我們只是生物電流驅動的“自動機器”，還是擁有意志掌控的主體？本文將通過神經科學的視角，深入探討“自動行為”與“自主行為”的機制區別，內化于邊緣系統的進化預設如何驅動自動化反應，以及前額葉皮層又如何通過復雜網絡的復饋聯結實現審慎的規劃與抑制。作者試圖為這一跨越哲學與科學的開放性大問題拋磚引玉。

撰文 | 顧凡及 （復旦大學生命科學學院教授）

我們究竟只是自動機器還是有意志的主體？我們的所有行為都只是自動行為，還是也有自主行為？一切都是“命中注定”還是“我命由我不由天”？這些都是自古以來哲人賢士一直在探討的難題。在古代這些都只是思辨的論題，而到了現在，我們才有可能從腦科學的角度對此一窺究竟。本文就是筆者對這一重大開放問題的思考，當然未必就對，只是望拋磚引玉，引起同好的思考和爭辯。

大腦如何在無形中塑造了我們的感知、決策與行動

先天因素

腦是進化的產物，進化把最基本的生存策略內化儲存在腦的古老結構——邊緣系統、腦干和小腦中。

維持生命的基本功能

調控心跳、血壓、體溫、血糖等生命最基本功能，使身體內環境維持穩定的控制中心，都先天內存在腦干以及下丘腦之中。對于其中的大多數活動，我們甚至意識不到，也不能有意識地調控，除非經過冥想或者生物反饋這樣的特殊訓練才能有限地調控其中某些功能。此外，軀體之所以能在環境中進行節律性活動（比如呼吸、咀嚼），歸功于中樞模式發生器，它由脊髓和腦干的中間神經元網絡組成，同樣是遺傳進化的結果。

“戰或逃”反射

有些反射，對于在復雜環境中生存至關緊要，例如“戰或逃”反射，其控制中心也是內化在腦中的。例如當我們遇到危險時，可以不經思索就采取行動。想象你在草地中行走時，看到前方有一條蛇形物，視覺信息到達丘腦這一“中繼站”之后分兵兩路，其中一路下達丘腦下方的“恐懼中心”杏仁核，這是一條不需要意識參與的捷徑。如果杏仁核識別出與危險相關的模式，它便會通過腦干，激活“戰或逃”反應立即采取行動——在你明白原因之前就自動跳開了。這時你并沒有有意識決定要跳，是跳開之后，才反應過來那是不是蛇。這是一種由進化遺傳內化在腦內的自動行為，無需后天的學習。

當然，如果后天有過這種經歷，那么其反應會更劇烈，即所謂的“一朝被蛇咬，十年怕井繩”。在澳大利亞的一個小島上，被遷移過去的袋鼠已經有好多世代沒有遇到過天敵了，然而若給它們看天敵的形象，它們依然會把假圖當天敵那樣來對待。這種反應也許要經過許多世代長時間的適應之后才會消退。

這種“寧可信其有，不可信其無”的策略對生存是重要的。如果視覺信息不走這一快捷路徑，而是在進入丘腦之后繼續上傳到視覺皮層，再中繼到前額葉皮層，在那里意識到前面的草叢中有一條蛇形物；接著分辨其是否真的是蛇，再調用記憶中有關蛇的信息，這條蛇的頭是否呈三角形，從而判斷其是否是毒蛇；再做決策，計算離蛇有多遠，以及它的可能攻擊距離，再決定后續行動方案……所有這些處理需要很長時間，而在這期間人可能早就被咬了。

決定或戰或逃的兩條通路。圖源：引自LeDoux, 1997

后天因素

后天練習所得的習慣也是一種自動行為

除了本能行為之外，在經過一段有意識的訓練之后，我們很多行為也成了自動行為。比如，我們騎自行車不再需要有意識地考慮如何保持平衡，寫字也不用考慮每一筆應如何落下，這樣的技巧動作都不需要意識參與，而是高度自動地進行的，盡管在訓練過程中需要意識的監管。在完成訓練之后，負責的神經結構從前額葉皮層轉移到基底神經節和小腦。自動行為能使機體迅速地對外界刺激做出適當的反應，具有高效和快速的特點，但是缺乏靈活性。一旦出現無法預見的情況，它們就不行了，這就需要意識加以干預，其代價是放慢速度。

常識和內在世界模型

不僅如此，腦還通過和環境的不斷互動，無意識地獲取“常識”。這些知識并非以條文形式存儲，而是分布在腦神經網絡連接模式中，建立起內在的世界模型。

“莫拉維克悖論”

在人工智能研究的歷史上有一個著名的“莫拉維克悖論”（Moravec's Paradox）。這個悖論令早期計算機科學家困惑不已：對人類來說很難的邏輯推理，對機器來說往往很容易；但對人類來說輕而易舉的感知與運動能力，對機器來說卻很困難。

莫拉維克給這一悖論的解釋是：從進化的角度來看，人類的感知和運動能力經過了數億年的進化，這些功能在我們的生物硬件中已經極度優化，以至于我們能夠“無意識”地完成它們，不需要動用多少顯意識思維。相比之下，邏輯推理、數學和棋類游戲是人類近幾千年才發展出來的技能，這些技能尚未在生物演化中固化，因此需要耗費大量腦力。前者是在一個完全開放的環境中，需要海量的、可能連人類自己都意識不到的潛意識“常識”來處理，因此不能無所不包地作為規則預設在機器中；而后者則是在一個相對封閉的環境中，通過少數推理規則實現的，這正是人類為此而設計的計算機的強項。

事實上，確實曾有科學家嘗試以規則的形式在計算機中存入常識，但都沒有成功。其中最著名的大概當數道格拉斯·雷納德（Douglas Lenat）在1984年啟動的“Cyc”項目，其目標是讓Cyc涵蓋人類所有的全部不成文知識。2015年，雷納德聲稱Cyc已存入1500萬條常識，他估計這約為全部常識的5%。即使如此，還是有許多直覺知識我們甚至從未意識到過，那么又如何把自己也不知道擁有的常識存到計算機里呢？另一方面，由于環境中無處不在的“長尾”事件，也難于從現實世界多模態、連續的海量動態數據中進行端到端的學習。這成了機器智能全面趕上人類智能的瓶頸問題。

那么人腦是如何獲取這些“常識”，建立起內心中的世界模型的呢？

內隱學習

腦是一個非常復雜的神經網絡，置于非常復雜的環境之中；在沒有明確意圖和意識參與的情況下，通過對環境的觀察和互動，大腦能主動接收海量多模態的動態環境數據，由此自動習得環境中的復雜規則、統計規律、模式和結構。這些“常識”最終會在新皮層的相應感覺和聯合皮層中“固化”。這種學習模式被稱為“內隱學習”（Implicit learning）。

內隱學習有點類似人工智能的數據驅動，它們都通過大量接觸環境數據，無明確指導地提取潛在模式和統計規律。雖然現在最先進的人工智能大模型比起腦要簡單得多，但是依然遇到“不可解釋性”的瓶頸。這種“不可解釋性”也使探索內隱學習的神經機制成為認知科學前沿。無論是對腦的研究，還是對人工智能大模型的研究來說，內隱知識如何“轉化”為外顯知識都是一個極端重要的開放問題。

統計學習

內隱學習本質上是一種“統計學習”，大腦不斷地、無意識地自動提取環境中的統計規律。這并非顯式地計算概率，而是通過神經活動隱式地實現這一過程。

突觸可塑性是大腦實現無意識概率估計的關鍵細胞機制之一，諸如Hebb學習規則（“一起激發的神經元連在一起”），大概率發生的事件會強化對應神經回路中的突觸連接。這種機制使得大腦能夠構建一個反映世界統計結構的內部分布式模型。感覺皮層處理低級特征的統計規律（如哪些邊緣常連在一起可形成物體輪廓），高級聯合皮層（如顳下回、頂葉）處理更抽象的概念和關系。例如嬰兒通過聽到的大量語音流，能無意識地切分出單詞邊界（因為某些音節組合在一起出現的概率更高）?？吹诫s亂場景時，我們能瞬間將某些線條歸為同一物體，因為它們出現的空間關系符合我們過去學到的統計規律。

以奈克爾立方體（Necker cube）為例，它本來是一個二維線條圖，卻總是被感知為三維立方體。這是因為在真實世界中，三維物體出現的概率遠高于一堆恰好排列成這種投影的平面圖形。雖然將輸入解釋為梯形、三角形和長方形的平面圖形組合也不無可能，但需要非常特定的視角和巧合，這種概率非常低。而把這種圖形解釋為立方體的神經網絡連接由于以往的大量經驗（視覺、觸覺、運動互動）而被強化，因此會被優先激活。

奈克爾立方體

預測和世界模型

由進化和遺傳而先天存儲在腦中的知識，再加上后天反復訓練形成的習慣，以及腦通過和環境的不斷互動，無意識地獲取“常識”，所有這些知識并非以條文形式存儲，而是分布在腦神經網絡連接模式中，在腦內部建立起一個外部世界如何運作的內部模型。主體不僅是被動地接收外界輸入，而且在不斷地根據自己內在的世界模型（先驗）指導動作，并預測動作的后果。當這種預測和實際符合時，內部世界模型無需做任何改變；而當預測和實際情況不符，生成預測誤差時，腦的工作就是要不斷最小化預測誤差——或者更新內部世界模型（學習），或者通過行動改變感官輸入（如轉動頭去看清某物）。雖然更新內部世界模型的過程有時可能也需要意識的參與，但是一旦完成更新，根據新模型進行預測就不再必須意識介入了。

大腦皮層自上而下進行預測和自下而上匯報預測誤差形成了一個完美的閉環。高級皮層提供對世界的抽象假設（先驗），低級皮層處理具體誤差信號。例如在嘈雜的咖啡廳，你能聽懂朋友的話，因為你的大腦根據上下文預測了他可能說的內容，填補了被噪音掩蓋的音節。如果預測持續出錯（比如朋友突然說出一門外語），預測誤差激增，你會立刻意識到“不對勁”，并調整注意力或模型。

人工智能的教父之一楊立昆曾經估計，一個四歲小孩從出生起接收到的視覺信息的信息量要超過全世界網絡上已有的文本信息。日復一日，正是這樣的微小互動，產生了關于物體恒存性、重力、因果關系、他人心智等龐大而穩固的“常識”網絡。這些知識并非以教科書條文的形式存儲，而是以概率性預測模型的形式，分布在整個大腦的神經網絡連接模式中。

正是這些機制共同運作，形成“常識”，構建起內心的世界模型。

我們如何超越大腦的某些“預設”，成為具有自主性的個體

自動行為vs自主行為

在前面，我們講述了“大腦作為‘生存機器’，如何無形中塑造了我們的感知、記憶、決策與行動。”其中所述種種都可看作是在腦中設置的“預設”，除了“習慣”，或許還有世界模型的更新在形成過程中需要意識參與之外，都不需要意識。也就是講，所有此類行為都是“自動行為”，一旦形成就不再需要意識參與其中。

諾獎得主坎德爾（Eric Kandel）說過，我們的行為中有80%～90%是無意識的自動行為。但是每個人都有自身體驗，我們并非只是能實現復雜行為的自動機。我們是有一定自主性的主體，我們有自己的意志，可以在某種程度上超越大腦的預設，有意識地實現我們希望達到的某些目標。我在這里用了“一定”“某種程度上”“某些”這樣的定語，是因為所有這一切都要受到物理定律、自身能力、周圍環境（包括物理環境和社會環境）的約束，我們并不能“為所欲為”，但也不是“無所作為，聽天由命”。

通常人們把這種意志稱為“自由意志”（free will），但是這里的“自由”是一個比“意志”更難嚴格定義的術語，事實上人的行為都要受到約束，不可能有絕對的自由，所以最近瑞典神經科學家Hans Liljenstr?m建議把“自由意志”稱為“有意識的意志”（conscious will）。筆者同意他的觀點，不過因為中文有點長，下文中我依然沿用“自由意志”這一術語。這樣，本能、習慣和按常識行事就都是無意識的“自動行為”，而在意識指導下（有意志）的行為則是“自主行為”。這樣，所謂自動行為和自主行為的根本區別就在于是否需要意識參與，或者說意志是否是行動的原因。

在科學史上關于人是否有“自由意志”長期爭論不休。這可溯源到物理學上的“決定論”思想，一個典型的假說是“拉普拉斯妖”。拉普拉斯認為，如果有個妖魔能知道每個原子現在的位置和動量，那么就可以預測每個原子過去和未來所有時刻的位置和動量。推而廣之，每個時刻的狀態都是由前一個時刻的狀態決定的，也決定了下一個時刻的狀態，這就是所謂的“決定論”。這種決定論的思想顯然和“自由意志”的思想水火不相容。許多科學家在理性上同意“決定論”，而在直觀感覺上又難于排除“自由意志”。后來，物理學上隨機現象的發現向“決定論”提出了挑戰，特別是在微觀層面的海森堡“不確定性原理”，以及宏觀層面的混沌理論。根據海森堡、波普爾（Karl Popper）等人的觀點，自然法則不應被視為決定性的，而應被視為關于傾向性或趨勢的描述。這是一種非決定性的、概率性的世界觀，不僅在原子和亞原子粒子層面，而且在宇宙的所有層面和方面都占主導地位。如果這種觀點成立，物理學就不應被用作反對自由意志論證的基礎。但是在神經科學上，美國心理學家利貝特（Benjamin Libet）所做的實驗似乎表明人的行為在人自己意識到之前，就已經由某些腦活動決定了，因此依然沒有自由意志。我們現在主要來剖析這個問題。

利貝特實驗的爭議

人們往往覺得自己的隨意動作都是想到在前，動作在后，所以都是自主的。對于人腦自主性的一個著名實驗挑戰是，20世紀80年代利貝特做過一個著名的實驗挑戰了人腦自主性。他同時為受試者記錄下腦電圖和肌電圖，并要求他們在實驗開始后的10到100秒內自行決定何時動一下手腕。人們早就知道肌肉運動是受大腦的初級運動皮層控制的，當某些肌肉運動時，就可以在相應部位（在利貝特的實驗里是手腕）記錄到肌電圖。而在初級運動皮層發出運動命令之前，已經可以在腦電圖中記錄到一種稱為“準備電位”（Bereitschaftspotential，BP）的腦電信號，源自初級運動皮層之前的腦區（如輔助運動皮層；雖然輔助運動皮層的確切作用尚不完全清楚，但人們普遍認為它參與計劃習得的運動序列。準備電位主要是在輔助運動皮層中被觀察到的）。這一信號出現在實際運動開始的1秒鐘或更早之前。

按照自由意志的想法，即有意識的意志，要轉動手腕，應是先想好了要轉動手腕，腦把這一意向傳到計劃和發出執行命令的腦區，然后由運動神經元控制肌肉運動，最終實現動手腕的意志。如果真是這樣的話，似乎意識到要動手腕必定得在產生準備電位（也就是開始計劃這一運動）之前。但是利貝特對這一想法有所懷疑，他要求受試者在做實驗時，看屏幕上沿一個鐘面不斷旋轉的光點，并在實驗后報告究竟是在光點轉到什么位置的時候才決定轉動手腕。實驗結果是驚人的，準備電位要先于有意識動手腕半秒以上。在有意識地下決定之前，腦早已開始動作了！所以很難說，受試者是“想好了”才動作的。有人據此作為“自由意志只不過是一種幻覺”的論據。但是，這樣說是不是就論據充分呢？

動手腕是一種自動行為

其實，動動手腕這樣的簡單動作實際上屬于自動行為。在利貝特發號施令之前，受試者大腦的輔助運動區早就有電位波動，而在利貝特講清實驗要求之后，這種電位就逐漸抬高，只是沒有立即達到閾值，而是有隨機波動，一旦到達到閾值，神經系統才兵分兩路，一路下達初級運動皮層，從而觸發了動手腕這一自動行為。與此同時，另一路上傳到產生“我要動手腕”的想法的皮層（如后頂葉皮層），使之產生“我要轉動手腕”的意念。這是兩條不同的并行通路，前者產生實際動作，而后者則產生“動”的意念。確實，準備電位先于意識到要想轉動手腕的意愿，但是后者依然先于手腕轉動的實際動作，所以人們依然覺得是自己的意愿決定了手腕的轉動。如果把所有這些事件發生的時刻排個隊，那么“準備電位”出現在實際運動開始的1秒鐘或更早之前，先于意識到想動手腕半秒以上。由于意識到想動手腕依然先于手腕的實際運動，因此人們會以為是自己的意向決定了手腕動作。然而實際上，兩者都有準備電位這一共同源頭。

產生實際運動和有運動意愿感的是不同的腦區

引起實際運動，和產生有想要運動的愿望或者以為是自己的意愿發動了運動的腦區是不同的。這一點已經有了大量的實驗根據。

1991年美國神經外科醫生弗里德（Itzhak Fried）在為腦腫瘤病人或癲癇病人手術切除病灶前，用電流刺激輔助運動前區，有時候病人報告說他們禁不住有一種想動一下腿、肘或手臂的感覺；當刺激很強時，病人真的會做出他們所聲稱想做的動作。2009年法國認知神經科學家德米爾熱（Michel Desmurget）則報告稱，當電刺激后頂葉皮層時，病人會說“我有過一種想動一下我的右手的感覺”，或者“我有過一種要把舌頭在嘴里卷起來的欲望?！钡菬o論在哪種情況下，他們其實都沒有做所說的想做的動作。和弗里德刺激輔助運動前區的作用不一樣的是，德米爾熱的病人只產生了一種想做某種動作的感覺，而實際上并沒有做過任何動作。如果讓醫生直接刺激初級運動皮層，受試者的手也會動，但他們會說“是你（醫生）讓它動的”，或者“手自己抽了一下”，而完全沒有“是我要手動”的感覺。

腦中和“想”做某個動作的感覺有關的腦區：輔助運動前區（灰藍色表示）和下后頂葉皮層（綠色表示）。紅色區域表示初級運動皮層，淺藍色區域則表示運動前皮層。圖源：引自Koch, 2009

“自由不做的意志”

利貝特及其后繼者發現，大腦的準備電位可能在動作前 1 秒便已出現，而“意識到想動”通常發生在動作前 200毫秒左右，這就留下了一個微小的操作窗口。從動作發生前200毫秒至50毫秒的這段時間窗口里，前額葉皮層（意識控制中心）可以發出抑制信號，強行中斷運動皮層的活動。這就是美籍印度神經科學家拉馬錢德蘭（Vilayanur Subramanian Ramachandran）所稱的“自由不做的意志”（free won’t）的窗口期。一旦動作進入執行前50毫秒，系統就越過了“不可逆點”（Point of No Return）。此時指令已經下達給脊髓，就像子彈已經出膛，再也無法收回。所以即使是自動行為，在發生動作前，也還有約 150 毫秒的窗口期可以對此行使否決權。也就是說，自由意志不僅體現在“發起”什么，也體現在“拒絕”那些由生物本能或隨機產生的沖動。

如前所述，人類的前額葉皮層對自動行為起抑制作用，但是它要到二十幾歲才會發育成熟，這就是青少年往往難于控制一時沖動的原因。這能解釋為什么額葉受損者會做出不符合社會規范的行為，他們會不由自主地吐舌頭、做鬼臉、喊某人名字，甚至會突然爆粗口或者肆無忌憚地講穢語。這些動作是自動行為，本來就潛伏在腦里，額葉功能正常時會將它們壓制住。但如果額葉損傷或是喝醉了酒，額葉正常的抑制功能解除了，這些不合時宜的自動行為就會暴露無遺。

同樣，眶額皮層受損患者的行為往往受環境所左右，他們仿佛失去了理智，無視社交禮節。法國醫生、神經學家弗朗索瓦·萊爾米特（Fran?ois Lhermitte）曾對這樣的患者做了些測試。他邀請某位患者參加一個會議，并在入口處的桌子上放了一把錘子、一枚釘子和一幅畫。這位患者進來時，在未獲任何指令或要求的情況下，便拿起錘子把釘子敲進墻壁，把畫掛了上去。還有一次，萊爾米特在辦公桌上放好針筒，隨即轉身背對患者，并把褲子褪了下來，患者竟毫不遲疑地拿起針筒向他的屁股猛扎下去。另外，這類患者還表現出強烈的模仿行為，哪怕動作極不雅觀。有一次，萊爾米特面對患者坐下，一言不發，做著各種動作，如折紙、梳頭；也有一些動作不那么雅觀，如挖鼻孔、嚼紙張，患者都會不問青紅皂白地一一效仿。

腹內側前額葉皮層受損傷的患者的不當行為：（a）跟著醫生做威脅的姿勢；（b）跟著醫生戴眼鏡；（c） 跟著醫生嗅花；（d）跟著醫生祈禱；（e）連戴3副眼鏡；（f）（g）拿起尿壺小便。在（e）-（g）中醫生并沒有說任何話，也沒有做任何動作，只是在患者面前放好必要的“道具”。圖源：引自Gazzaniga et al. 2002

前額葉皮層是做規劃的關鍵腦區

當我們做需要審慎規劃的大事時，大腦的運作模式與自動行為或隨機行為有著本質的區別。此時負責的腦區不再是輔助運動區，而是前額葉，主要涉及背外側前額葉、前扣帶回和眶額皮層，它們構成了一個復雜網絡。在職業規劃這種決策過程中，需要調用工作記憶來維持各種選項，需要長時記憶來調用過去的經驗，需要模擬能力來想象未來的后果，并且把結果存儲起來，他日付諸行動。在神經科學史上不乏因前額葉皮層受損而不能規劃的病例。

1848年9月13日，美國鐵路工人蓋奇（Phineas Gage）正在工地上為修筑路基“打眼放炮”。蓋奇工作時的一個小疏忽引起了意外爆炸，用來搗實炸藥的鐵棒從他的左顴骨處飛入并穿過頭頂飛出。蓋奇應聲而倒，他左腦的前半部分幾乎整個毀了，但奇跡般地并未喪失意識。他被抬上一輛牛車送去急救。令人不可思議的是，10個星期之后，蓋奇居然可以起床走動，并回到老家養病。后來的研究發現，搗棒從他左側顴骨處穿入，向上通過左眼眶，首先損傷了眶額葉區域，然后損傷了左額葉皮層的內表面（或許也損傷到右額葉皮層），最后在從顱骨中穿出之前，還損傷了某些左額葉皮層的背側部分（或許也損傷到右額葉皮層的背側部分）?？梢源_定蓋奇大腦的腹內側前額葉完全給毀了，后來的研究表明正是腦的這個部分對人的決策行為至關重要。

幾個月后，蓋奇大體上康復了。他的觸覺和聽覺都一如往常，雖然左眼瞎了，但是右眼視力正常，行動也自如，說話和言語上也沒有什么問題，于是他想繼續工作。但是他在這次事故后個性劇變，不能再擔任原職。事故前，他是工地上最能干的班組長，工作努力、思路清晰，活力十足、處事得當，精明且善于計劃，總是能按部就班地把事情做好。事故后，他變得反復無常，傲慢、粗野，經常暴怒，對旁人漠不關心，也不管自己的言行是否符合禮儀。對朋友和醫生的善意勸告總不屑一顧，還報以滿口粗話。他變得沒有耐心、頑固，卻又遲疑不決，一點兒也不會計劃，對計劃好的事他又做不到底，想法多變。做決定的時候，他也根本不考慮這樣做對自己是否有利，也從不考慮將來。朋友們都說：“他再也不是原來的那個蓋奇了！”

蓋奇頭部損傷的示意圖

蓋奇并非孤例，有位名叫埃利奧特的“現代蓋奇”，得了腦瘤，且長勢很快，侵入到了雙側眶額葉，醫生不得不切除這周圍的一大塊腦組織。手術后，埃利奧特在智力上沒有任何問題，智商和手術前一樣，長時記憶和工作記憶都正常，在計算和推理方面也沒什么問題；但他就是做不了決定，也執行不了計劃。早上要有人叫他才會起床，開始著手工作的時候會一直思考“該先做什么事情”，他知道有許多不同選擇，但就是不知道哪一種選擇更好；或者一連好幾個小時去做一些沒什么意義的瑣事，而對一些急事卻置之不理，無法對事情進行評估。最后，他丟了工作。后來他還不顧家人和朋友的勸告，冒險投資，終于破產。

外側眶額葉皮層和腹內側前額葉皮層 圖源：引自Gazzaniga et al. 2002

現代技術使得科學家可直接觀察人主動做決策時的腦活動。英國科學家弗利思（Chris Frith）設計了一個簡單而巧妙的實驗。他先讓受試者按照要求舉起某個手指，然后用功能性核磁共振成像技術檢測受試者舉手指時是哪些腦區在活動，結果發現活動的腦區是聽覺皮層和初級運動皮層；然后，讓受試者自己決定動哪個手指，結果發現此時前額葉皮層也活動了起來，再次說明前額葉皮層在人的自主決策中起重要的作用。

自主行為只是行為冰山露出海平面的一角

意識的一個重要作用是設定目標，并給主體提供一份如何實現目標的概要，具體執行時的種種細節則不列入意識，而是由下意識的自動行為去完成。意識是在由大量的這種自動行為和本能所構成的巨大冰山上浮出水面的一角。

自由意志是一種高級活動，當你年輕時決定你將來要從事何種性質的工作，并為此做準備，這都是有意識的。你在做這種規劃之前，并不能記錄到有什么準備電位。意識就像是公司的CEO，擁有決策權和對下屬不當行為的否決權，而自動行為就是執行CEO規劃中種種細節的員工。從解剖的角度來說，前額葉皮層參與記憶和計劃、認知靈活性、抽象思維、啟動適當行為和抑制不適當行為、學習規則以及挑選感官感知到的相關信息的部分，其中神經元數量遠遠少于感覺皮層和運動皮層的神經元數量。其實，整個皮層中的神經元也只有170億個，小腦中的神經元數卻達到690億個！而整個腦的神經元數則為860億個。這可以說明，腦中絕大多數的神經元都負責各種各樣的自動行為，而只有一小部分負責規劃、啟動計劃和否決，就像公司中的領導層永遠是少數。

初始目標vs派生目標

當人初出生的時候，和一切動物一樣都有由進化和遺傳所設定的初始目標——個體生存和種族綿延。但是為了實現這些初始目標，在成長過程中面對不斷變化的環境，就不得不衍生出一系列的“派生目標”。而且由于環境不斷變化，這些派生目標的“優先程度”也在不斷變化。為了實現當前最優先的派生目標，又不得不進一步衍生出新的派生目標。如果這一派生目標鏈足夠長，并且環境變化足夠復雜，那么到了某個時刻就可能有派生出的目標獨立于初始目標。革命志士的舍身取義就是最突出的例子，這就可以被認為是“意志”。這種意志已經超越了初始目標，而使個體具有了獨立于初始目標的“意志”，也就是有了主體的自主性。這就是哲學上所講的：從手段到目的的異化，是自主性誕生的搖籃。

人腦最初的“預設”是長期進化的產物，因此也主要是由腦的古老部分，特別是邊緣系統決定的。邊緣系統負責處理原始的情緒、恐懼、即時獎賞和性沖動等。它反應極快，總是追求“當下的滿足”和“生存本能”。比如看到好吃的想吃，遇到危險想跑。而我們人類獲取一定程度“自主權”則來自后期進化形成的位于額頭后方的前額葉皮層，這是大腦中進化最晚、人類最發達的區域。其功能是負責邏輯推理、未來規劃、沖動抑制和抽象思維。它能模擬未來的后果（“如果我現在吃了這個，將來會不健康”）。所謂的“超越預設”，在神經科學上很大程度上就是前額葉皮層（PFC）成功抑制了邊緣系統（Limbic System）的沖動。

復饋結構和循環因果關系是解決決定論和自由意志矛盾的關鍵

自由意志（自主性）是腦這一復雜網絡所表現出的一種涌現特性。該系統的特殊性在于，其內部存在著大量的復饋（reentry）聯結，沒有清晰的、絕對的層次高低之分。在這種雙向且“跨層級”的交互中，大網絡中存在的是互為因果的循環因果關系，而非線性因果鏈。腦是心智的物質基礎，但是反過來心智又影響著腦。正是這一特點使絕對的“決定論”原教旨主義不再成立，從而在物理定律的約束條件下給予我們有某種“自主選擇”的可能性。

擁有大量復饋聯結的復雜網絡示意圖。這是一張高度模式化的示意圖。實際上，其中的每個模塊中的節點數可以各不相同，每個模塊中的連線可以是雙向的，也可以是單向的（為簡單表示都沒有標出箭頭），模塊之間的聯結要比模塊內的聯結稀疏。圖下半部只畫出了兩個“中間”模塊，實際上這樣的模塊數量巨大。圖左上部的“輸入模塊”由外部接收輸入，實際上也不止一個，表示一種模態；圖右上部的“輸出模塊”也不止一個。不過一般來說，“輸入模塊”和“輸出模塊”都要比“中間模塊”少得多。它們和外界的連線上特別標出箭頭，以強調其“輸入”和“輸出”地位。中間模塊之間可以有某種形式的層級結構，也可以沒有。但是一般不會有一個最高層的中心，所有模塊并非必須向某個部門主管匯報，并接受指示行事。這是一個自由競爭、自我組織的系統。腦就類似于這樣的一種系統。

沒有絕對的“預設”和“自主”

在“預設”和“自主”的問題上，并沒有非黑即白的“全或無”式的解決方案。人們的行為可以根據是否有意識參與在內而分為“自動行為”和“自主行為”，前者是通過進化、發育、后天訓練而固化在腦內的“預設”成分，即使意識到，也是事后的回顧或為了解釋其合理性編造出來的故事，使人感到有一個統一的自我。腦通過和環境的不斷互動，無意識地獲取“常識”。這些知識并非以條文形式存儲，而是分布在腦神經網絡連接模式中，建立起內在的世界模型。而自主行為則是在和不斷變化的環境的互動中，做出有意識的決策和規劃，并在一定條件下對自動行為行使否決權。自主行為為了實現某個目標要調用大量的自動行為，其最后能否實現則要受到物理定律、物理環境和社會環境的制約；也可以及時抑制不適當的自動行為。所以不可能有絕對的自主，而只能在這些約束條件下做出相對選擇。

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