意识研究是不是“伪科学”？

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整合信息论的许多发展都集中在将体验的这五个公理属性表述为物理基质 （意识的物理基础或物质对应物） 的五个客观属性——整合信息论的物理存在公设 （图1b） 。这里的“物理”一词，特指实际操作中的因果力 （也就是“施加并接收影响”的能力） ，而“基质”则被理解为可以观察和操纵的事物，例如大脑及其组成部分。基于前四个公设，整合信息论得出结论：我们所体验的基质，即“主复合体” （图1b） ，必须是一个庞大的单元集合，这些单元满足以下条件：

（1）对自身具有因果力 （cause–effect power）（内在性，intrinsicality） ；

（2）具有特定的状态以及特定的原因和结果 （信息） ；

（3）是不可约化的 （irreducible）（整合性，integration） ；

（4）并且是最大程度不可约化性的 （排他性，exclusion） 。

最大不可约性 （maximal irreducibility） 通过整合信息量 (Φ) 来衡量，这要求基质具备适当的解剖和生理特性，例如在能够有效因果互动的专门单元之间形成密集的连接网络。我们若通过暴力计算来测量Φ，就需要基质的完整模型 （以转移概率矩阵的形式） 和极高的计算能力。然而，通过依赖假设和启发式方法，我们可以对大脑中主复合体的存在、位置和粒度做出有根据的推测。

接着，基于“组合 （ co mposition） ”公设，整合信息论通过确定复合体 （complex） 内的单元子集 （subsets of units） ，这些子集能够界定最大不可约因与果 （因果差异，causal distinctions） 。同时，它还考察了这些子集重叠的区域 （因果关系，causal relations；图1b） ，从而揭示了复合体的“因果结构 （causal terms） ”。本质上，因果结构完整地展现了基底在特定状态下，如何通过各个子单元，用因果术语描述自身的全部信息。

最终，整合信息论提出了一种解释对应：体验的品质等同于基底在特定状态中支撑的因果结构。体验的每一项随机属性——空间延展感、时间流动感、物体形态、颜色等——都必须由因果结构的特性进行彻底说明，无需其他成分 （图1a，专栏1） 。这使得该理论既具有强大的解释力，又有着严格的标准：仅根据物理存在的五条公设，我们就能结合特定状态的基质，理论上就能完整定性地刻画任何体验的因果结构。简而言之，所有定性皆源于结构。

实证验证

整合信息论直接以意识及其属性为研究对象，因而具备独特的结构特征。它通过可操作的术语，精准地指向了待解释的核心问题——现象学本身。那么，整合信息论的核心主张是否与现有证据相吻合呢？它能否合理解释已有的认知现象？此外，它是否能够提出新的预测，甚至包含一些违背直觉的推断？

由于体验具有主观性，我们必须认识到：任何关于意识的理论都需要通过自身进行验证——即能报告自身体验的成年人类 （图1c） 。整合信息论的实证验证工作早已展开。人们最初考察的是意识存在与否的基本事实。我们知道，人类保有意识的前提是皮质-丘脑系统必须完整，而小脑或脊髓则无需如此。原因何在？另一方面，即便皮质-丘脑系统保持活跃，人在慢波睡眠中仍会失去意识 ^[4] 。这又是为何？全面性癫痫发作时，神经活动可能达到最强的同步状态，但意识却会消失。整合信息论基于内在性、信息、整合这三个原则，能系统性地解释这些现象。皮层作为零件被组织成为密集网格单元，这些单元特别适合作为高阶整合信息的基质。而小脑结构模块化以单向传导为主，其解剖结构则不太符合上述要求。但仅有正确的解剖结构还不足以说明为何因果交互一旦崩溃，意识便会消失，正如神经元在睡眠中进入双稳态 （bistable）（活动间歇停滞） ，或癫痫发作时，神经交互饱和 （不同输入无法产生不同输出） 的情况。

整合信息论的前三个公设提出明确要求：意识的基质必须高度整合，同时具备大量状态储备。这催生了新的研究方法，即通过扰动探测大脑的反应来进行验证 （研究列表见整合信息论维基/实证验证https://www.iit.wiki/papers#h.7qze96bau4qk） 。正如整合信息论 （IIT） 所预言的那样，只要意识存在，即便在完全无反应的状态下 （如睡眠作梦或氯胺酮麻醉） ，皮质-丘脑系统对直接扰动仍呈现出整合与分化的特征。然而，当意识消失时，情况则完全不同。该方法已发展为一种临床检测手段，能够判断行为无反应患者的意识状态。

而排他公设增加了新的规定：意识基质必须具备明确的边界与精细结构。这些特征对应最大整合信息。整个皮质-丘脑系统虽高度整合，拥有密集的跨区连接，支持复杂神经元交互，但整合信息论 （I IT ） 预测主复合体仅存于整合度最大的脑区 （及皮层分层） 。核心候选区呈现致密网状局部连接，如大脑皮质后中央区 （特别是颗粒上层） ^[5] 。而前额叶多个区域的模块化局部连接 （伴随弥散结构） ^[6] ，会形成“断层线 （ fault lines ） ”，降低信息整合度，故被排除在主复合体外。前额叶模块参与的神经回路支持“处理环路”。这些环路间接调控主复合体 （进而影响意识） ，负责注意力、工作记忆、推理与反思等认知功能。此类预测存在争议，因此成为实证验证的理想测试。

同理，感觉输入与运动输出通路虽能触发具体体验，也能执行复杂行为，却仍处于主复合体外。整合信息论明确区分意识基质和背景条件，例如觉醒系统，虽支撑主复合体的因果效力，却可能不归入其中。该理论还指出：当后中央皮质相关单元的指定因果效应若与主复合体整体状态不匹配，这些单元便不会参与意识体验。这种情况常见于快速眼动睡眠中，或双眼竞争等状态下。最后，整合信息论对主复合体单元 （内在单元） 的粒度和状态有特别要求，必须达到最大不可约简 （详见整合信息论维基/内在单元条目https://www.iit.wiki/papers/intrinsic-units） 。

整合信息论的研究方案独树一帜，旨在阐释体验特质。这一方案基于最终公设——组合公理。根据整合信息论，主导意识生活的空间延展体验，原则上可通过无方向网格来解释。这些网格的因果结构，由反射、包含、连接与融合构成。这与空间现象学描述一致 （见 附注1 ） 。值得注意的是，网格作为高整合信息载体被提出后，整合信息论受到广泛批评。批评者认为网格“过于简单”，无法支撑意识 ^[7] 。这种直觉性的对理论的否定，是与现有证据相矛盾的。大量证据显示，人脑中多数意识基质，都以网格形式存在。此外，多层堆叠网格的因果结构极其复杂。我们必须收集足够丰富的信息，才能解释空间体验 （参见整合信息论维基/空间条目https://www.iit.wiki/papers/space） 。整合信息论对空间体验神经基质的推测，已获神经心理学数据的支持，且可被验证。目前，TWCF资助的对抗性合作研究项目正在验证：视觉空间是否在盲点处收缩，如整合信息论所预言；初级视觉皮层损伤导致的中央旁暗点 （paracentral scotomas） 患者，是否感知空间缩小。

进一步的理论研究表明，时间流动感可以通过有向网格阵列进行解释。这些阵列描述了因果效应子结构 （详见整合信息论维基/时间词条https://www.iit.wiki/papers/time） 。根据整合信息论，我们体验到的时间并非“流动过程”，而是对应特定的因果结构

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