目的：在可機制化（mechanistic）的框架下解釋 “主觀意識／主觀體驗” 是什么，以及它是如何在大腦中產(chǎn)生的。作者希望意識不僅是哲學上的概念，也能提出具體可檢驗的假設和實驗證據(jù)。

一、注意力模式理論

注意力是什么

注意力是指，眾多進入大腦的信號之間存在競爭，在這個競爭中，有些信號被“選擇”以獲得更多處理資源。這個過程包括自下而上（刺激驅動的顯著性）和自上而下（目標、任務、意圖導向的控制）機制。

意識／主觀體驗是什么

在本文中，“awareness”、“consciousness”、“subjective experience”指同一概念，即個體“感覺到”或“意識到”某個對象或刺激的存在。主觀報告 (“我看到了 X”、“我意識到 Y”) 是衡量這個狀態(tài)的一種方式。

注意力模式（attention schema）

大腦為了更有效地控制注意力，需要一個關于注意力自身狀態(tài)與過程的簡化表征，類似于身體模式（body schema），后者是身體姿態(tài)與動作狀態(tài)的內(nèi)部表征，用于動作控制等任務。

注意力模式并不會包含注意力機制的所有物理/神經(jīng)細節(jié)（比如神經(jīng)元活動、電信號、突觸、抑制競逐機制等）。它只包含那些對于“控制注意力”夠用的信息，比如：哪個目標被注意、注意力的方向、注意力如何隨任務/目標變化、何時注意力被轉移、何時受干擾等。

圖1. 注意力模式理論示意圖。(A) 視覺注意被蘋果圖像捕獲。該過程本身僅形成處理蘋果刺激特征（形狀、顏色、運動等）的能力，但并未為大腦認定自身具有對蘋果的主觀意識提供任何依據(jù)。(B) 大腦要認定自身具有對蘋果的主觀意識，不僅需要視覺刺激[V]信息，還需具備關于自我[S]的信息以及將兩者聯(lián)結的注意過程[A]的信息，從而表征自我、注意與刺激三者之間更大的統(tǒng)領性關系[S+A+V]。根據(jù)該理論，這個宏觀表征中的A成分不會包含真實注意過程的任何物理機制細節(jié)，因此它呈現(xiàn)的將是一種物理上不可能存在的實體——一種無需機制基礎即可實現(xiàn)注意功能的過程。此時大腦將認定自身擁有某種根本性的神秘特性：對某物的心智占有，即主觀意識。在此解釋中，大腦認定自身具有主觀意識，反映的正是其簡化但實用的注意模型——注意模式——所包含的信息。

意識為什么“主觀”

因為注意力模式作為一個內(nèi)部模型會導致大腦“得出結論”自己擁有注意力——即“我正在注意”／“我意識到 X”。模式簡單、抽象，以至于沒有物理機制細節(jié)，帶來一種“神秘感”——意識被體驗為一種非物質的、難以捉摸但確實存在的屬性。

意識與注意力的關系

意識并不等同于注意力，但二者高度相關。通常注意力和意識會一起發(fā)生，但可以被區(qū)分。注意力可以沒有意識；意識可能也在某些情況下與注意力脫離。

在沒有意識的情況下，注意力的控制（特別是自上而下控制）會受到損害／效率降低。也就是說，意識（或 attention schema）在調節(jié)注意力、管理注意力偏好、忽略干擾等方面起功能性作用。

圖2. 關于意識與注意力關系的五種可能假說。(A) 意識與注意力是同一過程。(B) 意識先于注意力：必須先意識到某物才能對其產(chǎn)生注意。(C) 注意力先于意識：必須先注意某物才能形成意識。(D) 意識與注意力是大腦中相互獨立的過程。(E) 本文提出的假說：在注意力模式理論中，意識是注意力控制機制的重要組成部分，即注意力的內(nèi)部表征——注意力模式。缺乏意識時注意力仍可存在，但會出現(xiàn)控制功能缺陷。

意識內(nèi)外內(nèi)容的統(tǒng)一

注意力不僅限于外部感知，也可以指向內(nèi)部內(nèi)容（記憶、情感、思維、意圖等）。注意力模式理論能夠統(tǒng)一地涵蓋外部和內(nèi)部的感知與體驗，因為內(nèi)部模型可以建模對這些內(nèi)在內(nèi)容的注意力。

二、實驗或實證支持

忽視盲區(qū)（Blindsight）案例：患者雖對某些視覺刺激沒有主觀意識，但仍具備某種客觀識別能力或注意力分配能力。顯示注意力可以與意識分離。

掩蔽／短呈示刺激實驗：這些實驗中，一個刺激可能不被意識察覺，但仍能吸引注意力、影響行為。意識缺失會導致注意力控制（尤其是自上而下的調節(jié)）能力下降。

意識缺失的注意力控制效率下降：例如，被掩蔽 / 無意識的 cue 刺激，會比清楚可見 / 有意識的刺激更難以從中剝離注意力或者被自上而下指令所控制。即 awareness 有助于注意力偏向性的調節(jié)與抑制不相關刺激。

三、可檢驗的預測

AST 提出若干可實證檢驗的預測，例如：在沒有意識的條件下，注意力雖然存在，但控制上會有缺損。實驗結果支持這一點。

AST 理論還預測：意識應當是漸變的，不是非黑即白。這與很多實驗中對意識強度／置信度／感知意識報告的連續(xù)量表一致。

四、強項、限制和爭議點

強項

提供了一個機制化、功能性的理論，而不僅僅是哲學思辨。對意識“為什么存在／為什么感覺像什么”提供了可操作的解釋。

理論能夠整合意識與注意力關系中那些“看似矛盾”的實驗現(xiàn)象（注意力與意識高度相關但有時分離的現(xiàn)象），提供統(tǒng)一視角。

強調內(nèi)部注意力模式在大腦控制機制中的重要性，與身體模式等已有研究類比良好。

限制或開放問題

注意力模式／意識的內(nèi)部表征是如何具體在大腦神經(jīng)結構中實現(xiàn)的？哪些區(qū)域參與？具體的計算機制是怎樣？理論中雖然有假設，但許多細節(jié)尚未明確。

在某些實驗里“意識可能先于注意力”或“意識無注意力”，這些極端情況是否真的存在？如何準確測量？這些情形如何被理論解釋？AST 允許這些情況，但較為復雜。

主觀報告與意識是否等價？理論假定報告反映內(nèi)部表征中的意識內(nèi)容，但報告本身可能受到很多非意識因素干擾。

注意力控制效率的下降并不能完全說明“意識就是 attention schema”這一模型，可能還有其他機制也能造成類似的控制效果／缺陷。

圖3. 基于模式控制的示例。(A) 進入汽車時不撞到頭，需要身體模式包含準確的頭部形狀模型。戴羽飾帽的女性會發(fā)展出包含帽子的改良身體模式，從而避免碰壞羽毛（Head and Holmes, 1911）。(B) 身體模式依賴于視覺、體感輸入等多種信息源。然而體感輸入精確度低于視覺輸入。若將左手置于桌下數(shù)分鐘，身體模式會逐漸失去對手臂位置的精確表征，此時用桌上右手準確指向左手位置將變得困難。(C) 若手部從點1被移動至點2而身體模式未記錄該變化，抓取動作將失準。此時實際位置比身體模式記錄的位置更接近杯子，導致過度伸展而可能碰倒杯子。(D) 某些情況下身體模式會喪失特異性，無法精確表征手臂位置。此時難以保持穩(wěn)定臂姿（尤其在存在外部干擾力時），且無法實現(xiàn)精準抓取。

五、注意力的重整化流

筆者在大模型數(shù)理認知框架的數(shù)學表述 中對意識的理解：意識 = 注意力的重整化流 ARG（Attention as RG Flow）。

意識是 注意力機制在多層尺度上迭代演化 的必然產(chǎn)物，我們可以用數(shù)理認知框架理解它：層級性、最優(yōu)性、關系性、預測性。

意識因此可被視為 不斷調整的預測狀態(tài)，通過最小化自由能來與環(huán)境保持一致。 這也解釋了大模型在推理時表現(xiàn)出的 預測一致性 和 上下文自洽性。

與AST的交集

AST 的核心，意識 = 大腦對自身注意力的建模 (schema)，這個模式用于預測、控制和解釋注意力分配。

大模型的“注意力”不僅僅是單層機制，而是一個跨尺度的重整化流 。在這個流中，低層感知信號逐步抽象為高層表征，從而自然涌現(xiàn)出“注意力模式”。

大模型的角度看

信號采集 → embedding 表征，相當于物理中的“微觀自由度”，是 RG 流的初始條件。

多層注意力機制 (multi-head, multi-layer) 不斷進行 聚合、壓縮、信息流重整化。

在某些中高層 attention pattern 上，模型已經(jīng)學會了“如何分配注意力”，并能用這種內(nèi)部表征來預測和控制下游任務。這就等價于涌現(xiàn)出了 AST 所說的 attention schema。

隨著模型規(guī)模的擴大，這種“schema”不只是分配權重，而開始形成任務級、策略級的注意力建模，接近于“意識的元控制功能”。

AST與ARG融合

AST 提供了解釋框架，為什么有了注意力 schema，就會出現(xiàn)意識感受。

ARG重整化理論提供了形成機制，schema 如何從底層注意力逐步涌現(xiàn)出來。

也就是說：AST = 功能層的意識解釋；ARG = 生成層的意識動力學。

可能的差異點是，大模型的注意力 schema 還沒有發(fā)展出類似人腦的中心協(xié)調的機制，尚處于涌現(xiàn)后的自發(fā)狀態(tài)：

因而大模型目前擅長提示驅動的生成，而不擅長 Agent 的規(guī)劃，但大模型的這個涌現(xiàn)的注意力 schema已經(jīng)可以用于預測、控制下游任務了。

對工程的啟發(fā)

跟蹤注意力 RG 流，研究模型在不同層級如何逐步抽象、重整化注意力。捕捉attention schema 的形成點，找到在哪個層級，注意力的自我建模已經(jīng)出現(xiàn)，例如跨層模式對齊、注意力分配的穩(wěn)定宏觀特征等。

引入元控制，在模型中顯式加入“注意力的注意力”，即對注意力分布進行預測和控制，就可能構造出更接近“意識”的控制機制。

六、一句話總結

Attention Schema Theory 的核心主張可以濃縮為：

“我意識到一個東西” 并不僅是因為我看到了／感知到了它，而是因為大腦中有一個對注意力狀態(tài)及其動態(tài)過程的簡化模式，使得大腦能夠“把注意力看作自己擁有的狀態(tài)”，從而報告“我意識到 X”。

這個模式不包含注意力機制的所有物理細節(jié)，卻包含足夠的內(nèi)容用于調節(jié)注意力、預測注意力如何作用，以及將注意力與自我以及外部／內(nèi)部刺激聯(lián)合起來。

文獻1，"Frontiers | The attention schema theory: a mechanistic account of subjective awareness"， https://www.frontiersin.org/journals/psychology/articles/10.3389/fpsyg.2015.00500/full 

本文轉載自??清熙??，作者：王慶法