无意识活动的数学公式

(浙江大学物理系交叉学科实验室，浙江大学语言与认知研究中心，杭州 310027)

脑内存在大量的无意识活动。在无意识活动时，个体脑内有信息加工，但是个体没有相关信息的主观体验。脑内多种多样的无意活动的信息加工是并行进行的，它们竞争注意资源(水仁德等，2003；周仁来，2004)。

本文从脑功能原理出发，在脑的系统水平上考察无意识活动的特性(唐孝威，2003，2008)，提出无意识活动的数学公式来描述这些特性。

无意识活动的各种信息加工具有不同的强度。不同强度的无意识活动相应于信息加工脑区(神经环路)激活的不同激活水平。用心理量U表示无意识心智活动的强度。Ui、Uj等分别表示脑内不同内容的无意识活动项目的信息加工的强度。

(1)脑内不同内容的无意识活动项目之间关系的公式。

在脑内同时进行的、不同内容的无意识心智成分之间存在相互作用。由于这些相互作用，项目i和项目j的无意识信息加工的强度Ui和Uj之间可表达为以下关系

Ui=mUjr

(1)

m是比例系数，r是幂指数。

(2)无意识活动的心脑关系的公式。

在脑内进行无意识信息加工时，相应的脑区(神经环路)有激活。用U表示无意识信息加工的强度，用A表示无意识加工信息的脑区(神经环路)的激活水平。在简单情况下，U和A之间可能有以下关系：

U=a′A

(2)

a′是比例系数，它包括量纲的变换。

(3)无意识活动的心身关系的公式。

无意识活动的心身关系的例子是：脑内无意识信息加工引起身体一定的生理活动。用U表示无意识信息加工的强度，用φ表示相应的身体生理活动的强度。无意识的心身关系中，U和φ之间可能有以下关系：

U=q′φβ

(3)

q′是比例系数，β是幂指数。

(4)无意识活动的心物关系的公式。

无意识活动的心物关系的例子是：在意识阈值以下的环境物理刺激引起无意识的心智活动。用U表示无意识信息加工的强度，用P表示环境物理刺激的强度。在简单情况下，U和P之间可能有以下关系：

U=s′logP

(4)

s′是比例系数。

(5)有意识活动与无意识活动之间的相互转变条件的公式。

当无意识活动项目得到增强，使得与之相应的脑区(神经环路)的激活水平达到意识阈值时，无意识活动项目就转变为有意识活动(唐孝威，2017)。

意识涌现的必要和充分条件为：

α>0;β>0;γ>1;γA≥Ac

(5)

α是脑内意识觉醒的支持系统的活动度，β是脑内意识全局传播系统的全局广播度，γ是脑内注意控制系统对脑区(神经环路)激活的增强系数，A是脑区(神经环路)的激活水平，A_c是意识阈值。

当有意识活动项目受到抑制，与之相应的脑区(神经环路)的激活水平降低到意识阈值以下时，有意识活动项目就转变为无意识活动。

由于实验技术的限制，目前这方面尚无定量的实证研究文献，希望这些数学公式今后得到实验(如内隐学习实验、内隐记忆实验等)的检验。