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神經科學家尤里·毛茲正在挑戰長期以來關於自由意志的觀點,他透過研究大腦如何區分隨機行為與具有意義且深思熟慮的決策,試圖揭開人類掌控權的真相。
尤里·毛茲(Uri Maoz)在攻讀博士學位期間,非常熱愛他的大腦研究。當時他正致力於計算神經科學中一個非常具體的課題:大腦如何指示手臂移動,以及我們的灰質又是如何感知這種運動的。
後來,他的教授要求他去給大學生上一堂課。毛茲原以為老闆會明確告訴他該做什麼,或者至少丟給他一些 PowerPoint 投影片。但事實並非如此。毛茲可以自由發揮,教任何內容,只要與學生相關即可。「我本可以講人類大腦增強,」他說,「像是賽博格(Cyborgs)之類的內容。」
然而,那個公認有趣且帶有科幻色彩的主題,並沒有不由自主地浮現在他的腦海中。他興奮地回憶起當時的想法:「神經科學對自由意志這個問題有什麼看法!」
人類如何做出決定——或者說是否真的在做決定(例如,決定在大學講座中討論什麼)——自從他在二十出頭讀到一篇暗示……也許人類根本沒有決定權的文章後,就一直縈繞在他心頭。這個問題自然會引發其他疑問:他當初是否有選擇權去閱讀那篇文章?他如何才能知道自己是否應對生活中的決定負責,還是說他只是擁有一種掌控的錯覺?
「在那之後,就再也沒有回頭路了,」現任加州查普曼大學(Chapman University)教授的毛茲說。他完成了關於人體運動的博士論文,但隨後他沿著神經鏈進一步向上探索,試圖找出慾望和信念是如何轉化為行動的——從舉起手臂,到選擇在週五晚上約誰出去吃晚餐。
今天,毛茲是試圖(某種程度上,或許)回答這條神經鏈如何運作的核心人物。他的研究自此推翻並重新詮釋了經典的神經科學研究,並將自由意志問題中純科學與哲學的兩面統一起來。不過,最重要的是,他成功地在這一爭論中挖掘出了新的轉折。
機器與魔術
自由意志的概念看似簡單,但並沒有一個公認的定義。一個直觀的概念是,它是我們有意識地做出決定並採取行動的能力——即我們掌控著自己的生活。但物理學家可能會問,如果宇宙是決定論的,遵循著預定的路徑,那麼在這樣的宇宙中是否仍能產生人類的選擇。
毛茲說,那是他們要解決的問題。神經科學家能做的是弄清楚當人們做出決定時,大腦中發生了什麼。「這就是我們試圖做的:理解我們的願望、慾望、信念是如何轉化為行動的,」他說。
到 2008 年毛茲完成博士學位時,對這一問題的神經科學研究已經進行了數十年。1960 年代的一項基礎研究顯示,在手部動作(看似是人決定要做的動作)發生之前,大腦中會先出現一種稱為「準備電位」(readiness potential)的電訊號。
基於這一結果,1980 年代一位名叫班傑明·利貝特(Benjamin Libet)的神經科學家進行了一項實驗,正是這項實驗最初激發了毛茲對該主題的興趣——直到最近,許多人仍將其解讀為自由意志概念的喪鐘。
我們大腦中的電脈衝,對於揭示我們是否真的是自己命運的建築師,所能提供的啟示極其有限。
「他只是讓人們坐在那裡,每當他們想動的時候,就這樣動一下,」毛茲邊說邊晃動手腕。利貝特隨後會詢問,當他們第一次產生擺動衝動時,螢幕上的旋轉光點在哪裡。他發現,準備電位不僅出現在他們移動手之前,還出現在他們報告產生移動衝動之前——或者按照利貝特的解釋,是在他們知道自己將要移動之前。
此後的研進一步證實了這一觀察結果,並顯示準備電位出現在受試者報告做出意識決定前一兩秒——根據功能性磁振造影(fMRI)的暗示,甚至可能長達 10 秒。「這表明我們本質上是自動駕駛汽車裡的乘客,」毛茲說,「無意識的生物機器負責所有的轉向,而我們的意識心靈坐在駕駛座上,並把功勞攬在自己身上。」
毛茲最初以利貝特實驗的變體開始了自己的研究。他與因臨床需要而在大腦中植入電極的癲癇患者合作,能夠在他們舉手之前預測他們會舉起哪隻手。
儘管如此,一些受利貝特啟發的研究仍讓他感到困擾。「所有這些結果都與完全隨意的決定有關。想舉手時就舉手,」他說,「為什麼?沒理由。」像這樣的決定與選擇與伴侶分手截然不同。試著告訴某人,在那種決定中,他們並不在駕駛座上。
他說,該領域並沒有關注那些有意義的決定——那些真正決定人生走向的決定。
毛茲開始引入哲學家來協助指導他的研究方法。他們會挑戰他去面對意圖(intention)、慾望(desire)和衝動(urge)等概念之間的語義差異。神經科學家傾向於將這些概念混為一談,但哲學家將它們區分開來:慾望是一種不一定會發展成行動的渴望;衝動帶有即時性和強迫性的含義;而意圖則涉及對計劃的承諾。(毛茲現在特別關注意圖——包括最近關於 AI 的潛在意圖。)
2017 年,他組織了系列自由意志會議中的第一場,吸引了許多對自主性感興趣的哲學家。「非常感謝你們的到來,」他回憶起在會議開幕時說的話,「就好像你們有選擇餘地一樣。」有一天,這群人去湖上郊遊。當大家吃著蝦時,有人開玩笑說,希望船不要沉,因為這個領域的所有人都會死掉。
這番話並沒有讓毛茲感到存在主義式的恐懼。相反,他心想,既然整個領域的人都在這裡,為什麼不把他們都拉進來寫一份研究資助申請呢?「他只是思考下一步應該做什麼,並且有一種非常出色的能力讓它實現,」特拉維夫大學的神經科學家、也是經常合作的夥伴利亞德·穆德里克(Liad Mudrik)說。
查普曼大學的同事亞倫·舒格(Aaron Schurger)表示,這種能力在科學家中很特別。他與毛茲共同領導「意識、意圖與決策理解實驗室」(簡稱 LUCID,恰如其分)。「我真心認為尤里目前處於這個領域的核心,因為他非常擅長圍繞這些宏大構想將人們聚集在一起,」他說。
捐款與干擾
毛茲最近在一直佔據他工作時間的一個大構想上取得了進展:瑣碎的決定與重大的決定在大腦中是如何以不同方式呈現的。在與穆德里克的合作中,他解析了「挑選」(picking)與「選擇」(choosing)之間的神經差異——這是他們對隨意決定與那些改變生活、牽動情感的決定所下的術語。
準備電位呢?他們的測量結果顯示,在「選擇」之前並沒有出現準備電位。2019 年,毛茲和一個團隊發表了一篇論文,測量人們在按下按鍵選擇兩家非營利組織之一捐贈 1,000 美元時的大腦電活動——這是玩真的,用的是真錢。然後,研究人員將該活動與同一組人在隨機按鍵向兩家非營利組織各捐贈 500 美元時的情況進行對比。團隊在隨意決定中看到了準備電位,但在那題 1,000 美元的抉擇中卻沒有看到。
他們得出結論:利貝特的結果並不適用於重要的事情,這意味著準備電位可能實際上並不是大腦在你意識到之前就做出選擇的跡象。「如果利貝特當初選擇關注深思熟慮的決定,那麼也許整個關於神經科學證明自由意志是幻覺的爭論,我們就能免於其中了,」穆德里克說。
毛茲的研究促使其他人重新詮釋利貝特的工作。心理學家比安卡·伊凡諾夫(Bianca Ivanof)說,這「極大地豐富了我的思考過程」,她的博士論文仔細審視了利貝特的方法。結果發現,準備電位被識別的時間會根據旋轉光點裝置的設計方式而有所不同,這使得結果的比較和解釋變得複雜。
毛茲也繼續收集有關該主題的數據。例如,去年他使用腦電圖(EEG)測量人們準備按下鍵盤空白鍵時的大腦電訊號。在隨機時刻,他用音調干擾他們的準備過程,並詢問他們的意圖。他發現準備電位與他們是否計劃敲擊按鍵之間沒有聯繫——這證明該電位並不代表意識或無意識計劃的累積。不過,當人們說他們正準備移動時,團隊在大腦的不同部位確實看到了一個訊號。
所以……這就是自由意志嗎?遺憾的是,毛茲不得不說:嗯,不完全是。我們大腦中的電脈衝,對於揭示我們是否真的是自己命運的建築師,所能提供的啟示極其有限。也許來自神經元的混亂數據才是重點。「我不認為這是一個是非題,」毛茲說。也許我們那些不太有意義的選擇並非有意識做出的,但重大的選擇卻是;也許我們擁有改變預定行動的意識力量,但前提是我們的大腦處於特定狀態。
神經科學家可能無法單憑自己弄清楚自由意志是否存在。但毛茲說,他們可以解析語義上截然不同的決策力量——慾望、衝動、意圖、願望、信念——如何在我們的大腦中顯現並轉化為行動。「這是我們正在取得進展的事情,」他說,「而且我認為這將幫助我們理解我們能控制什麼。」或許也能幫助我們與那些無法控制的事情達成和解。
莎拉·斯科爾斯(Sarah Scoles)是一位居住在科羅拉多州南部的自由科學記者和作家。