虚拟行动与中文房间：探索大脑语义的神经基础

### 虚拟行动与中文房间：探索大脑语义的神经基础 #### 1. 引言 想象有一群勤劳且顺从的“奴隶”被锁在一个房间里。他们忠实地遵循囚禁者提供的一套规则，每当在终端显示屏上看到特定的符号时，就在键盘上输入相应的符号作为回应。他们看到的符号是中文，而输出的内容经母语为中文的人评估，是用标准中文给出的合理答案。然而，这些“奴隶”并不知道自己正在用中文对中文问题给出智能回答，他们认为自己只是在对无意义的符号串进行自动响应，以维持生存并避免受到囚禁者的惩罚。 这就是约翰·塞尔（John Searle）提出的著名的“中文房间论证”（CRA）。该论证有力地反驳了强人工智能（Strong AI）的观点，即认为心灵是大脑计算程序的体现。塞尔指出，程序仅仅是形式上或句法上的定义，而心灵具有内在的心理内容，因此程序本身并不能构成心灵。句法并不等同于语义，也不足以单独支撑语义。 不过，塞尔并不认为从物理假设出发对心灵进行物理解释在逻辑上是不可能的。他明确表示，大脑是一台有意识的生物机器，任何能够产生意识的系统都必须具备至少与大脑阈值因果力相当的因果力。虽然不能简单地用计算状态描述来替代意识，但我们需要构建一个类似我们自身的“内在视角”，才能开始解释心灵。 基于塞尔的论证，我们需要探索语义的本质，以构建一个基于神经的语义理论，从而回应他对基于信息理解大脑的批评。这或许能让我们更接近自我本质和意识内在内容这一更大的问题。本文旨在构建一个神经语义理论，既能避开中文房间论证的限制，又有助于解决与大脑处理相关的更广泛问题。 #### 2. 大脑结构与功能 从宏观上看，大脑似乎具有一定的均匀性，但仔细观察会发现其结构非常复杂。大脑可大致分为几个脑叶：枕叶负责处理视觉输入；颞叶与物体类别的存储有关；顶叶编码意图和意识；额叶则参与运动反应、规划和推理等过程。 大脑皮层表面有许多被称为脑沟（sulci）的深沟，它们将较平滑的脑回（gyri）分隔开来。不同的脑沟和脑回有特定的名称，例如中央沟两侧的中央前回和中央后回。中央前回编码运动反应，包含表示身体肌肉在皮层表面地形图的运动小人；中央后回则有类似的身体躯体感觉地形图。 不同脑区的细胞体层数、厚度或细分情况有所不同，神经元的类型和数量也存在差异，这些差异可通过显微镜观察到。单细胞分析表明，不同脑区编码不同的功能，这也得到了大脑损伤患者反应缺陷观察结果以及非侵入性脑成像数据的支持。 大脑的处理过程一般可分为后部活动和前部活动。后部活动主要涉及预处理和存储过程，而前部活动则与思考和响应过程有关。这两个区域相互协作，通过额叶调用后部的记忆或处理后的输入来解决任务，实现了分工合作。 大脑中还存在一些参与低级处理的区域，称为初级感觉区；也有专门处理单一模态输入（如视觉或听觉）的更复杂皮层区域，以及融合多种模态输入（如听觉和视觉、触觉和视觉）的多模态区域。此外，还有负责运动反应的区域（如运动皮层）和高级运动规划的区域（如辅助运动区）。 语言处理在很大程度上依赖于工作记忆。工作记忆被认为由两个部分组成：一组用于暂时保存输入活动的从属或缓冲站点，以及一个用于对缓冲活动进行复述以延长保存时间的执行模块。工作记忆中持续的皮层活动可能源于额叶中神经循环回路的“环路”功能，即“皮层 - 基底神经节 - 丘脑 - 皮层”环路。基于此提出的 ACTION 网络模型，为解释额叶执行的众多功能（如目标存储、自动反应抑制、规划、思考和社交反应控制）提供了平台。 #### 3. 大脑中的语义定位 脑成像研究表明，语义处理位于一个具有地理分布的皮层模块网络中。一个有影响力的语言处理模型——韦尼克 - 格施温德（Wernicke - Geschwind）模型认为，最初的听觉输入到达次级听觉皮层后，在颞叶的韦尼克区（Wernike's area，BA22）被转换为语义代码，然后向前发送到额叶皮层的布洛卡区（Broca's area，BA44/45），用于生成言语产生的发音代码。因此，在该模型中，语义被置于后部。 然而，脑成像结果仅部分支持这一模型。尽管有证据表明语义编码位于后部，但也有强有力的证据表明左额叶下回对语义处理有贡献。以下是一些相关研究的总结： |研究|方法|结果| | ---- | ---- | ---- | |Jennings 等人（1998）的 PET 研究|受试者对屏幕上呈现的单词进行语义判断，比较字母处理任务|观察到后部 - 前部的耦合激活，特别是与 BA22/BA45/BA10/扣带回相关，所有响应方式下这些区域始终耦合在一起| |Posner 和 Pavese（1998）的 EEG 研究|专注于单词孤立意义或与整句关系的任务|额叶语义区在后部区域之前就已活跃，额叶区域与词汇语义有关，而后部区域更多参与涉及多个单词的命题理解| |Gabrieli 等人（1998）的 fMRI 研究|比较语义和语音处理激活的区域|左额叶下回在需要更多语义知识、更长时间或更多语义选择的条件下有特定激活，推测左前额叶皮层是临时存储语义信息以回答特定语义问题的