脑机接口(brain-computer interface,BCI)最初主要用于医疗领域,如人工视网膜、人工耳蜗和人工喉等对身体官能的替代,它通过脑机联结端口将外部对象的电信号输入到大脑,而实现人类对外部对象的识别和感知。随着技术的发展,脑机接口也被用于提升正常人的身体官能,即“增强型脑机接口”。按照国家科技伦理委员会最新发布的《脑机接口研究伦理指引》,大体有三种脑机接口:一是“非侵入式脑机接口”(noninvasive BCI),它以无创方式将电极附于头皮上采集大脑信号;二是“侵入式脑机接口”(invasive BCI),它通过神经外科手术将电极等信号记录装置植入脑内特定部位,而实现精准定位的高通量神经信号采集;三是“半侵入式脑机接口”(partially invasive BCI),它是将电极植入颅骨和大脑皮层之间的脑膜上,以实现更接近神经元而不直接接触神经元细胞的目标
[1]。三者对大脑的侵入程度不同,因此所识别的大脑信号精度不同以及交互特征不同。这里主要考察脑机交互情境下“可观察的外显活动”,而非大脑“内在隐性活动”,故将人类用户与脑机接口交互输出的活动简称为“脑机交互活动”。
1 问题的引出:脑机接口对行动哲学和伦理学的挑战
脑机接口技术是广义人工智能技术的一种,其独特之处在于:交互对象是人类大脑以及特定器官,而不是一般人工智能体与正常人类整体的交互。人类原有活动模式是“大脑-身体”的“连贯交互”,脑机接口的参与“打破了”此种连贯性,“大脑-身体”的交互转为“人类-脑机接口”交互,故脑机交互活动更为复杂,此种非人对象参与所致的人类活动复杂化被 Nissenbaum
[2]总结为“多面手”(many hands)现象。问题是:经典行动哲学以及伦理学理论是对一般人类活动及其道德活动的分析,而一般人类具有正常大脑官能和身体官能,脑机接口用户在上述方面却有所缺失,那么此种行动哲学和伦理理论能否对脑机交互活动提供说明?
在行动哲学中,人类的活动(activity)不同于行动(action),前者以能动性(agency)为基础,如人类的“能动活动”;后者则以自主性(autonomy)为基础,即人类的“自主行动”。在Friedman
[3]看来,人造技术物的参与增加了个体思考与行为后果之间的“时间和物理距离”,这模糊了行为和事件的因果关联。人造技术亦包含脑机接口技术,它对“行为和事件因果关联的模糊化”表明了脑机交互活动不能按照经典行动哲学的方式展开分析,那么脑机交互活动与一般人类活动有何种区别?此活动的能动性基础是什么?用户在实施脑机交互活动时持有何种能动感?此为下面试图解决的问题。
脑机交互活动的复杂化对伦理学理论也构成了挑战。伦理学主要是对人类道德活动的分析,人类往往被视作具有道德能动性和道德自主性的“唯一物种”,因为只有人类可以道德推理以及识别道德原则。伦理学对道德活动(moral activity)的界定建立在道德能动性(moral agency)之上,道德行动(moral action)则是基于人类“道德自主性”(moral autonomy)所实施的,即人类可以通过道德自主能力有效地控制道德活动,而道德能动者不具备此种控制能力。若脑机交互活动造成了道德伤害,何者应承担道德责任?脑机交互导致活动界限的“模糊化”,并引发了“责任割裂问题”(the problem of responsibility gaps):一方面,人类不一定是脑机交互活动的直接实施者,因而不承担道德责任;另一方面,虽然脑机接口及其外部联结设备是交互活动的直接实施者,但它作为非人对象不能承担责任。那么如何回答“责任割裂”难题?道德责任应如何分配?这是否需追溯至脑机接口设计者和利益关联者之上?上述问题构成了下面讨论的重点。
2 脑机交互参与者的能动基础
能动性外显为对外界的反应能力和活动输出能力,人类和非人对象都具有能动性,但两者的能动活动有不同的特征。人类基于多样能力而可以实施多样的能动活动,如人类具有推理、反思等高阶认知能力等。相较而言,非人对象的能力有限,其能动活动也是有限的。Frankfurt
[4]认为能动性有程度的区别,人类基于自由意志以及对精神状态的反思而表现出高阶的能动特征。例如,人类基于生理本能或一阶欲望所实施的活动是低阶能动性的表现,他同时可以对一阶欲望和本能冲动进行反思,从而在高阶欲望之上实施活动,此为高阶能动性的表现。各类人造技术不具备人类反思能力,因此不持有高阶欲望以及高阶能动性。换言之,人造技术物按照“命令-执行”模式追求目标,此为低阶能动性的表现。能动性作为人类行动哲学的重要概念,当下主要有三种关于能动性的形而上框架。
首先,基于行动标准理论的能动性。此理论主要以“信念-欲望-意向”(belief-desire-intention)模型(即“BDI模型”)分析人类活动,能动性表现为人类处理各种意向状态时产生事件的能力,能动关系是意向行动与事件之间的因果关系。其次,基于能动者特征界定的能动性,它强调能动者持有“不可削减的因果力量”,人类使用此力量可“发起”一项活动,如O’Connor
[5]持有此种论断。这里,因果力量的“不可削减性”建立在大脑的实质运作之上,通过对意向状态(如意向、信念和欲望等状态)的处理为发起活动提供实质内容,因此因果力量的“不可削减性”决定了能动性的“不可削减性”,它不能还原为低阶能动性,因为人类因果力量不是功能组织意义上的“形式因果力量”,如Searle
[6]认为只有人类等生物体才有因果力量,它由神经系统提供并建立在长期自然演化之上,即这是“生物的因果力量”(biological causal power)。人造物由于可实施能动活动而“看似”具有因果力量,但这不是生物体的实质力量,而是以人造物功能组织“外显的”形式力量,故人类与人造物在因果力量上的区别决定了人类持有的是“不可削减”的能动性。最后,在自由意志路径中,意志是能动性的源头,人类基于自由意志可以有效控制能动活动。
然而,上述框架是对人类能动性的描述,它不能用于脑机接口的能动性分析之中,如行动标准理论考察的是意向行动与事件的因果关联,但脑机接口并不持有人类式的精神状态,也不具备对精神状态的表征能力;再如能动者特征的路径中,大脑特殊的运作机制决定因果力量是“不可削减的”,脑机接口没有人类的大脑官能,而是持有基于功能组织的“形式因果力量”。此外,脑机接口也不可能具有自由意志,故不能用自由意志框架来分析。Barandiaran等
[7]曾引出“最低能动性”(minimal agency)的概念,它无需精神状态的支撑,只要对象的活动指向特定目标并表现出意向特征,那么此活动可被视作最低能动性的表现。脑机交互活动符合上述特征,它对信息的处理没有精神状态的支持,而是通过“命令—执行”模式实现目标,这是意向性的表现。由于脑机接口不具备人类反思能力而不能识别和追求高阶目标,因此它不具有高阶能动性。即使脑机接口基于嵌入算法而具备反馈能力,这也不是人类的反思能力,因为人类反思需要概念处理、评价等认知能力的支撑,脑机接口的反馈仅以形式信息的运算为基础。概言之,脑机交互活动是由高阶能动性的人类和低阶能动性的脑机接口共同实施的活动。
3 能动性之上“脑机交互活动”的属性界定
上面的分析表明脑机交互活动不同于作为高阶能动者的人类所实施的活动,那么脑机交互活动有何种特殊之处?回答此问题需考察脑机交互活动的具体输出机制,即确定人类用户和脑机接口在交互活动中的作用。在人类行动哲学中,身体动作是构成一般活动的基本要素,身体动作可以有效且精准地反映了人类意向状态的“微妙变化”,如欲望或偏好强度的变化、信念的内容以及意向目标的变化等,这被Buller
[8]总结为“可靠性、敏感性和差异性”。人类身体动作受其自由意志的控制而不会任意实施身体动作,他将考虑可能产生的有利和有害影响,如身体动作造成道德伤害时,他将对此承担道德责任。然而,对脑机交互活动的控制不完全建立在人类自由意志之上,它也需要脑机接口的反馈来实现,故经典行动哲学往往断定:脑机交互活动不是人类一般的能动活动,更不是“自主行动”。例如,Dretske
[9]阐述了机器活动和人类活动在可解释性(explainability)上的不同,他认为机器不能为自身活动提供解释说明,因为机器不具备人类思考能力且不能思考活动原因的意义。在Dretske看来,机器活动的可解释性由人类提供,他说:“机器活动‘非直接’地解释结果”。若将上述论点用于脑机接口的分析,那么脑机联结端口并不理解活动原因的意义,脑机交互活动的可解释性是由人类提供的。
虽然脑机交互活动与人类一般活动有诸多不同,但它仍由人类发起,此活动反映了人类用户的意向状态。易言之,若没有人类的因果力量和意向状态,脑机交互活动不会存在。问题是:若脑机交互活动不是狭义人类活动,它能否成为“广义人造行动”(artificial actions in a broad sense)?此“广义”是指脑机交互活动不诉诸身体官能,也不需要身体动作的构成要素,而仍可以满足人类行动的基本要求,如用户基于意向行动可以生成脑机交互活动的事件,此时用户意向行动和脑机交互活动存在因果关联,这满足了行动标准理论的基本要求;再如用户可以基于其自由意志控制脑机交互活动,那么随着脑机接口技术的发展将有可能按照控制身体动作那样来控制脑机交互活动,这满足了自由意志路径的基本要求。
这里划分了两种情形以考察脑机交互活动的属性:一种是脑机交互活动完全由用户大脑所控制,它反映了大脑意向状态,此种脑机交互活动与人类一般活动无异;另一种是大脑和脑机接口在输出脑机交互活动时都发挥作用,此为“共同参与情境”下的脑机交互活动。就当下技术而言,“共同参与情境”更为符合现实,原因是:虽然脑机接口为大脑与外部世界提供了新的“联结渠道”,但不能高估其作用,它对身体的替代以及与大脑的联结能力仍极为有限。在“向内”与大脑的联结上,脑机接口对大脑信号的识别未达到身心联结的“精准度”,学界仍未把握身心交互的具体机制以及身体认知机制。在“向外”对外部对象的感知上,脑机接口技术尚且不具备身体感知能力。身体感知通过大量神经纤维来实现,如自然耳蜗包含3万多根神经纤维,当下人工耳蜗的植入电极仅有22~24根,故人工耳蜗可识别的声音频率和密度是有限的;再如人工视网膜通过眼镜摄像机捕捉外部景象,之后由无线发射器将图像传送至眼球表面的人造视网膜上,此景象捕捉技术也未达到自然视网膜的水平。人类正常视网膜包含70万~170万根神经,当下人工视网膜植入电极数量远不及上述级别。在最新的研究中,Chenais团队
[10]嵌入人工视网膜的最大电极数为10 498个。脑机交互未达到正常人“身心交互”的顺畅度决定了人类不能有效控制脑机交互活动,即此活动是在“共同参与情境”下实施的。
前面论及,人类具有实质因果力量,而脑机接口持有形式因果力量,人类用户是“共同参与情境”中的主要发起力量。问题是:人类在发起阶段的主导并不表明他在整个活动过程中都居于主导位置。完整的活动过程不仅包含大脑实践推理,还有后续决策和具体实施过程,脑机接口可能在后续阶段出现不同程度偏离人类意向目标的情况。正常个体可以连贯输出活动,他从大脑判断到身体动作的过渡是“顺畅的”,他知悉身体状况以及身体动作的精准度。相较而言,脑机交互活动则表现出“断裂特征”。脑机接口是在识别大脑神经信号的基础上将之转为外在设备可识别的电信号,此为脑机交互活动的“分阶段”特征,如Donoghue
[11]将脑机交互的运动活动划分为:“检测神经的传感器信号、将神经活动转换为与所需动作相关的命令以及实现行动的设备”。此外,脑机接口运作具有“黑箱”特征,它可以自主地完成后续活动,故人类对脑机交互活动可能是“不在场的”。
随着脑机接口技术的发展以及人类积累了更多的交互经验,脑机交互活动将逐步表现出“连贯输出”的特征,脑机接口将渐渐成为人类的“上手之物”。“上手之物”(Zuhandenes)作为海德格尔现象学的重要概念,它与“上手状态”(Zuhandenheit)一同被用于描述人类与世界“打交道”的过程。“上手之物”作为主体联结外部世界的“中介工具”,人类主体通过此物外显其“在世之在”。未来脑机接口发展指向了成为“上手之物”的目标,人类用户以脑机交互的方式展现其“在世存在”。总体而言,“上手”是对某物件的熟悉过程,如了解其运作机制和运作特征等,因此脑机接口成为“上手之物”意味着用户可以与脑机接口熟练地交互,并将此交互活动变为用户的“分内活动”,即“内化为”“上手动作”,那么脑机交互活动的“分阶段”特征将逐步消解。就当下技术而言,一些嵌入式脑机接口已初步具备了“上手”特征,如对人工耳蜗、人工视网膜的熟练使用。
概言之,脑机接口愈为“上手”,脑机交互活动的输出就愈加连贯,那么此活动将愈加接近成为“广义人造行动”,如Kögel等
[12]所言:“脑机接口用户试图追求更多独立性和自主性,脑机接口技术有实现此目标的潜能”。
4 脑机接口用户的能动感
上面考察了脑机交互活动的能动性基础,能动性是一种“属性”(property),它是对能动活动特征的描述;“能动感”(sense of agency)则是“感觉”(sense)或“体验”(experience),它是对能动过程的整体评价。虽然能动性和能动感都建立在能动概念之上,但两者的关注点不同。具体而言,作为属性的能动性是对能动者外在表现的描述,其关键在于“外在描述”。即使非人对象(如机械体、人工智能体)没有人类内在精神状态和身体官能,它们亦可外显出能动特征而具有能动性。相较来讲,能动感是“内在的”感知和体验,它需要对象具有实质的官能支撑以实现对能动过程展开整体评价,即它需要认知能力(如评价能力)的支撑。由于非人对象,包括脑机联结端口没有认知能力,它不能对能动活动展开评价,因而不持有能动感。例如,瘫痪者由于不能移动某个肢体,他对此能动活动的评价而获得“弱能动感”。
前面论及,脑机交互活动的“分阶段”特征影响了人类体验,这包含了对输出能动活动的体验,即能动感。如果人类用户在脑机交互过程中持有了“强能动感”,这表明此交互活动“较精准地”满足了用户要求,如表现为:用户有效控制交互活动或外部联结设备对用户指令的精准执行等。强能动感决定了人类用户是主要的责任承担者,因为后续活动在人类用户的控制之下。反之,若脑机交互活动的某些阶段由脑机接口自主实施,用户可能不能作为主要归因对象出现。就此而言,在分析脑机交互活动“责任割裂”问题之前,对能动感的考察是必要的,正如Verbeek
[13]所言:“若未弄清技术在塑造人类行动时的动态作用,将不能合适理解道德责任”。
由于能动感是主体实施能动活动之后的综合评价,因此它不同于一般体验。Shepherd
[14]认为现象学上的能动感由丰富的要素融合而成,它们可以作为整体经验的构成要素。基于能动性的形而上框架可以把握能动感的多样内容:首先,由于行动标准理论的能动性表现为基于意向行动产生事件的能力,那么这是一种作为“意向感”(sense of intention)的能动感。能动活动是否实现意向目标以及在何种程度上实现目标,这将影响主体的能动体验。其次,在能动者路径中,能动性是由“不可削减的因果力量”发起一项活动的外显属性,这对应了作为“发起感”(sense of initiation)的能动感,如医疗领域的脑机接口使不具备能动能力的患者重新实施活动,这种重新“发起”活动的体验即能动感。Neuralink公司最近通过植入脑机芯片而实现以意念驱动游戏中象棋的移动,象棋移动能否精准反映用户意向,这影响了用户的能动感
[15]。最后,自由意志路径将自由意志视作能动性的源头,能动性外显为个体基于自由意志控制能动活动,这是一种作为“控制感”(sense of control)的能动感,如Chambon等
[16]将能动感视作情境和运动的控制感。
然而,能动感并非仅是主体从主观视角出发的评价,这也有第三方视角的“摄入”,不同视角的参与可为能动感提供更为全面的评价。此外,能动感不仅要求主体“在场的”评价,还需要“离场的”评价。Wegner等
[17]在提出“显明精神因果性模型”(model of apparent mental causation)时曾将能动感视作“有意识意志的体验”(experience of conscious will),这是一种主观视角所界定的能动感。当上述分析用于脑机交互情境时,脑机接口的“黑箱”运作引起了用户的“陌生感”,此种交互是“全新的”体验,那么主观视角的“心理暗示”可能导致能动体验的偏差。换言之,个体即使在不同情境下与同一脑机联结设备交互也可能持有不同的能动感,故基于“显明精神因果性模型”的主观能动感是有缺陷的,这遭受了众多学者的批评。Mele
[18]认为能动感不完全是自我视角的描述,它还需要客观评价视角的引入。特别是,作为主观体验的能动感在描述脑机交互时,其问题更为明显:一些用户的大脑官能是缺失的,他们不仅可能没有持有意向的意识(awareness of intention),也可能完全不具备正常人的评价能力,因而无法主观地评价脑机交互过程。退一步讲,即使用户有正常大脑官能,完全主观视角的能动感评价也过于任意。
为了应对上述缺陷,Frith等
[19]提出了“比较器模型”(comparator model),它不再局限于主观视角,而是以个体意向的移动轨迹和真实移动轨迹的对比来确定能动感。其中,真实移动轨迹不是主观描述,而是客观事实。当此模型用于脑机交互情境时,用户将对真实的脑机交互活动与预想结果作出比较。若两者有较多的“不一致”,那么个体在“能动感判断”(judgement of agency )中会将之视作“能动感的破坏”(disruption to the sense of agency),如他将质疑脑机接口技术;若两者“偏离较小”则将认为此技术是有效的。问题是:比较器模型的能动感建立在“离线”(offline)评价之上,它需要在脑机交互活动完成后作出关于能动性的判断。然而,对能动性的全面评价也需要“在场”或“在线”(online)评价,故比较器模型的评价方式仍有所限制,从而决定它对能动感的界定是不全面的。
一种可行的方式是整合上述两个模型,这可同时涵盖主观和客观评价,此时能动感包含了基本能动感以及“后举动”的判断。前者与行为的“即时表现”有关,它是行动“在场或事中”的体验;“后举动”判断则对应于行动完成后的“离场”评价。当此整合模型用于脑机交互情境时,可分两种情况讨论:一是人类用户处于“在场状态”而对脑机交互活动是知情的,他将对后续脑机交互活动作出相关调整;二是用户处于“离场状态”而对脑机接口后续活动不知情,脑机接口在识别大脑信号后自主地实施活动,那么用户只能在脑机交互活动实施之后作出“后举动”判断,因此整合模型比其他两个模型更全面地把握能动感。
5 基于能动性和能动感的“责任割裂”分析
脑机交互活动具有成为“广义人造行动”的可能性,这为规范的责任分析带来如下启示:首先,人类用户和脑机接口在活动输出过程中均具有一定控制能力,人类用户是基于自由意志的控制,脑机接口则是基于嵌入算法反馈机制的控制,故人类用户和脑机接口都不能被排除在责任分析之外。其次,在能动感方面。上面区分了人类用户的两种存在状态,当用户处于“在场状态”时,他对后续活动以及可能的道德伤害在一定程度上是知情的,此时他是责任归因对象;而在“离场状态”中,脑机接口“自主地”输出活动,用户对后续脑机接口活动并不知情,故他不是责任归因的主要对象。例如,脸书公司开展了一项“脑-机语音-文本接口”(brain-computer speech-to-text interface)的研究项目,它试图将大脑之“所思所想”直接转化为具体文本,此过程不再有打字身体动作的参与,这虽为人类提供了新的输出模式,但也会引发“离场”的道德责任问题,因为用户“所思内容”与所输出的内容不一定完全一致。当此交互活动脱离了用户最初意图而输出了不相关内容时,此活动若造成负面道德影响,那么“不知情”将成为人类用户不承担道德责任的理由。可以看到,脑机交互的责任分配是复杂的,情境复杂性是导致“责任割裂”的主因之一。在Waelbers
[20]看来,传统道德责任模式建立在对直接可见后果的分析之上,若当下对人类活动的分析没有考虑技术人造物参与情况,这将导致人类活动不能被合理地理解,并使道德责任的归因分析复杂化。
更成问题的是:在对人类道德责任的研究中,责任是一个丰富的概念,学界对责任内容尚未达成共识。Shoemaker
[21]总结了三种人类道德责任:可归因性的责任(responsibility-as-attributability)、可问责性的责任(responsibility-as-accountability)以及可回应性的责任(answerability-as-responsibility)。就此而言,直接将人类责任模型用于脑机交互情境并不可行,这是两种完全不同的道德情境。特别是,在人类道德责任的分析模型中,人类往往是道德主体,他们是可归因和可问责的对象;而在脑机交互情境中,脑机接口是非人对象,它不具备人类的道德回应能力,也不是一个“可问责的”对象,故区分“可问责的”和“负责任的”是必要的。List等
[22]认为“可问责”比“负责任”有更低的要求,可问责主体不一定实施了伤害活动,却可能是承担责任的主体,如某儿童虐待动物,他尚未具备完善的道德能力而不是道德归因对象。家长虽不是造成伤害的直接主体,但却是可问责的间接主体。可以看到,对象的“可问责性”建立在特定道德能力之上,即成年人是可问责的。非人对象不具备道德能力而不符合可问责基本要求,故他人不会对之道德批评。若将上述分析用于脑机交互情境时,脑机接口虽是活动的直接实施者,但它由于是非人对象而不能被问责。这里,将脑机交互的责任归因分为如下情形:
一是人类用户是道德责任承担的主要对象,这可适用于增强型脑机接口的情境,此时用户具有正常的大脑官能和身体官能,他不仅可以进行规范思考(如识别复杂伦理境况以及持有道德原则),也可基于道德能动性实施道德活动,并以此控制和调整后续活动。人类用户在此境况下是“可问责的”,也是“可负责任的”。二是脑机接口的利益相关者为主要的责任承担者,此利益相关者包含了脑机接口设计者、产品生产者等,这涉及上下游生产企业合作模式的分析。此情形主要对应于人类用户对脑机交互活动不知情的境况,如医疗领域的患者不具备正常官能,而不能规范思考并实施道德活动,若脑机接口在识别和执行用户的意向状态时造成道德伤害,人类不是负责任的主体。在对利益相关者的问责中,需考察具体的设计和生产运作模式,即脑机交互活动的问责“从属于”更广泛层面对产品设计和生产系统关联者的问责。三是人类用户和脑机接口的利益相关者“共同地”承担责任,此时人类和脑机接口均具有一定的自主能动性,脑机交互活动体现了人类因果力量及其意向状态,也受到脑机接口能动性的影响,双方在决策和活动输出中都发挥作用,故两者都属于问责对象。
6 结语
通过考察脑机交互活动的实施过程,得出主要结论如下:一是脑机交互活动由高阶能动性的人类和低阶能动性的脑机接口共同实施。二是多对象参与的脑机交互活动不同于正常人类活动,前者有成为“广义人造行动”的可能性。三是在区分能动性和能动感的基础上,脑机交互活动的“分阶段”特征将使人类用户持有不同的能动感。更进一步,在能动感的主观评价和客观评价之上提出了整合的能动感框架。四是基于对能动感的分析区分出两种不同交互情境下道德责任的分配,人类用户和利益相关者是不同情境下的主要责任者。脑机接口技术使身体官能缺失者重新具备能动能力,这在一定程度上印证了“脑中心主义”的论点,即大脑在人类活动中占据更核心的位置,这为未来脑机接口技术的发展提供了实践启示。虽然当下技术未达到身心层面的顺畅联结,脑机接口需逐步成为“上手之物”来服务人类。就此而言,跨学科的研究视角是必要的,未来从行动哲学、道德哲学以及心灵哲学等分支对脑机交互活动的深入研究构成了未来的研究方向。