常數，與位置無關。另外再假設這一細菌每次可以遊動的距離是1ml。 那麼，對於這樣的一個生物體，最優的覓食策略是什麼呢？ 如果食物在任何方向的分佈都是相同的，那麼這個細菌最有效的行為將是向著隨機選定的一個方向游出1ml，然後停下來搜尋食物，然後或者是將食物吃掉或者是向另一個隨機選定的方向游出1ml。現在我們就要問，細菌是透過怎樣的計算得出這一策略的呢？一種可能性就是細菌建立了關於食物資源位置的認知圖。這一細菌將它每次遇到的食物數據儲存起來，並且由此計算出在任何可能的空間位置上可以遇到食物的先驗機率，從而形成一種空間路線圖編碼。因為這一路線圖反映出的概率分佈必然是一種均勻分佈，所以這一細菌就會計算出按一種隨機的方式運動就是最優的覓食策略。還有一種可能，就是經過進化，細菌內在地有一種機能，可以隨機地使細菌向某一方向遊動。那麼這時這一生物體就會隨機地覓食，因為這是它唯一一可能的覓食方式。 不同的生理過程導致細菌表現出相同的覓食策略，把這兩種細菌放進一個食物並非隨機分佈的環境中將是一個令人感興趣的實驗。顯然， 構建先驗機率認知圖的細菌仍然會達到最優覓食方式，但是在這種情況下隨機覓食的細菌則不能。說得更準確一些，隨機移動的細菌表現出的次優性向人們揭示了它是怎樣形成這一覓食行為的。不管環境的結構如何，它總是隨機地向某一方向運動。按照齊格倫茲的說法，隨機移動的細菌採用的是簡單探索策略。在動物發展進化的環境中，這一規律將為其提供一種最優（或接近最優）的覓食方案。當把動物投放在一個陌生的環境中時，這一規律表現得最為明顯。 在一個細菌行為表現出次優性的環境中進行研究，可以使我們在許多方面得到收穫。正是細菌無法追蹤的經濟變數向我們提供了這種生物體的大部分生理特性。這說明，雖然顯得有些荒謬，但在動物的行為沒有像理論預測的那樣表現出最優性的情況下，神經經濟學方法可能是一種最有效的方法。 13.5 總結不像構成基於反射的現代研究方法基石的傳統確定性模型，神經經濟學方法允許既能夠分析又能夠產生不確定性的模型出現。這些模型構成了一種基準，包含著進化系統所有問題的行為和神經方面的資料可以 • 273• 336
決策、不確定性和大腦——神經經濟學在此基礎之上聯絡起來。它們構成了一個銜接性的假說，沒有這個假說，就無法令人信服地說明可識別的神經迴路構成了某一特定行為計算和表達的基礎。 這種型別的模型以及由它們得出的經驗資料，不僅僅對研究大腦的生物學家來說至關重要，對於研究人類行為的經濟學家來說，也具有高度的重要性。早在1898年，經濟學家凡勃侖（Thorstein Veblen）就在一篇題為《經濟學為什麼不是進化論科學？》的短文中提出了這一點。 他認，為了理解人類的經濟行為，就必須理解產生這些行為的機制。 最近，生物學家威爾遜（E. O. Wilson,1998）也提出了相似的觀點。 他指出，社會科學和自然科學的融合是不可避免的，同時也是必要的。 威爾遜進步指出，這種融合首先表現為人們普遍認識到經濟學和生物學是研究同一主題的兩門學科。 最後，經濟學是一門生物科學，它是關於人類選擇的理論，而選擇絕對是一個生物過程。真正理解人類如何選擇他們所做的一切，無疑需要神經經濟學的方法。 註釋 ［1〕 正如根據訊號探測理論得到的結果。 醬 • 274•
第14章綜合（I） 哲學含義 14.1 古典二元論和生理學一元論我們對於大腦如何引發行為的古典觀點來自於3個半世紀以前笛卡兒的工作。他指出，大腦和行為的連線不是一個單一的問題，而應該是一個雙重的問題。對於簡單的具有確定性的行為，笛卡兒假定在感覺和行動之間存在一個直接的機械的連結。對於複雜的不確定行為，他認為完成連結任務的是一個超物質的過程：精神或自由意志。 將導致物理世界所有不確定性運動的因素排除之後，笛卡兒緊接著開始描 337 •275•
決策、不確定性和大腦——神經經濟學述能夠產生他提出的直接機械連結的最小複合神經系統。笛卡兒所描述的反射，就是一個試圖將17世紀數學中的幾何技術應用於理解大腦如何產生確定性行為這一問題的努力。 自從那個時候開始，生理學家們就為這種強加的、將行為原因區分為物質的和非物質的兩種類別的二元論造成的侷限而苦惱。在物理學中，我們假定所有觀察到的事物都是能夠利用科學方法進行描述的過程的單一產物。因而，生理學家不禁提出了質疑：為什麼對大腦和行為的研究卻唯獨需要一個二元論方法呢？ 為了將物質世界的一元論觀點與對大腦和行為的研究協調起來，許多生理學家建議使用一元論的方法。這些生理學家認為：所有的行動必定是確定性反應機制的產物。這個論點對於活躍的神經學傢俱有極大的吸引力。因為它不僅不需要一個二元的解釋體系，而且還強化了這樣的信念：已經在物理科學中非常成功的當代科學方法將足以用來解釋大腦和行為之間的所有可能的聯絡。實際上，他們解決這個二元悖論的方法就是首先承認笛卡兒將確定性數學方法運用於物質世界的邏輯侷限性， 然後再拒絕他認不確定性行為的確存在的主張。 值得注意的一點是，邏輯數學的前提（二元論的表示方法就產生於其中）在17世紀中期已經建立起來了，但是，機率和不確定性的概念在當時的西方思想界還沒有出現。當笛卡兒撰寫他的著作《論人》 時口，帕斯卡還只是一個小孩，而且即使是機率論的最初觀念也是在幾十年後才出現的。由此導致的結果就是，笛卡兒只能被迫使用確定性數學工具去建立這些理論，而這些理論進而又構成了一元論以及二元論傳統的基礎。 14.2 古典二元論和生理學一元論的替代物我的一個貫穿全書的觀點就是：古典二元論和生理學一元論的侷限都來自於確定性數學工具在描述行為的複雜性時表現出來的蒼白無力。 即便是現代的二元論者也在某種程度上接受這一點。他們利用一種被稱為意志或認知的非物質過程去聯絡大腦和複雜行為的做法就承認了這一侷限性。 在本書的前半部分我檢驗了傳統的二元論和一元論方法，並且指出：將來任何有關大腦和行為之間連線的模型必須注重三個關鍵的結 • 276．
第14章綜合（I）哲學含義論。首先，它必須承認任何生物體都來自於包括自然選擇的進化過程。 當兩種動物具有相同的複雜性時，如果其中一個能夠更加有效地調整它的行為，那麼就能夠更加有效地適應未來的社會狀態，從而生物體將具有更高的繁殖成功率。 其次，我們必須承認動物所面臨的認識上的侷限性。沒有生物體對世界的未來狀態能夠具有完全的知識。即使我們相信存在一個完全確定 839 的拉普拉斯時鐘結構的世界，我們也必須接受下面的事實：只具有有限資源的生物體不可能追求具有完全資訊的狀態。動物不可避免地在有限的知識水平上行動，並且這意味著世界的未來狀況是不可能被準確預測的。世界的未來狀態只可能被概然地獲知。如果我們相信動物在一個具有認識不確定性的環境中進化，那麼假設在6億年的進化過程中完全忽視這種約束將是比較奇的。 一旦我們將研究的重點從確定性模型轉向概然論模型，困擾著笛卡兒的簡單行為和複雜行為之間的隔閡就大部分被消除了。基於機率論的思維模型能夠使我們在機械論的水平上比任何確定性模型都能解釋更多的複雜行為。 再次，我認為即便是由範圍更加寬廣的認識論驅動的概然論模型， 也不可能完全消除大腦活動和所有型別行之間的差異。最後這一點的關鍵就是：在我們所處的世界中，有些方面的不確定性是不可約簡的。 海森伯格在亞原子的水平上將這個觀點表述得很清楚，但是我們的日常經驗同樣也告訴我們：在宏觀世界裡，在一個更加個體化和直覺化的層面上，這個觀點也是正確的。 對於一個與其他生物體進行有效競爭的生物體來說，它們的行為經常在某些時候表現出不可預測性。馮•諾依曼的博弈論中一個非常具有洞察力的觀點就是：競爭者之間的最優互動通常要求每個個體採取混合策略。混合策略是指這樣的策略，在這些策略中，從即時的角度來看， 每個個體的行為具有不可約簡的不確定性，但是經過幾百次博弈之後個體的行為是嚴格符合概然論的。約翰•梅納德•史密斯進一步拓展了這個觀點。他不僅同意馮•諾依曼下面的觀點：單獨的個體必須能夠經常產生一些具有不可約簡的不確定性的行為反應，同時他還提出，如果群體中的個體之間顯示出了不可約簡的不確定性，那麼進化的環境就會形成。他還提出，在個體內和個體之問都會遇到不可預知性。 精確的神經生物學模型能夠解釋的行方式，與僅限於利用一元論模型能夠解釋的確定性行為方式相比，必然要更加豐富多彩。在一定程 • 277•
340 341 決策、不確定性和大腦——神經經濟學度上，這樣的觀點是很明顯的：利用古典一元論解釋人類行為時，我們直覺上感觸最深的問題就是我們每天所經歷的不確定性。這不僅僅指我們在別人身上所看到的不確定性，而且包括我們在自己身上所看到的不確定性。現在，神經學家和哲學家已經開始認識到存在著一種數學方法，該方法不但可以預測可能存在的不確定性的水平，而且它還可以提供量化和規範化這種不確定性的工具。 機率論在某種程度上說是一個連線行為、大腦和思維的一元論方法，但是它又與古典一元論的確定性策略存在很大的差別。它是一個單一的數學工具，但是該工具不僅可以用來描述所有型別的行為而且可以用來預測，有些行為是簡單的同時也是確定的，而另外一些行為不僅看起來具有不確定性，而且實際上也是如此。與古典生理學家使用的傳統一元論方法不同，這個理論策略並不認行為是一系列驚人複雜的、相互作用的反射的產物，而是堅信根本就不存在類似於反射的東西。按照這一觀點，確定性反射只是一種利用不恰當的理論去解釋很小一部分行為的方法。我用一種真實且具體的方式說明了這一點。反射是一個有關感覺訊號如何引發運動反應的模型，我們現在知道這一模型體系只能解釋很小範圍內的行方式，因而反射論不是一個好的理論，應該遭到拋棄。為了取代古典生理學一元論者堅持的確定性反射，同時也為了取代對古典二元論者來說必需的不確定性非物質過程，神經經濟學提出了第三種方法：明確的不確定性一元論。 14.3 自由意志 17世紀的哲學家們，例如詹森主義者和耶穌會士，經常發現在包括不可預測性的行為理論中，存在著內在的複雜性和矛盾性。參與到這個問題中的古典一元論者認為，所有的行為都是確定性機制的產物，因此我們能自由地決定將來去做什麼的經驗一定是錯誤的。拉普拉斯或許會認為，如果10天內世界的確切狀態能夠被預測，那麼在這個世界中我們每個人將做出的決定同樣也可以被預測，這樣自由意志就不可能存在。 與此相反，古典二元論者既承認我們關於決定的主觀經驗的重要性，同時也承認自由意志和純物質世界觀之間的不一致性的重要性。二元論的方法論認為，某種非物質的機制（通常被稱為精神或自由意志） • 278•
第14章綜合（II）哲學含義在世界的未來狀態中扮演著導因的角色，它可以同時導致決策的不確定性以及我們關於決策的主觀經驗。 從博弈論的觀點來看，有些經濟學家和哲學家認為這個爭論走上了錯誤的方向。博弈論問題的有效解決方案要求，未來世界的狀況在原則上不能夠被身處其中的生物體預測到。當生物體在與其他生物體的競爭中採取混合策略時，它們就使自己的對手無法準確預測世界的未來狀況。堅持世界是確定的，並且排除自由意志的世界模型失敗了，是動物們使它失敗的。對於處在其中的動物而言，世界應該被看作一個不確定的系統。 然而博弈論並不認為，不確定性一定是被我們稱為自由意志的非物質過程的產物。如果我和你玩硬幣匹配遊戲，在每個遊戲中我的行為是不可預測的，但是我的行為從機率的角度來看則完全符合規律。在進化和神經的層面上，我的行完全可以被描述為隨機化的最佳化過程的產物。進化中的隨機化（無論是先天的還是後天得到的）形成了與你玩硬幣匹配遊戲的對手們構成的群體的不確定性。神經的隨機化則會在個體內產生不確定性。博奔論正好具有解釋這類不確定性行為所必需的特徵。 古典一元論所面臨的最大挑戰就是無法解釋不確定性行。二元論透過提出自由意志來解決這個問題，但是它把不確定性歸因於一個原則上不可能被研究的過程。而博弈論則不需要藉助於在定義上有缺陷的非物質過程，這為我們提供了一種理解確定性行為和不確定性行為的有力工具。 在我看來，博弈論給決定論和哲學中的一大難題提供了一個解決方342 案。自由意志只是我們給或然性行為所取的名字而已，而這些行為本身就是問題的混合策略解。我們決策的主觀經驗就是，當混合策略解需要啟動某一個合乎規則的神經元隨機發生器時我們的親身感受。 14.4 意識關於意識和意識與笛卡兒的二元論之間的聯絡，所有的這些討論說明瞭什麼或者沒有說明什麼？ 最重要的是，在這本書中我沒有在任何一個地方直接討論意識是否存在。我曾經提到，一個基於現代經濟學原理的數學理論可以用來給所 • 279•
343 決策、不確定性和大腦——神經經濟學有型別的人類行為和動物行為建立模型。對於作為神經科學家的我而言，這是一個強有力並且十分重要的假設。模型本身可以作為大腦和行為之間的一個橋樑或者是一個連線假設。根據我的觀點，我認為這個理論最重要的方面在於它使我們有可能去研究這樣一個問題：任何給定的行為是怎樣被構成大腦的生理因素引發的？神經經濟學家需要設法將行為嵌合體和大腦嵌合體連線起來。 相當重要的是，這並不是一個能夠將行為和意識或者意識和大腦強有力地連線起來的理論。但是，這個理論本身確實隱含著一些有關意識的觀念。 有些哲學家和科學家認為意識是一個與自由意志緊密相連的偶然力量。但是神經經濟學的方法體系則反對這種看法，因為神經經濟學方法並不需要自由意志或者是任何用來解釋行為的不確定性的非物質過程。 另外一些哲學家認存在主觀的心理經驗，但是他們並不清楚意識在行為的產生過程中究竟起什麼作用。神經經濟學在這一方面也許會有所作為。在進化論的水平上神經經濟學家假定，為了生存，動物必須利用它們的大腦。同時還假定動物的大腦能夠反映並且利用環境的結構。 神經經濟學家提出了一個用來模擬大腦和行為之間連線結構的模型。心智很可能存在，但是並沒有出現在這個綜合體中。當心智的概念與確定性和不確定性的觀念被隔離之後，將不再是神經經濟學方法的研究目標。 為了使我要表達的觀點更為明確，我們現在來考慮現代意識理論中的一個主要內容，一個關於理性殭屍的故事。就像故事中所說的那樣， 有兩個完全相同的個體，其中一個是真實的、具有意識的人，另一個則是缺乏意識的殭屍。在面對相同的刺激時他們表現出幾乎完全一樣的與概然論相符的行為方式，但是其中一個是“機械的殭屍”，另一個則是和我們一樣的有意識的個體。 許多哲學家認，在物質的層面上，我們甚至可以認為這是兩個完全相同的生物。他們由相同的神經和突觸構成，除了意識以外，我們可以認為他們在任何一個方面都是相同的。但是神經經濟學理論對此會有什麼說法呢？ 我的回答是，根據定義，這兩個生物被假定以相同的方式行動。對於每一個可能的感覺輸入，他們會產生相同的與概然論相符的行為輸出方式，這兩個生物體可以被完全一樣的神經經濟學模型來描述。原則上，如果我們能夠描述每個生物產生的所有行為，那麼根據行為目標描 • 280•