导语


从神经元放电到自我意识的涌现,意识是人类最稀松平常的主观体验,也始终是科学中最迷人的问题。在“我是谁”的终极追问下,当我们深入意识的机制与机理,会发现更值得深思的是,无论是神经机制的功能整合、信息的跨脑区传递,还是现象意识的主观性质,不同层面的问题都在共同指向一个核心挑战:物理过程如何产生主观体验?功能计算如何关联现象感受?局部神经活动又如何整合为统一的意识?而要回答这些问题的并不简单,它可能会挑战我们对世界和实在,乃至科学方法本身的理解。


为了对意识问题进行系统探讨,集智俱乐部联合来自哲学、认知神经科学、计算机科学、复杂科学领域的研究者共同发起「意识科学读书会」,跨越理论与实证、功能与现象、生物与人工的视角,全面深入研讨意识这一现象本身。重点探讨当代主流意识理论的核心主张与分歧,神经机制与主观体验之间的桥梁,以及AI意识、脑机接口等技术如何重塑人类意识主体的边界与文明的未来。


本次交流中,宋晨教授将分享在整合信息论(IIT)这一领域的实验探索。基于大样本数据,宋晨教授团队研究了不同个体间意识结构的共性与差异,揭示了意识结构与功能之间的解耦;同时,他们发现同一种大脑功能可以通过多种不同的结构途径实现,揭示了大脑结构与功能之间的解耦;此外,通过睡眠剥夺实验,他们观察了当意识与外部世界暂时断开连接时,大脑结构与功能的动态变化,从而揭示了意识结构与大脑结构之间的内在联系。这些研究共同表明:意识并非大脑信号处理的副产品,也非神经活动的衍生现象,而是一个拥有独立内在结构的存在。该结构根植于大脑的复杂结构,并反过来塑造我们对世界的感知与认知。这些发现不仅支持了整合信息理论(IIT)的公理,也支持其核心观点:意识是大脑复杂结构自身的显现,是大脑对自身存在最直接的体验。
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主题介绍



我们对世界的观察与探索,总是在清醒、有意识的状态中展开。此时,意识如同桥梁,使我们得以感知世界,并在此基础上构建认知。然而,也正因如此,我们对世界的全部感知与认知,都不可避免地受到意识内在结构的塑造。这迫使我们面对一个根本问题:我们所体验的世界,是物理结构的真实呈现,还是意识结构所生成的体验形式?倘若意识失去了自身的时空结构,我们所体验到的世界是否会沦为一片混沌?
梦境与幻觉为这一点提供了最清晰的证据:即便与外部世界断连,意识仍能凭借其内在结构构建出一个完整而连贯的体验世界。这一事实使古老的问题重新浮现:真实源自外部世界,还是源自意识本身?从庄子、老子到亚里士多德,再到爱因斯坦与普朗克,思想家与科学家都指出:我们所理解的“世界”,受制于意识的内在结构。因此,无论是探索现实的本质,还是追问意识的本性,最终都必须回到对意识结构本身的研究。
然而,挑战随之而来:我们该如何以科学的方法研究意识的内在结构?传统科学长期回避“意识是什么”(意识的本质结构)这一核心问题,而将焦点放在“意识能做什么”(意识的功能)。但一个关键事实不容忽视:功能无法定义意识。一个没有意识的系统,完全可以在功能上模仿有意识的人类。若将意识简化为功能,它便失去了自身作为一种存在的独特性。要真正取得突破,我们必须转变范式与视角:从研究可观测的功能,转向研究意识作为一种“存在形式”的结构。
整合信息理论(IIT)正是这一范式转变的代表:它将意识的结构置于研究核心,并尝试对其进行量化。本次交流中,我将分享我们沿此方向的一系列实验探索。基于大样本数据,我们研究了意识结构在不同个体之间的共性与差异,揭示了意识结构与功能之间的解耦;同时,我们也发现同一种大脑功能可以通过多种不同的结构途径实现,揭示了大脑结构与功能之间的解耦;此外,通过睡眠剥夺实验,我们观察了当意识与外部世界暂时断连时,大脑结构与功能的动态变化,从而揭示了意识结构与大脑结构之间的内在联系。
这些研究共同表明:意识并非大脑信号处理的副产品,也非神经活动的衍生现象,而是一个拥有独立内在结构的存在。该结构根植于大脑的复杂结构,并反过来塑造我们对世界的感知与认知。我们的研究不仅支持了整合信息理论(IIT)的公理,也支持其核心观点:意识是大脑复杂结构自身的显现,是大脑对自身存在最直接的体验。
或许,唯有当意识与世界断连之时,我们方能得见:“真实”,究竟源自何处。



分享大纲




1. 意识研究面临的挑战与瓶颈

    1.1 概念层面:定义不清

        对“意识”这一核心概念的理解存在偏差。

    1.2 理论层面:结构被功能化

        · 传统科学关注“意识能做什么”(功能),而忽略“意识是什么”(结构)。意识常被视作无内在结构,仅用于实现功能的抽象媒介。

        · 传统科学关注“大脑能做什么”(功能),而忽略“大脑是什么”(结构)。大脑结构常被视为实现功能的“硬件”,其定义大脑本质的作用被忽视。

    1.3 本质层面:意识的难问题被搁置

        · 意识为何存在?其结构从何而来?这些根本问题被回避。

        · 物理世界与意识的关系停留在现象性描述,缺乏原理性解释。

2. 意识研究的新方向:来自整合信息论(IIT)的启示

    2.1 研究范式的根本转型        

        · 从外在的“观察者视角”回归到内在的“体验者视角”
        · 从描述“意识能做什么”(功能)转向理解“意识是什么”(结构)
    2.2 科学框架的深层重构
        · 意识结构:不是功能的副产品,而是意识本体的呈现方式 
        · 大脑结构:不是功能的被动载体,而是大脑本质属性的体现
        · 揭示意识结构与大脑结构的内在联系

    2.3 科学实验的支持

        · 意识结构的量化:信息整合论(IIT)公理的实验支持
        · 意识结构与功能的解耦:结构独立于功能的内在复杂性
        · 大脑结构与功能的解耦:多重可实现性(multiple realizability)
        · 当意识与世界断连时:意识结构与大脑结构的内在联系




主讲人介绍




宋晨教授现任英国卡迪夫大学脑成像研究中心大脑复杂性与意识研究组组长。她本科毕业于上海交通大学,获生物医学工程学士学位,后于英国伦敦大学学院(UCL)获得认知神经科学硕士学位与神经影像学博士学位。其科研经历横跨多个学科领域,曾在中国科学院上海神经科学研究所、德国马普数学科学研究所、伦敦大学学院(UCL)天体物理系及美国威斯康星大学麦迪逊分校睡眠与意识研究所从事研究工作。

2017年,宋教授加入卡迪夫大学并组建独立团队,专注于探索大脑复杂性与意识的内在联系。自高中阅读《意识的宇宙》一书以来,她便对意识研究、复杂性科学及整合信息理论(IIT)产生浓厚兴趣,并长期与该理论创始人Giulio Tononi教授保持合作。在近二十年的学术生涯中,她的研究方向经历了从前十年聚焦于意识的神经相关物,到近十年深入意识的“难题” (Hard Problem of Consciousness)的转变,致力于揭示意识的本质及其物理基础。





参与方式




参与时间

2025年11月26日(周三)晚上19:00-21:00

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https://pattern.swarma.org/study_group_issue/1030?from=wechat


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推荐阅读




一、基础入门推荐

1.《整合信息理论:一种以意识为先的存在论路径》Integrated Information Theory: A Consciousness-First Approach to What Exists(收录于《Science of Consciousness》专著章节)论文链接:https://www.arxiv.org/pdf/2510.25998

2. 《整合信息理论4.0》Integrated Information Theory (IIT) 4.0: Formulating the Properties of Phenomenal Existence in Physical Terms论文链接:https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1011465


二、进阶主题阅读(如果你是IIT理论的资深粉丝,也欢迎你阅读如下深入材料)

主题一:因果涌现与信息整合——从度量基础到理论框架

1. 《因果何归?因果性的定量分析》What Caused What? A Quantitative Account of Actual Causation Using Dynamical Causal Networks论文链接:https://www.mdpi.com/1099-4300/21/5/459

2. 《内在单元:系统的因果粒度》Intrinsic Units: Identifying a System's Causal Grain论文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.12.589163v2

3. 《香农信息与整合信息:从讯息到意义》Shannon Information and Integrated Information: Message and Meaning论文链接:https://arxiv.org/abs/2412.10626

4. 《内在因果力:分化与特化之间的权衡》Intrinsic Cause-Effect Power: The Tradeoff Between Differentiation and Specification论文链接:https://arxiv.org/abs/2510.03881

主题二:意识解构——智能分离与意义本源

1. 《人工智能与人工意识之辨》Dissociating Artificial Intelligence from Artificial Consciousness论文链接:https://arxiv.org/abs/2412.04571

2. 《内在意义、感知与匹配》Intrinsic Meaning, Perception, and Matching论文链接:https://arxiv.org/abs/2412.21111

主题三:意识体验的结构——时空感受性的本质探源

1. 《空间为何如此呈现?——空间体验的原理性阐释》Why Does Space Feel the Way It Does? Towards a Principled Account of Spatial Experience论文链接:https://www.mdpi.com/1099-4300/21/12/1160

2. 《时间为何如此流淌?——时间体验的原理性探索》Why Does Time Feel the Way It Does? Toward a Principled Account of Temporal Experience论文链接:https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)01695-5



意识科学读书会


从神经元放电到自我意识的涌现,意识是人类最稀松平常的主观体验,也始终是科学中最迷人的问题。在“我是谁”的终极追问下,当我们深入意识的机制与机理,会发现更值得深思的是,无论是神经机制的功能整合、信息的跨脑区传递,还是现象意识的主观性质,不同层面的问题都在共同指向一个核心挑战:物理过程如何产生主观体验?功能计算如何关联现象感受?局部神经活动又如何整合为统一的意识?而要回答这些问题的并不简单,它可能会挑战我们对世界和实在,乃至科学方法本身的理解。


为了对意识问题进行系统探讨,集智俱乐部联合来自哲学、认知神经科学、计算机科学、复杂科学领域的研究者共同发起「意识科学读书会」,跨越理论与实证、功能与现象、生物与人工的视角,全面深入研讨意识这一现象本身。重点探讨当代主流意识理论的核心主张与分歧,神经机制与主观体验之间的桥梁,以及AI意识、脑机接口等技术如何重塑人类意识主体的边界与文明的未来。


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