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葛岩:从黑箱到灰箱:心理与行为研究范式的变化
录入: 哲学网编辑部 发表时间: 2013-11-19 点击: 662 次 我要收藏

黑箱是个比喻。想知道人如何感受、思考、判断,但又无法看到大脑怎样作业,大脑就成了一个无法打开的黑箱。给这个黑箱输入一个刺激,通过分析输出的变化来推测其内部工作的过程,这便是利用黑箱方法从事研究的基本逻辑。它至今在心理和行为研究中占统治性地位。其应用的极端形式大约是所谓“人机对比”:把人脑和计算机对比。这类研究为人工智能的开发提供了不少重要的启示,但也遭到了一些尖锐的批评——“太过牵强”,“太不人文”。其实,通过“输入—输出”的变化来解释大脑的研究方法是不得已之举。大凡对输入到输出的变化有合理化解释的模型,便可以被认为是真。这类解释与大脑真实活动吻合的程度是难以充分证明的。
打开“黑箱”:脑电波变化中的心理和行为
通过见得到的物理存在来推测见不到的心理或精神活动一直是人类的愿望。颅像术、手相学、血型与性格的联系理论、测谎器等等,在广义上,都是这种愿望的实践方式。不过,愿望的执著与实际操作的不可能性使热衷此道的人更像是骗子——其中相当数量的家伙的确以欺骗为生。把高级的精神活动和低级的生理活动联系起来的努力既不符合主流宗教的教义,也不符合政府们所要求的“政治正确”。这种努力因此在社会科学中长期处于边缘地位。而在医学研究中,医生们能够以病理或生理的名义一再发现:大脑特定部位受损确实让患者丧失一些正常人具备的行为能力。在无数病例面前,哲学家宣布的身心二元论顷刻摇摇欲坠。
直到1980年代,诊断脑神经疾病的工具才被大规模用来研究正常人的心理活动。研究的逻辑并不复杂:大脑和心理活动密不可分,许多——如果不是大量的话——心理活动会在大脑中得到表现。操作中,研究大脑活动的主要方法是观察脑区血液或电磁活动的变化。脑区的额外活动需要额外的能量支持。葡萄糖和氧的增加会带来区域性血流量增加和脑电波变化。通过正电子发射断层扫描术(PET)、功能性核磁共振大脑成像(fMRI)或事件相关电位(ERP)等技术,研究者可以观察到在不同情境中(或刺激下)特定脑区的活动,从而为心理和脑神经活动之间建立联系。20多年来,日积月累,研究者已能够绘制(mapping)出多种社会化心理活动的脑区呈现图。在这种意义上,黑箱已经被打开,我们已不再是推测,而是直接窥测到心理活动的脑神经基础。当然,即便有了新工具,我们仍然无法清晰观察海量大脑神经元以及突触间相互作用的细节。大脑还只是一只灰箱。虽不再是黑箱,但也绝非白箱。
灰箱的效应:由神经学工具引发的理论革命
听起来有点儿炫,但这种方法上的革新并非止于炫人耳目。它深化着对心理和行为的理解,带来造福人类的可能,并且——对于社会科学的研究者尤为重要——挑战有关人性的种种传统理解。有乐观者相信,如显微镜之于生物学,天文望远镜之于天文学,对人类的心理与行为的研究而言,神经学工具的使用或能带来一场由工具革命引发的理论革命。
例如,可口可乐在美国市场上有着大批忠诚的消费者。他们义无反顾地相信可口可乐有着百事可乐无法比拟的口感。1980年代,使用基于黑箱范式的实验,研究者曾测试过消费者对两种饮料的感受和评价。结果表明,在去掉包装之后,可口可乐的粉丝们并不能准确分辨两种饮料,甚至还会觉得百事可乐更为可口。2003年,使用核磁共振脑成像技术,贝勒医学院R. Montague领导的研究小组重复了这一测试。在科学期刊《神经》上他们报告说,两种饮料带来的脑区活动不尽相同。在不明品牌的条件下,百事可乐在下丘脑负责制造美好感受(或负责提供赏赐感受)的脑区所激发的兴奋,为可口可乐的5倍之多。换言之,百事可乐口感更好。但当可口可乐品牌出现时,与认知机制相关的侧脑前额叶皮层(lateral prefrontal cortex)和与记忆有关的海马丘(hippocampus)变得十分活跃。这便是说,可口可乐品牌的出现启动了被试对品牌的认知记忆,使他们相信可口可乐的味道更好。灰箱方法带来的证据不但更让人信服地证明了认知对感受(这里是味觉)的影响,也暗示出一类更为准确分析认知与感受相互作用的测量方法。这一发现在商业领域迅速引发回响。一些市场调查和营销公司开始尝试用新的技术来理解消费者行为,并堂而皇之地称之为神经营销学(neuromarketing)。
新方法的使用自然不会止于营销。在相当广大的领域中,它还推动着技术创新,并开始造福人类。还在念书的时候,笔者就听说所在学校的心理学家在做类似科学幻想故事一般的事情。在详细观察了猴子获取食物时脑电活动模式之后,他们将微电极装入猴子的脑中,并把猴子的双臂固定起来。当猴子看到食物,产生了获得愿望时,微电极就把电波传送给能够识别脑电模式的软件,软件再指挥机械手臂拿起食物。前两年,我看到一份录像,知道这一技术已被用到人身上。研究者把微电极装入一个失去双臂的小伙子脑中。这位被试便能够通过“想”来打开电脑,点击网页,浏览邮件。
社会科学研究者或许对新范式在抽象理论研究中的应用更感兴趣,试图从脑神经的层面上探讨经济学、政治学乃至伦理学和哲学领域的问题,包括一些长久未解的问题。例如,丹尼尔.卡尼曼因和特沃斯基提出预期理论(prospect theory)而获得2002年诺贝尔经济学奖。该理论中的一项重要发现是所谓“损失规避”,或损失的心理价值曲线为凸曲线,而收益的曲线是凹曲线,且前者较后者陡峭。换句通俗的话来说,规避损失500美元比赚500美元的选择倾向更为显著。人宁可少“获得”,也不愿意“失去”。2003年,卡尼曼用神经学方法重做了这一实验:相关脑神经活动强度显示的曲线——以让人吃惊的相似性——重合了1979年他和特沃斯基依据行为测试方法画出的曲线。可惜天才的特沃斯基当时已不在人世,无缘看到他们的预测获得了如此坚实的证明。
再如,“轨道车困境”是哲学、政治学和伦理学研究者经常提到的一类道德困境:一辆轨道车在施工地道里失控狂奔,就要撞到在前方工作的五个人。但前面有一个岔道,如果轨道车拐到岔道上,会撞到在岔道上工作的另一个人。几乎所有被调查的人都认为,司机应该拐弯,因为撞死一个人比撞死五个人好些。显然,这是以社会福利最大化为目标的功利主义道德判断。在另一个情境中,一辆轨道车在人行桥上失控,前方同样有五个无辜的人受到生命威胁。可能拯救他们的方法是把轨道旁站着的一个人,最好高大肥壮,推倒在轨道上,以挡住飞奔而来的车。虽然这同样也是用一个人的死亡交换五个人的生还,只有很少量的被调查者认为那个高大的胖子应该成为我们对社会福利最大化追求中的祭品。如果把这一情境再加变形,判断器官移植专家是否应该把一个健康人的器官分别移植给五个需要的人,几乎所有被调查者都相信这是匪夷所思的疯狂之举。对这一困境有过许多分析和解释,但对地道困境中的逻辑为什么在人行桥困境中不再适用的问题,一直没有令人满意的解答。2001年,以J. Greene为首的几个普林斯顿大学、匹兹堡大学的哲学家和心理学家在《科学》上发表了一篇报告,讲述他们使用脑成像技术对道德判断的研究。研究者设计了60个选择,有的涉及道德,有的不涉及。涉及道德的选择分为两类:道德—个体化的(moral-personal),道德—非个体化的(moral-impersonal)。前者如施工地道里的困境,不涉及个人对他人身体的直接伤害;后者如人行桥上的困境,涉及个人对他人身体的直接伤害。研究发现,面临道德—个体化的选择,在若干负责情绪产生和控制的脑回区域(medial frontal gyrus,posterior cingulate gurus, angular gurus)中,神经活动变得十分显著;面临道德—非个体化以及与道德无涉的选择,负责工作记忆的相关脑区(middle frontal gyrus, parietal lobe)更加活跃。换言之,在需要个体直接涉入的道德选择中,如将那个可怜的胖子推倒或把健康人的脏器割下,情绪反应会深刻干预选择;在无需个体直接涉入的道德选择中或无涉道德的选择中,情绪对选择的干预十分有限。固然,这些发现仍没能在哲学意义上回答哪种选择更为“道德”,但却以实在的证据显示,那种表面上不合逻辑的道德选择为什么会发生,是什么样的心理机制在判断过程中产生着作用。
灰箱是范式:代表着解释心理和行为的基本立场的变化
当然,笔者没有打算说,灰箱范式能够让人完全信服地回答行为中因果关系的问题,因为它根本不能。社会科学研究者面临的一个共同困境是很难找到必要且充分的因来解释果。黑箱范式是在找一个必要的条件,但在实验控制的条件下,无法确定其是不是充分。在从因到果的过程中,介入其中的变量难以被全部预测。有时,这些变量完全是随机的。灰箱范式无法自外于这样的困境。它的意义更在于限制了解释的范围。对社会行为的因果关系,宏大的文化研究可能提供了100种解释,黑箱提供了20种解释,当观察到大脑活动之后,这些解释可能被删减到10种或5种。按照波普的说法,这提高了解释的证伪程度;按照香农的说法,这提高了预测的信息量。
灰箱之所以是范式而不仅仅是方法,因为它还表示着一种解释心理和行为的基本立场的变化,试图把高级精神活动(如认知、判断与选择)与低级神经组织的活动做整合化的理解,从身心合一的立场上来解释人类行为。在这样的范式中,传统的理性与感性的分野日渐模糊,感受、情绪和无意识因素获得更多的重视。按照A.达马西奥的说法,“推理系统是作为自主情绪系统的延伸进化而来,而情绪在推理过程中扮演着各种不同的角色。比如,情绪可以使某一前提凸显出来,从而使人更偏好这一前提所得出的结论;情绪还可以对各种事实在心理中的存储过程进行协助,若要达成某个决策,这些事实都是必须考虑的”。
在谈论决策和选择过程的课堂上,笔者常会告诉学生,生活中许许多多的决策是跟着感觉走的。早上醒来,决定在床上赖5分钟还是10分钟,午饭应该去吃兰州拉面还是桂林米粉,我们依据什么来决策?对,是感受。作为“对(人的)自然本性和环境两者匹配或失匹配的感受器”,感受“是一种很神奇的生理安排的结果,这种安排将大脑变为身体忠实的听众”。这也是达马西奥说的。(作者单位:上海交通大学认知与决策实验室)
(来源:中国社会科学报。)

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