我的科学观｜杨雄里：从脑科学看科学家如何挣脱现实的羁绊

中国科学院院士杨雄里

【题记】在圣经中，真理被比喻作一道潺潺流动的泉水。如果这泉水不永恒地流动，它就会腐化成一团顺从和因袭的泥潭。——约翰·弥尔顿（John Milton）
哲学所论述的主题之一，是关于客观世界与主观表象之间的关系。大脑是形成主观表象的认识主体，对大脑活动的认识的深入不可避免会影响我们的哲学观念。
我们通过感觉系统感知外部的世界，但是由感知所摹写的外部世界是准确无误的吗？
我们通常对此并不怀疑，遂有成语“百闻不如一见”之说。
经典的生理学教科书对视觉感知的基本过程是这样描述的：外部世界经眼睛的屈光系统（角膜、晶状体等）在视网膜上成像，兴奋感光细胞，所产生的电信号经视网膜神经细胞网络进行加工处理（谓之“编码”），然后由视觉中枢（视觉皮层）进行“解码”。
按照传统的观点，这一过程保证了正常视觉感知对外部世界的真实摹写。
在19世纪下半叶，按当时对感知过程的初浅认识，恩格斯在《反杜林论》中曾作过以下的表述：“到目前为止，没有一个例子迫使我们得出这样的结论：我们的经过科学检验的感性知觉会在我们的大脑中造成一种在本性上同现实不符合的关于外部世界的概念，或者在外部世界和关于外部世界的感性知觉之间，存在天生的不一致。”
于是，对感知就有了一种经典的、耳熟能详的表述：我们的感觉，我们的意识，只是外部世界的映像。
这种“天生的不一致”果真不存在吗？不！在正常情况下是完全可能存在的。我们日常生活中经历的错觉即是实例。
有证据表明，这些错觉并非感觉系统的功能异常所致，正是正常的神经组构保证了这些错觉的产生。下图所显示的著名的Müller-Lyer错觉。图中左右两条物理长度相同的垂直线，由于透视性的背景图的存在，右侧的那条明显的比左侧的那条看起来要长的多！几乎无人例外！由于这两条垂直线在视网膜上的影像长度是完全相同的，如果我们对外部世界的感知，只是基于对外部世界在视网膜上影像的分析，那我们感知两条垂直线的长短度应该一样。
之所以产生错觉，显然是因为大脑在解读视网膜影像的同时，一定还构建着一个主动的视觉世界，而这个主动的视觉世界有相对独立的衡量标准。
这个主动的视觉世界源于哪一脑区的活动，以何种方式展现其特点，是脑科学面临的又一重大挑战。
但其表现的特征，一定与视觉目标所处的周围的环境密切相关联。
总之，对某一物体最终的视觉感知，应该是视觉中枢对该物体的视网膜影像的分析以及大脑构建的相应的主动视觉世界相互作用的综合性反应。
脑科学的迅速发展，促成了科学家们在理论和实践上对认知过程形成更深刻的理解。这种深刻的理解，驱使人们对某些重要哲学观念作出修正。
任何一个科学家，甚至是一个伟大的天才，都不可能完全挣脱由时代和环境所铸成的认识上的局限性。
当科学的发展、时代的进步终于使科学家挣脱了现实的羁绊，他们才有可能更准确地把握客观世界和主观表象之间的关系。
（作者杨雄里，系中国科学院院士、复旦大学脑科学研究院教授）