2009/05/26

Qualia

Qualia(單數:quale,複數:qualia),中文維基翻成感質,也被稱為感受質感受性,屬於哲學上的詞彙,指的是人對於經驗的「主觀」的、「質」的感受,或者更廣義的說,是心靈中「就像是...」的種種特徵("The 'what it is like' character of mental states. The way it feels to have mental states such as pain, seeing red, smelling a rose, etc.'")。

這樣講很抽象,還是來看個這個問題的經典例子:紅(redness)。我看到一幅畫中的「紅」的時候,我感受到的可能是「像晚霞一般的紅」,「像火一般的紅」,或是「像西瓜一樣的紅」,而這些「像...一樣」的主觀感受,就是我對這個「紅」的經驗的 quale。而其他的感官經驗諸如「頭痛的痛」、「酒的味道」、「玫瑰的香」等等,也有各自的 qualia。

「好吧,哲學家發明了一個名詞來把簡單的事情弄得玄之又玄,然後呢?又怎樣?」

Qualia 這個概念的重要性,在於它的存在與否,恰好位於「身心二元論」與「物理主義」兩派支持者交鋒的前線上:如果我們的心靈具有 qualia 這種性質,具有「主動去感知」、「只能意會、不能言傳」的成份,那麼唯物論者想把心靈當作身體運作產品的圖謀也終將難以成功。

不過隨著神經科學的進展,也有人嘗試用科學的(或者說是唯物的)觀點來解釋 qualia。RamachandranHirstein 在他們的「三大夸里亞定律」裡,就試圖把 qualia 定義成「外界物理刺激進入感官系統之後,到進入意識中,這段期間內某組大腦的神經表徵(neural representation)」,並且認為 qualia 與「短期記憶」、「注意力」等等腦部功能有關。

Ramachandran 醫師的定義是相當有突破性的:作為一種神經表徵,qualia 具有超越個體的共通性,可以透過假想的「神經電纜」而傳遞給例一個人。這在哲學上當然是引發了種種爭議,例如二元論者就丟出了直接/間接實在論(direct/indirect realism),試圖重新築起「心靈」的防線,在此也就不多贅述了。


前一陣子聽一個同事說起他的一個研究想法,大概是這幾年聽到少數同時有可行性與突破性的點子,不過為了保守人家的商業機密,這裡就只含糊的提一下。基本上,一直以來對於大腦功能區域化的研究,相當程度是用人為的「外在刺激」的分類,對應到腦部某些部位的活動;然而,如同 qualia 的最初定義屬於「難以言喻」的主觀感受一樣,大腦相對應外界刺激的處理,也不必然要保持外界資訊本身的分類,而是另有一套神經表徵;因此,傳統的研究方式最後必然會遇到無法跨越的瓶頸。至於解套的方案,這裡就略過了,不過恐怕這還真得要做 statistical learning theory 的人才想的出來呢。

2009/05/24

擴散磁振造影與大腦神經連結性


這是過去一年來在這裡工作的內容,想說簡單介紹一下。

磁共振成像Magnetic Resonance Imaging, MRI)是目前幾種非侵入性(non-invasive,簡單講就是不用在人的頭上鑽洞的意思)的腦部顯像技術之一,過去也稱作「核磁共振」,但此「核」乃與磁場共振的氫原子核,為了避免與「核能」混淆,後來就乾脆就拿掉。

相較於其他腦部顯影技術,MRI 的空間解析度高,可以很清楚的建立腦部的立體影像;但是受限於掃描技術,時間解析度比較差。由於 MRI 的技術已經有數十年的歷史,相關研究曾經在物理、化學、生醫領域共獲得了 6 次諾貝爾獎,所以這裡就略過前言,直接跳到目前比較新的掃描技術:擴散磁振造影Diffusion MRI)。

與傳統的磁振造影不同,擴散磁振造影在掃描時採用的是有梯度的磁場。這個梯度的存在,可以觀測到沿著梯度方向的水分子散射程度,如果在掃描的過程中使用多個不同方向的磁場梯度,就可以估測出在一個球面上水分子可以自由活動的程度。由於腦神經中的水分子大多位於髓鞘myelin)中,也就是神經元因延伸而出的神經束部份,因此,散射程度大的方向,基本上是平行於神經束的方向。

有了這樣的假設與訊號,基本上我們就可以透過擴散磁振造影求出一個向量場,代表大腦中每個體素voxel)中神經束可能的走向。而有了向量場,我們可以更進一步重建向量場中的軌跡(tractography,目前沒有中文譯名,姑且先稱為「神經束繪測」好了),在這裡代表的就是模擬出來的神經束(請見附圖,取自 wikipedia)。

前面提到過,透過觀測資料重建出的向量場,本身代表的是「可能性」,因此透過「神經束繪測」所重建出的神經束並不能真正的代表腦神經;然而,吾人可以透過在這個向量場裡反覆的進行神經束繪測,推估出大腦裡任意兩個區域之間有神經元相連接的機率。這個連結的可能性,可以稱之為「解剖學的連結性」(anatomical connectivity),以和透過功能性磁共振成像fMRI)觀測所估算出的「功能連結性」有所區分。

我過去這一年的工作,主要是比較 10 多種不同的「神經束繪測」演算法,並且分析各種方法(及其背後理論)在「解剖學的連結性」上的結果,目前已經上了兩篇 conference,在寫 journal article ,準備結案了。

這個工作如果持續下去,下一步會是做「基於連結性的全腦自動分區」,然後最後是建立一套標準的分析程序,透過連結性的估算,幫每個做過「擴散磁振造影」的人建立出個人專屬的腦神經網路,由於這個網路具有解剖學上的意義,可以進而作為其他認知功能分析的基礎。


當初接這個工作,一方面也是看在整件事看起來是有個終點的,不用一輩子耗在這上面;如果能在兩到三年完成預定的計畫目標,之後再去搞其他的事情好像也無所謂。不過世事難料,一場金融海嘯讓整個時局都變了,原本覺得「太過冒險」的創業計畫,目前看起來反而好像有其可行性,甚至還有急迫性。

在這裡把一些想法整理出來,也是想讓有興趣的人(如果真的有人看的話)可以把這個計畫的後續繼續完成,以台灣的工程師的工作態度和嚴謹程度,我相信一定會比這裡的人更快做出來。

2009/05/21

Wolfram|Alpha

Walfram|Alpha 是最近熱門的新玩具,號稱是 Computational Knowledge Engine,基本上是結合自語言處理、搜尋引擎,和搜尋結果整合的智慧型問答機,簡單的講,就是你用人類的語言(嗯,目前只能用英語的樣子)來問問題,然後這個系統會分析你問題的意思,搜尋相關的資料,並且整合呈現作為答案。

整個系統的規劃聽起來挺嚇人,而也有論者說這將是取代 Google 的下一代搜尋引擎,不過上線幾天以來,大家的意見頗為分歧,看好者有之,唱衰者亦有之。

由於網路上已經有很多介紹了(中文請看這),我也不想多說廢話,不過我倒是試了幾個怪問題:

問:Am I the most handsome man in the world?(我是世界上最帥的人嗎?)
答:Wolfram|Alpha isn't sure what to do with your input.

真是好樣的,不會假裝一下魔鏡哄我開心一下嗎?

又問:do you love me?
再答:Human Discourse. Additional functionality for this topic is under development...

好吧,至少知道我是來鬧場的,還請我留下 e-mail,等這個功能開發好了再通知我。

這個系統會不會「大成功」我是不知道,不過至少目標遠大,而且還挺好玩的,歡迎大家有空試試。

2009/05/17

組織行為的模擬與現實

IT Conversation 聽到一段很有趣的演講,是推出 Second Life 的 Linden Lab 創辦人 Philip Rosedale 所說的,Virtual Successes and Failures

演講的內容,主要是談到該公司把許多網路上流行的評鑑制度,以及 second life 裡用到的獎勵制度,運用到他們自己的公司裡,作為組織行為的實驗,發現或許可以是未來組織管理制度設計的新方向。而 Philip Rosedale 覺得,「去中心化」、「透明化」的組織架構,應該是以研發、創造為主業的公司比較合適的運作型態。

我聽了是相當佩服該公司的勇氣,把各種實驗性的想法運用在公司的營運管理上。比方說年終的分紅,一般都是有某種量化的績效指標,然後依照這個指標分配紅利,但是該公司採用的作法是:每位員工分配到相同數量的點數,然後按照自己的評價分配給其他的員工或是專案;而收到點數的人,必須把點數依循相同的模式分送給別人,直到截止時間。然後公司的資訊系統會自動結算每個人最後收到的點數,作為績效的指標。經過一段時間的測試,這個指標跟傳統做法的結果相近,但是某些能見度較低、卻有實際作用的專案,在這個作法下會得到比較多的回饋。

我直覺想到的是,最近看到很多討論學術研究績效的文章,比方說朋友在 Google reader 裡分享的這篇,如果現行的績效評估方式有諸多問題,何不像 Linden Lab 一樣採用更多實驗性的作法?反正學術社群內的評鑑本來就是建立在 peer review 上的。

去年在 Science podcast 裡聽到許多次讚許德國 Max Planck Institute 的組織設計。因為在組織設計的理念上,MPI 的確是盡量平行化、扁平化,讓研究專案的執行更有效率;但是實際上呢,德國文化裡的階級觀念還是蠻強的,所以這樣的設計在運作上到底是不是一樣有效率,就很不一定了。

不過在演講的過程中主講者也一再提醒,每種組織的任務不同,組成成員的特質也不同,因此在他們公司成功的運作方式不必然適用在其他組織裡。我自己是相信,在以專業知識為主要生產力的產業,這樣的組織模式應該是比較容易吸引到人才的。

2009 Android 平台軟體開發競賽

五月剛推出的比賽,離截止還有大約兩個月,剛好手上有幾個正在規劃或準備進行的專案可以參加,現在看來,不如就放手一搏吧。

有的時候人是要給自己一些壓力的,世界上可以做、值得做的事情何其多,但人的時間精力卻是有限。有些時候,是需要做出抉擇的。

一個開放的、 java-based 的行動運算平台,讓我從少年時期就開始夢想的事情,看起來很有機會得以實現。那麼,眼看著有這樣的機會卻不去做,活著又是為了什麼?

就像張智星教授前年跟我說的,life is short, do what you love, and love what you do.

自由意志為何物?

這個禮拜在 Nature podcast 上,聽到了樓上另一組老闆的訪談,好奇查了一下本期目錄,原來這一期的 essay 講的是自由意志,"is free will an illusion?"

這篇文章引用的主要論文,是樓上新加坡同事的大作 (Soon, C. S. Nature Neurosci. 11, 543–545 (2008)),所以就訪問了他的老闆。相關的實驗,去年就寫過一篇介紹(其實後來看了論文之後發現我介紹的有點不對),在此不再贅述,不過這篇 essay 把「隨機性」跟「自由意志」劃上等號,怎麼想也不太對,幸好可以直接問該篇論文的作者,本人解釋起來就清楚多了。

「心靈」與「意識」這十幾年來慢慢從哲學問題演變成科學問題,不過這個問題是不是真的能由科學來解決,我個人並不抱著樂觀的期待。

我最早對這個問題感到有趣,是在高中那段有點混亂的歲月。當時因為自己想法老是跟別人不一樣,學校輔導老師甚至建議我去看精神科,因此我很想知道「人是怎麼思考的」、「怎樣辨別是與非」這些很抽象的問題。當時看了很多書,幾乎什麼書都看,偶然在朋友的推薦下看了醫師王溢嘉的作品,開始認識到 neuropsychology 這個領域。

及至後來唸了心理系,最後一年在黃榮村教授開的「心靈與意識」課程中讀了許多這個方面的文章,漸漸的瞭解到這終將是個無解的問題。

隨著神經科學這些年來的發展,越來越多從前認為是「心理問題」的,變成了「生理問題」,「精神病」跟「神經病」之間的界線也越趨模糊。從科學的角度來看,人們不免要臆測,是不是有朝一日,我們能夠完全的用生理活動來解釋心理活動?那麼,人的靈魂又在哪裡?

簡單的講,對這個問題的看法最終將有兩大陣營:一元論(身即是心,心即是身)與二元論(心靈乃是物質以外的存在,與身體不同),而且終將處於「信者恆信」的狀態。這個態勢可以從 10 年前的哲學辯論即看出端倪:(忘了是誰說的了)即便是在若干年後,神經科學的知識可以讓我們用生理活動來完整解釋人類心智的運作,但是人在眾多可能行為方案中做出選擇的那個「意向」(或稱作 causal link),終究是無法被生理現象所解釋的,也就是人的自由意志。翻成白話文,就是說:反正靈魂是你量不到的,就算你把量得到統統用科學解釋了,也難奈我何,你就是無法證明這個量不到的東西不存在。

當年讀到這裡,只能大笑三聲。想想也是,這畢竟是個信仰問題,不是科學問題。所以後來也就把興趣從「是什麼、為什麼」轉到「怎麼用」上去,做些比較實用的東西去了。

雖然我不再想加入追尋這個答案的工作行列,但是在可遇見的將來,這個領域知識的進展勢必會對於我們現存的法律,甚至倫理產生衝擊:如果人的行為在某種程度上是情境所造成,也就是說「自由意志」實際上並不怎麼自由,那麼行為的責任(例如犯罪)應該向誰追究?我們又該怎麼評斷一個人的「善」與「惡」?如果犯罪行為可以靠醫療手段來矯正,那麼刑罰存在的必要性又何在?或者說醫療手段本身即是一種刑罰?

前面提到那個哲學上爭議的兩造,想必會有不同的詮釋,但願屆時不會演變成另一場文明的衝突。

2009/05/14

Life is for sharing


這已經不是什麼新聞了,T-mobile 在利物浦車站的行動秀,最後鏡頭帶到圍觀的群眾爭相跟朋友報導實況或是傳送 MMS,配上 Life's for sharing 的標語,大成功。幾個月之後,比利時 Antwerpen 的中央車站也來了一段「真善美」,雖然舞蹈沒有像 T-mobile 砸大錢弄的那麼專業,但也是相當有趣。


據某篇報導說台北的快閃行動老是弄得不太成功,論者說是台灣人不敢在大家面前表演,太愛面子。這個推論我是不太清楚真假,不過倒是讓我想起 1995 年在台北車站大廳搞的行動劇。當時大概是台灣劇場最興旺的時候吧,導演黃英雄老師也挺有辦法的,說動了台北車站管理單位把大廳出借給我們演出。

行動劇是沒有換幕的,因此在整齣戲結束之前都是處於演出的狀態,即使劇情安排演員離開了主舞台,對演員來說表演還是持續在進行,因此必須自己構思在下次回到主舞台之前應該進行的活動,也算是種挑戰。當時為了這個緣故把車站二樓的商場都逛遍了,後來商場改成小吃街、又改為新商場,每每都讓我感嘆時光的飛逝。


今年據說政府要發展文創產業,不知道快閃族有沒有辦法拿到點補助,也來為台灣人煩悶的生活添加點足以津津樂道的趣聞呢?

2009/05/12

Android Tarot Deck ver.2.0

Android Tarot Deck ver.2.0

話說第一版畫完之後感到頗不滿意,於是便開始了第二版,這次完全捨棄了 GIMP,與經常當機的向量繪圖軟體 Inkscape 奮戰。

目前暫時先做完 22 張,但是有幾張覺得風格與其他牌不合(比方說「愚者」跟「魔術師」),還要再改,之後再來改成 ver.2.1 好了。唉,眼睛好酸,休息了。

2009/05/07

有 Goo 萬事足之 Google Sites


Google Sites 這個工具對於小型的專案管理相當好用(請看 Google 的官方簡介),之前只對商業組織、教育單位與個別機構提供服務,前一陣子開始對一般大眾開放。廣義的專案,當然可以包括一門課、一個專題報告....等等,這也是 Google Sites 最初開放使用的對象。最近找了時間試用了一下,覺得相當不錯,在這裡簡單介紹一下。

由於這個服務已經開放給特定族群使用了一段時間,因此網路上可以找到的教學資源不少,大部分是中小學老師做的。英文聽力可以的,可以看這段影片,10 分鐘示範各種基本的功能;另外,中文資源也很多,相信要瞭解操作方式並不困難。

除了當作個人網頁空間之外,Google Sites 也整合了各種 widgets,像是 check list,photo streams,RSS 播放,檔案分享,簡易的 post 功能等等,基本上設計一個 web 2.0 網站的基本功能一應俱全。

如果今天有一個小型專案,我需要跟幾個人協同作業,那麼我可以到 Google Sites 的首頁,用 Google account 登入,然後開啟一個新的 site,規劃一個簡易的網頁架構,選擇僅對受邀者開放,然後邀請合作者加入管理這個網站。共同作者享有相同的權限,基本上就和編寫 wikipedia 一樣,然後在站上加入 check-list,post 和檔案櫃,一個簡易的專案管理系統就完成了。

目前每個 site 的容量上限是100MB,和之前的 Page Creator 一樣,至於可以開幾個站,目前我是沒有查到,希望不要和 code hosting 一樣有個專案數量上限。

(題外話,Google Sites 的台語發音聽起來好像不是很文雅....)

2009/05/05

Android Based Tarot Deck

Android Tarot

這一套22張畫了好久,而且只有前六張有設計背景。為了加快進度,其他的 16 張就只用了草稿設計的主圖,想說先做第一版出來,之後的將來再慢慢修吧。

之前某次資訊展買了 Wacom 的 Bamboo 繪圖板,但是一直沒有機會用,想說配合 Android 的小軟體專案順便來練習一下。

軟體用的是 GimpInkscape ,基本上就是 Photoshop 和 Illustrator 的自由軟體替代方案。嗯,不過憑良心說, Adobe 的軟體相較之下不會動不動就 crash(配了 T9400 + 4G Ram 應該不會系統資源不夠),有時忘了存檔遇上了就會很想掀桌子。

而 Android 的註冊商標用的是 Creative Commons 3.0 的授權,所以我用小機器人亂搞應該也不至於挨告(不要告我,我也用 Creative Commons 授權 Orz),整理一下再把向量圖釋放出來。

其實一開始還想說先用 Google Sketchup 做個 3D 模型,再轉成 2D 加工,不過我對 3D 繪圖沒什麼概念,弄了半天機器人身上還是留了幾個洞補不起來,之後有空再來研究看看吧。