你的大脑能设想平行宇宙吗？| NeuroHub

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导言

哲学家萨特曾提出过评价小说家的一个角度。他说，“小说家的技巧，在于他把哪一个时间选定为现在，由此开始叙述过去。”

这种能力显然不只是小说家的专利，更是每个人的特有之处。人能轻易构想已经发生和尚未发生的事，也能构想没有发生和本可以发生之事。通过构想“本可能”（could-have-been）的时间线，我们反思自己所做的选择，但与此同时，我们清楚地知道自己只生活在一条时间线上。这运用的是我们的大脑表征（represent）时间断点（temporal junctures）的能力，即我们能设想一个与现实版本分歧的时间点，由此想象在另一种自主选择下会导致的事件版本。科学家认为这类表征能力自儿童时期开始逐渐复杂，我们先学会的是设想非此即彼的不同未来，为之作准备。再后来，我们学会了后悔。

这种能力使早期人类能够掂量“我想成为什么样的人”这个问题的不同答案。学者说这样的表述赋予了我们自由意志的直观感受，去他的"拉普拉斯妖[*]"。这种能力也包含“我们本可以做什么”的反思，让我们做出复杂的道德判断。譬如当一个人对一次群殴事件全程冷眼旁观，而此人本可以插手或求救，我们能指责其有包庇嫌疑。而在更大的时间尺度上，这种能力也至关重要。“想想看，我们的曾孙会怎么评价我们明天的决定”是我们今天人类面向未来的讨论。

注：拉普拉斯妖，或智者（intelligence），是法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯用来解释其决定论的构想。此智者知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程，过去以及未来。参见维基百科。

在最近发表于《认知科学趋势》（Trends in Cognitive Sciences）上的一项研究*（注：见文末）中，科学家猜测这类表征能力可能是人类演化的原动力。以下是详细解读：

解读

这篇文章的关键词是元表征（metarepresentation），这指的是一种高级认知能力，使你能在非此即彼的时间线中想象和评估事件，从而优化你的行为。这就像设想多个平行宇宙，并依此来做决策、修正决策。

在同一个实验设计的框架下，科学家分别进行了多次实验[1-3]。儿童和非人灵长类动物需要运用到为未来事件的两个版本做准备的能力，而任务十分简单。这个任务最主要的工具是一种很大的“叉形管”，这种管道像字母Y，有一个入口和两个出口。实验人员往叉形管道一端放下奖励，奖励可能出现在两个出口中任意一个里；2至4岁的儿童的任务是爬到管道里找到奖励。一些孩子自发地在两个出口下都兜着手准备接住奖励，另一些的孩子则只在一个出口做准备，因此他们大约有一半的时间没有获得奖励。这项任务简单之处在于分叉管情景记忆和空间场景构建没有什么要求。为确保实验的普遍性，科学家后续的一项叉形管任务则召集了来自三个不同文化背景的儿童，从3至6岁。它们分别来自澳大利亚布里斯班（前一次实验的参与者所在地，一个西方世界式的工业化城市）、澳大利亚内陆、喀拉哈里沙漠的偏远土著社区。

有趣的是大多数4岁以下年幼的儿童和灵长类动物在整个实验过程中也能基本地在两个出口下兜手做准备，但他们通常会在左右两个出口之间来回切换，或是在两次实验的间隔中，或是在实验过程中切换。这表明这些年幼的孩子或灵长类动物明白任务有不确定性，试图预测一个结果但很不笃定。4岁以上的孩子则不会在几轮实验中轮番切换手的位置，而是一贯地保证两只手都分别在两个出口下。年长的孩子不仅理解了事件的不确定性，而且能意识到若是只预测一个出口将有出错的可能。这种能力目前尚未在非人动物身上发现确实证据。

—Illustration Gallery

针对未知的未来，这种第一级（first-order）的预期能力已经不是新鲜的研究话题。几个神经科学理论断定，动物的大脑本质上是预测机器[4-8]。这些理论认为大脑在得到经验后根据经验不断调整行为、让决策进步，这是一种后验的方式。通过观察预期和实际结果之间的差异，大脑得以校准预测参数。然而这种能力并非人类独有，人类能做的也远不止这个程度的反事实思考（counterfactural thinking）。人类在做预测时也能同时意识到预测出错的可能，并在出错后万般后悔自己没有做出另一种选择，而这是一种反身思考的能力。

不过，给未来设想平行宇宙这类第一级预期能力似乎比起给过去已发生的事设想平行宇宙更简单。在儿童身上，第二级预期能力——即设想已发生的事件本可以如何的能力——要到6岁才发展，比第一级预期能力晚上两年。这或许是因为设想过去时间里的平行宇宙需要更多抑制性控制（inhibitory control），因为你需要暂时抑制你已经经历或知晓的事实，而不仅仅是放开大脑的缰绳放肆想象。简而言之，这种能力需要的是设想的时间断点是已经过期的（expired temporal juncture）。

此外，6岁左右的儿童能经历后悔[9-14]，但要到8岁左右才有能力预期自己的感到遗憾的可能。这也就是说，这时候他们才能预测到，一旦他们所做的选择最终被发现不是最优选择，他们将会感到遗憾。譬如你在冲动消费前纠结之时或许会和自己进行这样的对话：“要是我不买 AirPods Pro，等别人在我面前炫耀了我必后悔呀！”

这属于第三级预期能力，它包含一种被预期到的反事实思考（anticipated counterfactural thinking），即你不仅有一个虚假的前提和虚假的结论，你还能预期整个思考。这种能力的发展更晚，可能是由于它需要对时间断点第三层次的表征能力，即站在未来对过去进行回溯。这包含对未来、未来过去时、以及两者与现在时的比较。马尔克斯的小说《百年孤独》一句构思了五年的开头可以完美演绎这种能力：“多年以后，面对行刑队，奥雷里亚诺·布恩迪亚上校将会回想起父亲带他去见识冰块的那个遥远的下午。”

类似的，在我们预期中的未来里才会经历的后悔，常常阻止我们做当下让我们感觉享受的行为，“等我称重发现自己胖了，一定会后悔吃了这顿牛肉火锅，还是少吃点吧！”

这种后验的能力到目前为止被认为是人特有的，但也不乏在动物身上的尝试。最有力的的两项研究[20,21] 声称，啮齿类动物既能体验到后悔，也能预料到后悔。小鼠在一项行为实验中进行一系列选择，科学家的解释是，小鼠可能在大脑里模拟了两种选择对应的成本，模拟了选择的后果并相信自己会因为拒绝一个更低成本的选项而感到后悔。如果科学家的解释正确，那么啮齿动物的元预测可以做到人类儿童直到6岁左右（遗憾）和8岁（预期遗憾）时似乎都不能做到的——表征第二级甚至第三级时间断点的能力。科学家指出，如果我们真能在动物身上发现元预期能力——不论是第一级，第二级甚至第三级——我们就应该开始思考新一轮伦理问题。毕竟考虑多种互相替代、互相排斥的时间线是拥有人格（personhood）的一个标准[15,16]。

—Illustration Gallery

那么研究这种元表征能力对能帮助我们如何理解认知的玄机呢？法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯曾提出一个名为“拉普拉斯妖”的设想，这是建立在经典力学可逆过程的基础上的一个隐喻。此妖（或此“智者”）知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程、过去和未来。这个比喻常常用于解释人没有自由意志这一点。但正如认为人有自由意志的科学家与哲学家所主张的，人总是能强烈感受到自由意志的存在。而设想多个平行宇宙或不同版本的事实的能力使人经判断做出负责任的决定，这正赋予了人自由意志的感觉。

不过我们可以畅想更多未来的研究方向。针对大脑如何设想平行宇宙的能力，至今的实验还局限在灵长类动物和人类身上。科学家还可以考虑其他实验对象，譬如蜂鸟（scrub‐jays），一种鸦科（corvids）的鸟类。它们经实验[17] 证明拥有心理时间之旅（Mental Time Travel, or MTT）而能做到低级的预期能力：蜂鸟能记住回忆中的何时、何地——比如哪些食物储存好了而哪一些还没有——它们也能提前设想未来，给第二天的早餐做打算。类似可能的实验对象还有鲸鱼、鹦鹉这些已经展现良好认知能力的非灵长类动物。

另一个有趣的未来研究方向则是探寻，面临两难抉择时，我们是如何设想平行宇宙的。上文提到的这项研究让参与者为一个奖励做准备。而把奖励换成惩罚，并要求孩子和大猩猩同时考虑自己失去事物的平行宇宙，实验结果可能更具有演化意义上的启发性。

毕竟——我们每天都在设想的版本中挑选我们希望成为的那个自己，在回溯过去时想到自己本可以成为的那个自己，又或者想到未来的自己或许不希望看到某个版本的自己。我们能设想完成计划清单后得到的奖励，也能预期为了工作放弃健康带来的惩戒。于是，我们做出选择。

*这篇文章于2019年12月20日发表在《认知科学趋势》（Trends in Cognitive Sciences），作者是Jonathan Redshaw和Thomas Suddendorf，原标题为Temporal Junctures in the Mind

DOI：https://doi.org/10.1016/j.tics.2019.10.009

引用

1.Redshaw, J. and Suddendorf, T. (2016) Children’s and apes’ preparatory responses to two mutually exclusive possibilities. Curr. Biol. 26, 1758–1762

2.Suddendorf, T. et al. (2017) Preparatory responses to socially determined, mutually exclusive possibilities in chimpanzees and children. Biol. Lett. 13, 20170170

3.Suddendorf, T. et al. (2019) Preparation for certain and uncertain future outcomes in young children and three species of monkey. Dev. Psychobiol. Published online August 1, 2019. https://doi.org/10. 1002/dev.21898

4.Clark, A. (2013) Whatever next? Predictive brains, situated agents, and the future of cognitive science. Behav. Brain Sci. 36, 181–204

5.Clark, A. (2015) Radical predictive processing. South. J. Philos. 53, 3–27

6.Friston, K. (2018) Does predictive coding have a future? Nat. Neurosci. 21, 1019–1021

7.Hohwy, J. (2013) The Predictive Mind, Oxford University Press

8.Rao, R.P. and Ballard, D.H. (1999) Predictive coding in the visual cortex: a functional interpretation of some extra-classical receptive-field effects. Nat. Neurosci. 2, 79–87

9.Burns, P. et al. (2012) Executive control and the experience of regret. J. Exp. Child Psychol. 111, 501–515

10.Connor, E. et al. (2012) The development of regret. J. Exp. Child Psychol. 111, 120–127

11.O’Connor, E. et al. (2014) Do children who experience regret make better decisions? A developmental study of the behavioral consequences of regret. Child Dev. 85, 1995–2010

12.Uprichard, B. and McCormack, T. (2019) Becoming kinder: prosocial choice and the development of interpersonal regret. Child Dev. 90, e486–e504

13.Van Duijvenvoorde, A.C. et al. (2014) What is and what could have been: experiencing regret and relief across childhood. Cogn. Emot. 28, 926–935

14.McCormack, T. et al. (2016) The development of regret and relief about the outcomes of risky decisions. J. Exp. Child Psychol. 148, 1–19

15.Varner, G.E. (2012) Personhood, Ethics, and Animal Cognition: Situating Animals in Hare’s Two Level Utilitarianism, Oxford University Press

16.Mitchell, R. (1993) Humans, nonhumans, and personhood. In The Great Ape Project: Equality Beyond Humanity (P. Cavalieri and P. Singer eds), pp. 237–247, Fourth Estate

17.Cheke, L. G., & Clayton, N. S. (2010). Mental time travel in animals. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science, 1(6), 915-930.

作者：汉那
编辑：阿莫東森，顾金涛
插画：Coco
配音：阿莫東森；后期：荷阳

排版：德馨

汉那

UCSD 认知科学本科在读。心灵哲学 / 语言认知 / 科技人文 / 后人类。写字，摄影，嗜咖啡。游荡者。书呆子。野心家。

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