSci YouTube

當時有許多大腦研究的技術蓬勃發展,像是功能性磁振造影(fMRI)已經獲得廣泛使用,使得科學家們能在對象進行活動或是受外界刺激時,同步從大腦血氧濃度的變化來推斷神經反應。

此外,光學遺傳學(optogenetics)技術也在那個時期開始萌芽,這讓研究者能用極佳的時間解析度來調控特定的大腦神經元,並藉此解碼大腦的秘密。舉例來說,現在的光學遺傳學能讓科學家們鎖定小鼠的特定神經細胞,並在小鼠頭上裝上 LED 光纖,只要開啟 LED 的光刺激,那些特定神經細胞就會興奮或抑制。藉由觀察小鼠行為的變化,就能了解不同行為表現是由哪些神經元所調控。

現在的光學遺傳學能讓科學家們鎖定小鼠的特定神經細胞。圖/PanSci YouTube

厲害的是,在 1979 年光學遺傳學的技術還未誕生前,克里克就認為如果想要了解大腦的運作,精準控制大腦中一種類型的所有細胞是非常重要的,而若想要有極佳的時間和空間精細度,必須使用光的技術,這與後來光學遺傳學的發明不謀而合。

有了這些科技加持,長達 25 年對於意識的賭注也即將來到結局。

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所以,誰贏了賭注?

2023 年 6 月 23 日,在科學意識研究協會的年會上,揭曉了這長達 25 年的賭局。神經科學家克里斯托夫・科赫(Christof Koch)最終承認,目前還不能解釋大腦的神經元是如何產生意識,並買了一箱好葡萄酒(1978 Madeira)給哲學家戴維・查爾莫斯(David John Chalmers)實現諾言。

克里斯托夫・科赫最終承認,目前還不能解釋大腦的神經元是如何產生意識,並買了一箱好葡萄酒給戴維・查爾莫斯。圖/PanSci YouTube

當然,這不是說意識的來源永遠沒有解答,只是當初賭局設下的 25 年時限到了。實際上到了 2018 年,他們兩位根本都忘了這場賭局,直到一位科學記者佩爾・斯納普魯德重新提及這個話題,才讓大家重新想起。

恰巧那個時間點,克里斯托夫・科赫和戴維・查爾莫斯都參與了鄧普頓世界慈善基金會支持加速意識研究的大型項目。該計畫建立一系列意識理論的「對抗性」實驗,希望透過讓兩個或多個持相反觀點的競爭對手共同合作研究,來挑戰各種意識假設。

意識理論的百家爭鳴

而其中包含兩個著名的意識理論,全局工作空間理論(Global Workspace Theory (GWT))和整合資訊理論(Integrated Information Theory (IIT))。

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全局工作空間理論(Global Workspace Theory (GWT))。圖/PanSci YouTube

全局工作空間理論(Global Workspace Theory (GWT))的概念,最早是由認知科學家伯納德・巴爾斯和斯坦・富蘭克林在 1980 年代晚期提出。他們認為意識的產生就像是劇場聚光燈一樣,當這個意識劇場透過名為選擇性注意的聚光燈在舞台上照出內容,我們就會產生意識情境。這聚光燈的投射也代表著全局工作空間,只有當感官輸入、記憶或內在表徵受到注意時,它們才有機會整合成為全局工作空間的一部分,被我們主觀意識到。而我們的行為決策,也是透過這個全局工作空間整合訊息,並分配到其他系統所產生。目前認為全局工作是發生於大腦前方的前額葉區域。

整合資訊理論(Integrated Information Theory (IIT))。圖/PanSci YouTube

與全局工作空間理論打對臺的,是整合資訊理論(Integrated Information Theory (IIT)),最早由朱利奧・托諾尼(Giulio Tononi)在 2004 年提出。這理論認為,意識背後是有數學以及物理為基礎的因果關係。應該先肯定意識的存在,再回推尋找其背後的物質基礎,並認為主觀意識是由客觀的感覺經驗產生的。克里斯托夫・科赫就是此理論的擁護者,他進一步認為,意識背後的那個神經機制,就存在於大腦後方後皮質熱區(Posterior cortical hot zone),包括頂葉、顳葉和枕葉的感覺皮質區域。

讓我們稍微總結一下兩者差異:

全局工作空間理論——

  • 意識只能透過訊息投射到一個稱做「全局工作空間」之後才能呈現
  • 訊息本身不會形成意識
  • 訊息要被注意到才會產生意識

整合資訊理論——

  • 意識存在
  • 產生的關鍵是需要將大腦處理感覺的皮質區域訊息整合

然而,經過六個獨立實驗室的研究,雖然有較多的證據支持整合資訊理論,但兩個理論都存在缺陷和質疑,直到目前都尚未有明確解答能解釋意識的神經機制,這也讓克里斯托夫・科赫大方承認自己輸掉了這 25 年的賭局。

隨著科學測量技術的演進以及越來越多的研究進展,有一些神經科學家認為意識理論即將崛起,目前的狀態只不過是一種研究過渡期。科學哲學家托馬斯・庫恩(Thomas Kuhn)將這種過渡期以「前典範式」(preparadigmatic science)來形容,認為一門不成熟的科學在成熟前,會面臨相互競爭的思想流派並各說各話。就像是當初達爾文提出演化論的物競天擇前有拉馬克主義、災變論與均變論來試圖解釋物種起源一樣。

下一場賭約?

雖然這次的打賭由戴維・查爾莫斯獲得一勝,但克里斯托夫・科赫在今年加倍賭注,認為下一個 25 年他一定會贏。到時候克里斯托夫已經 91 歲,戴維 82 歲了。

大家別擔心,這一集是會員共同選出來的題目, 25 年之後,我們也會再為各位泛糰做一集討論賭局的結果。

最後也想問問大家, 25 年之後,你賭這場對決會是誰贏呢?

  1. 我壓在克里斯托夫・科赫身上,我們一定能解開意識之謎
  2. 我賭戴維・查爾莫斯,意識這個問題,可能很難用科學來解釋
  3. 在那之前, AI 可能都已經有意識了,直接問 AI 還比較快

趕快來留言吧,記得 25 年後要回來看啊!

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什麼是政治哲學?百年前的思想家如何影響當今社會?——專訪中研院人文社會科學研究中心曾國祥研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/11/10 ・5209字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

於瞬息萬變社會中的指引——政治哲學!

在政治學中,除了以實證方法研究政治行為的政治科學,還有一個奧妙的政治理論領域,當中的政治哲學如同北極星般,指引人們探索政治活動所涉及的公共生活基本價值。中央研究院「研之有物」專訪院內人文社會科學研究中心曾國祥研究員,與我們分享政治哲學的使命與魅力,原來哲學並不虛無,我們的生活與信念皆與哲學息息相關!

中研院人文社會科學研究中心曾國祥研究員
圖|研之有物

哲學有什麼魅力令思想家前仆後繼地研究?

你對哲學的認識是什麼?如果在哲學前加上「政治」兩字,又會想到什麼?走進曾國祥研究員位於中研院人文社會科學研究中心的研究室,在滿室哲學書籍、康德(Kant)與霍布斯(Hobbes)畫像的陪伴下,「政治哲學」的迷人之處在談話間表露無遺,同時傳遞一位政治思想家對生命的焦慮與感動!

談起當初是怎麼走上哲學研究的道路?曾國祥從自己的大學生活說起,年輕的他對課業並不感興趣,在風景優美的東海大學校園中過著「由你玩四年」的生活,直到當兵後才開始認真思索未來。

回憶起當初被哲學感動的原因,出自羅馬哲學家西塞羅(Cicero)的一句話:「哲學是為死亡做準備」,在人類有限的生命中,什麼會讓生命更有意義?曾國祥在哲學世界裡找到答案,儘管在研究過程中面臨深層的焦慮,他依然賭上歲月、樂此不疲,為留下不朽著作而持續努力。

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退伍後的曾國祥先後在臺灣大學政治學研究所、倫敦政經學院政府學系取得學位,回國後在中山大學政治學研究所任教十多個年頭。選擇在中研院展開新的學術生涯,源自想留下著作的初衷。

曾國祥環顧滿室書籍,期許自己的著作能成為其中一份子,哪天即使身體離世,著作將成為生命的延續,每被翻閱一次,自己就活一次。

究竟政治哲學有什麼迷人之處,讓政治思想家願意窮畢生心力投入?講到最愛的政治哲學,曾國祥眼神發亮,以生動的比喻帶領我們體會哲學的使命與魅力。

講到最愛的政治哲學,曾國祥眼神發亮,以生動的比喻帶領我們體會哲學的使命與魅力。
圖|研之有物

使國家發展方向不致迷失的定向作用

今日我們似乎很難在日常生活中遇見哲學家或政治思想家,但有一種人見人愛的物品讓我們每天都與政治哲學相遇,那就是你錢包中的鈔票!

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無論是新臺幣 100 元上的孫中山、美金 10 元上的亞歷山大・漢彌爾頓(Alexander Hamilton),還是日幣 1 萬元上的福澤諭吉,都是歷史上著名的政治思想家。在他們建構的思想理論中,一個現代國家的藍圖在眾人面前展開。

曾國祥以「支柱」比喻政治哲學的重要性,在國家面臨巨變時,政治哲學提供一種信念,成為支持國家發展的關鍵秩序。儘管我們時常感嘆政治哲學畫出的理想藍圖抵不過現實世界的殘酷,但政治哲學的「定向」(orientation)作用依然不可忽視。

什麼是康德派哲學家所強調的「定向」呢?曾國祥以「北極星」的比喻來為我們說明:

政治哲學傳遞的理念有定向的作用,宛如一顆指引方向的北極星,雖然我們永遠到達不了北極星,但至少可以檢驗並確定我們是往正確的方位前進。

因此,雖然理想與現實存在落差,但問題或許不是出在政治哲學本身,而是這個世界還不夠好,尚待我們發揮理性的力量,持續改善眼前的困境,往我們心目中理想的藍圖邁進。

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政治哲學傳遞的理念有定向的作用,宛如一顆指引方向的北極星,雖然我們永遠到達不了北極星,但至少可以檢驗並確定我們是往正確的方位前進。
圖|iStock

東西方哲學思想共通的人性價值

身為近代西方重要的哲學家之一,康德提出的「人性尊嚴」、「道德主體」、「道德自律」、「永久和平」,成為可推溯出現代民主國家、聯合國的核心理論,更是今日流行的「正義論」的論述源頭之一。

臺灣作為一個民主國家,認同的民主價值也可見到康德思想的身影,我們相信每一個人皆是擁有自由平等權利的主體,人與人之間應相互尊重,秉持己所不欲勿施於人的同理精神。

上述思想看似源自西方,其實在東方的儒家思想中也可找到相似內涵。曾國祥的研究之一便是將深植於臺灣的儒家文化與西方自由主義進行融通,發掘臺灣特有的民主價值,進而產生與其他政權的對話基礎。

曾國祥指出,跨越文化隔閡的對話基礎在於找到「共同人性」,例如康德的「道德自律」與孟子的「本心」都提及人性善良的一面。

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孟子廣為流傳的「孺子將入井」故事講述人普遍有「惻隱之心」,看到孩子即將掉入井中,通常會立即出手相救。這種不帶任何利益考量,發自內心覺得應該做的想法,便是康德所謂「道德自律」、人的自我立法,這也是讓民主成為可能的重要價值觀來源。

在多元社會中,我們如何取得道德共識?

「道德自律」讓我們看到康德式的道德規範中屬於「對」(right)的範疇,就是在公共生活中具體呈現的「權利」(rights)。道德自律作為法律的依託,關注的是人性尊嚴、平等對待、相互寬容、尊重差異,以及享有與他人相容的最大可能限度自由等基本人權,這關乎到當今盛行的「正義論」,也是形塑「自由主義」的主軸。

此外,還有另一不容忽視的道德範疇叫作「善」(good),是社會長時間發展出的倫理、習俗、歷史、宗教等價值觀。這樣看來「善」和「對」都很重要,為什麼正義論學者卻主張「對優先於善」(The priority of the right over the good)呢?曾國祥為我們解惑:

「『善』在私領域中相當重要,是形塑圓滿人生所不可或缺,但現代社會是一個價值多元的社會,人們不容易在宗教或倫理等價值觀上取得共識。當代自由主義者堅信我們可以達成共識的道德價值在於:每個人皆擁有平等的人性尊嚴,有『權』為自己的人生做出選擇。」

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有一個思想實驗可以說明此論點,試試隨機街訪 10 名路人的宗教信仰,有人可能參加過媽祖繞境、跟月老求過姻緣、家裡做生意拜關公,也可能是虔誠的基督徒或伊斯蘭教徒。人們可能擁有不同的宗教信仰,但在民主社會中有一點卻是相同的,那就是我們尊重每個人有信仰不同宗教、發表不同言論的自由。

近期掀起各界波瀾的「#MeToo 運動」同樣也是正義論的實踐,儘管社會倫理提醒你反抗的對象是有複雜利害關係的老闆、長輩或同事,但保障基本人權的集體共識成為受害者最堅強的後盾,讓人們鼓起勇氣發出「不能就這樣算了」的正義怒吼!

此外,更多以「正義」為名的運動如雨後春筍般冒出,例如居住正義、轉型正義、環境正義等,正義一詞已成為政治論述的主導概念,更是公共政策的議論焦點。

近期掀起各界波瀾的「#MeToo 運動」便是正義論的實踐,保障基本人權的集體共識成為受害者最堅強的後盾,讓人們鼓起勇氣發出「不能就這樣算了」的正義怒吼!
圖|iStock

無限制的權利可能造成什麼問題?

正義論學者德沃金(Dworkin)有一句名言:「權利是王牌」,指出國家不應剝奪人們自主選擇實現生命計畫的自由,不過曾國祥提醒,正義論的「權利優先」儘管有其正當性,卻不宜無限上綱,否則將發生關起門來當聖人的情形,使人完全與現實世界脫鉤。

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依照康德式的道德規範來看,每個人有權選擇想過的人生,你可以做一名樂在工作的拚命三郎,也可以做一名窩居在家的躺平族,不論選擇好壞都該予以尊重。然而這樣的平等理念過於抽象,尤其面臨社會資源分配等公共議題時,多數人很難接受自己的付出被他人坐享其成。

想像一下,康德式的道德規範就如同一座名為正義的天空之城,還需要更多元的思想來讓理論接地氣。曾國祥認為,黑格爾(Hegel)的思想正是充實康德理論空洞處的最佳材料之一。

康德式的道德規範就如同一座名為正義的天空之城,還需要更多元的思想來讓理論接地氣。
圖|iStock

想了解康德和黑格爾的不同?首先,我們先來想想以下這則問題,看看你是康德派或黑格爾派。

以下請曾國祥老師為我們揭曉答案:

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羅德島(Rhodes island)位於愛琴海上,是希臘轄下最東方的島嶼,為愛琴海文明的發源地之一。傳說太陽神海利歐斯以鍾愛的海仙女羅德的名字為島嶼命名,海神波賽頓被島上首批居民撫養長大,因而成為羅德島的守護神。
圖|iStock

於充滿衝突的社會中立足,「中庸」是種解方?

哲學家是米若瓦的貓頭鷹,只有在夜幕低垂的黃昏才展翅高飛。 ──黑格爾

曾國祥是不折不扣的黑格爾迷,對他來說,黑格爾讓哲學家化身智慧女神的貓頭鷹,對文明危機做出適時的診斷。此外,黑格爾追求「和解」的精神,也幫助曾國祥思索如何在困境中跟世界、社會、家庭和自己和解,進而產生創造新局的契機。這也讓他的處事態度走上「溫和派、穩健派」(moderate)路徑,類似儒家提倡的「中庸之道」。

今日我們對中庸一詞的褒貶不一,誤以為中庸就是沒有立場的牆頭草,事實上,中庸指的是不偏不倚、過猶不及的處事態度,在亞里斯多德(Aristotle)與儒家的思想中,都被視為重要美德,對東西文化發展和人類思維方式,產生深遠影響。

秉持和解與中庸之道看似退讓,卻是真正試圖化解衝突、推動進展的務實作法,而這不僅是一種處事態度,還是臺灣在國際間立足的生存之道。

就曾國祥的觀察,臺灣作為一個被海洋環繞的島國,時空環境的瞬息萬變促使人們必須不斷調適來自各地的勢力與文化,同時也須留意與美、中等周遭大國的經貿與外交關係。因此,現今無論哪個政黨,只要是重視實踐智慧的政治人物,通常會以溫和、適中的態度審時度勢,試圖在各種衝突的價值之間尋求平衡。

在曾國祥看來,儒家的忠恕精神與中庸之道、西方的自由主義都已在臺灣社會體現,臺灣繼承的儒家思想已與自由主義相互融合,與中國崛起後建立的「政治儒學」以及在現行政治佈局上所推動的一帶一路、孔子學院等大一統天下體系截然不同。「如同黑格爾所言,這裡就是羅德島!」曾國祥對於臺灣民主價值的珍視在言語間展露無遺。

未來他將持續書寫臺灣的自由主義傳統,更將研究視野擴大至晚近流行的天下論述,思索超越國家界線的世界倫理問題。

政治哲學看似虛無縹緲,卻是現實主義的烏托邦,實際上是從一個非常高的高度在關注整個政治世界的價值演變,探索政治可行性的界線。

曾國祥娓娓道來最後一項政治哲學的使命,他不只依著北極星的指引,更跳上羅德島的土地,持續往更深遠的政治理論知識視域前進!

曾國祥不只依著北極星的指引,更跳上羅德島的土地,持續往更深遠的政治理論知識視域前進!
圖|研之有物
研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook