Tietoisuus

Tietoisuus tai tajunta viittaavat sanojen jokapäiväisessä merkityksessä joko yksilön kullakin hetkellä kokemien aistimusten, elämysten, tunteiden, muistikuvien ja ajatusten kokonaisuuteen tai yksilön tietoisuuteen itsestään ja ympäristöstään tai vain hereilläoloon unitilan ja kooman vastakohtana.
Filosofiassa, psykologiassa ja kognitiotieteessä tietoisuus-sanalla tarkoitetaan tavallisesti kokemuksellisuutta yleensä. ”Tietoisuuteen” voidaan katsoa myös kuuluvan sellaisia ominaisuuksia kuin subjektiivisuus, itsetajunta, aistivuus, äly sekä kyky hahmottaa itsen ja ympäristön välisiä suhteita, mutta näistä monet ovat  korkeampia kognitiivisia kykyjä, jotka eivät sisälly kokemuksellisuuden käsitteeseen. Jotkut ovatkin pyrkineet korvaamaan tietoisuus-sanan termillä ”tuntoisuus”.  
Tietoisuuteen liittyviä ontologisia kysymyksiä käsitellään mielenfilosofiassa. Tietoisuutta on myös yritetty tutkia empiirisen tieteen menetelmin muassa psykologian, kognitiotieteen ja neurotieteen aloilla.

Käsitteen historiaa

Monien kielien tietoisuutta vastaava sana on peräisin latinan kielen sanasta conscientia, joka tarkoitti erityisesti moraalista tietoisuutta, omatuntoa. Kirjaimellisesti sana tarkoittaa ”yhdessä-tietämistä” eli jaettua tietoa. Se esiintyi ensimmäisen kerran sellaisilla roomalaisilla oikeudesta kirjoittaneilla kirjailijoilla kuin Cicero, ja tarkoitti sellaista tietoa, joka todistajalla oli jonkun toisen teoista. Kristillisessä teologiassa conscientia tarkoitti moraalista omatuntoa, johon ihmisen teot ja aikomukset rekisteröityvät ja jonka ainoastaan Jumala tuntee täysin. Keskiajan filosofit, kuten Tuomas Akvinolainen, kuvasivat conscientian teoksi, jossa ihminen soveltaa käytännöllistä ja moraalista tietoa omaan toimintaansa.
René Descartesin on sanottu olleen ensimmäinen filosofi, joka käytti termiä conscientia merkityksessä, joka ei näytä sopivan yhteen sen aiemman merkityksen kanssa. Tämän vuoksi kääntäjät, jotka käänsivät hänen latinankielisiä teoksiaan ranskan ja englannin kielille, kehittivät uusia sanoja viittaamaan pelkästään fysiologiseen tietoisuuteen. Näin syntyivät esimerkiksi ranskan conscience, englannin consciousness ja saksan Bewusstsein. Toisaalta John Locken voidaan katsoa olleen ensimmäinen, joka käytti termiä tietoisuus sen nykyaikaisessa merkityksessä teoksessaan An Essay Concerning Human Understanding, vaikkakin hänellä se on edelleen läheisesti yhteydessä omatuntoon. Hänen voidaan kuitenkin katsoa liittäneen tietoisuuden henkilökohtaiseen identiteettiin – identiteetin sai aikaan ja sitä ylläpiti henkilön tietoisuuden jatkumo.

Fenomenaalinen tietoisuus ja pääsytietoisuus

Fenomenaalinen tietoisuus (F-tietoisuus) tarkoittaa yksilöllistä kokemusta. Se koostuu muuttuvista, liikkuvista ja värikkäistä muodoista, äänistä ja muista aistimuksista, sekä tunteista ja tuntemuksista, joiden keskipisteenä ruumis on. Tällaisia subjektiivisia kokemuksia, eriytettynä niiden käyttäytymisen kautta näkyvistä ulkoisesti havaittavista seuraamuksista, kutsutaan nimellä kvalia. David Chalmers määritteli vuonna 1996 niin kutsutun ”tietoisuuden vaikean ongelman”, joka koskee sitä, kuinka fenomenaalisen tietoisuuden tilat voitaisiin selittää niiden neurologisen pohjan kautta.
Pääsytietoisuus (P-tietoisuus) tarkoittaa sitä, että mielessä oleva informaatio on aivojen käytettävissä esimerkiksi puheilmaisulle, järkeilylle ja käyttäytymisen ohjaamiselle. Kun yksilö havaitsee jotain, informaatio havainnon kohteesta on pääsytietoisuudessa; kun yksilö käyttää itsehavaintoa, informaatio hänen omista ajatuksistaan on pääsytietoisuudessa; kun yksilö muistaa, informaatio menneestä (esimerkiksi jostain opitusta) on pääsytietoisuudessa; ja niin edelleen. Chalmersin mukaan pääsytietoisuus ei ole yhtä arvoituksellinen ilmiö kuin fenomenaalinen tietoisuus, joten se kuuluu tietoisuuden helpompiin ongelmiin. 
Esimerkiksi Daniel Dennett on kieltänyt kvalioiden olemassaolon ja samalla sen, että tietoisuuden vaikeaa ongelmaa olisi olemassa. Hänen mukaansa fenomenaalinen tietoisuus voidaan selittää pääsytietoisuuden kautta, ja tietoisuus kokonaisuutena sen kautta, miten se vaikuttaa käyttäytymiseen. Tällaisesta tietoisuuden tutkimuksesta hän on käyttänyt nimitystä heterofenomenologia.
Sellaiset mielen tai aivojen tapahtumat, jotka eivät ole fenomenaalisessa eivätkä pääsytietoisuudessa, ovat alitajuisia tapahtumia.

Fenomenaalisen tietoisuuden kuvaukset

Kun katsomme huonetta jossa olemme tai näemme unta, asiat näyttävät sijaitsevan ajassa ja avaruudessa ja näyttäytyvät ikään kuin yhdestä pisteestä tarkastelluilta. Kuitenkin kun filosofit ja tieteilijät yrittävät selvittää tällaisen fenomenaalisen tietoisuuden ja sen sisältöjen sijaintia, syntyy suuria erimielisyyksiä.
René Descartes ehdotti, että aivotoimintojen sisältö on yhdessä ei-fysikaalisessa paikassa, aineettomassa ajattelevassa substanssissa jolla ei ole avaruudellista ulottuvaisuutta (res cogitans). Tämän hän identifioi samaksi kuin sielu. Descartesin Mietiskelyjä ensimmäisestä filosofiasta sisälsi laajoja kuvauksia siitä, millaista on olla tietoinen. Descartes näki tietoisen kokemuksen aika-avaruuteen sijoitettuina yhdestä pisteestä koettuina ajatuksina, joiksi hän luki yhtä lailla mielikuvittelun kuin aistimuksetkin. Tietoisuuden Descartes sijoitti käpyrauhaseen; hänen ”elonhenkensä” puolestaan olivat eräänlaisia neurosähköisen toiminnan edeltäjiä.
Monet muut filosofit, kuten Nicolas Malebranche, Thomas Reid, John Locke, David Hume ja Immanuel Kant, yhtyivät monilta osin Descartesin määrittelyihin, joskin teoria käpyrauhasesta mielen keskuksena ei saanut laajaa kannatusta. Reidin mukaan tietoisuuden sisältönä on todellisuus itse. Todellisuudesta tulee tietoinen kokemuksemme jollakin tavalla. Hume ja Kant välttivät esittämästä mitään yhtä paikkaa, josta käsin kokemus koettaisiin.
Kant käsitteli paljon tietoisuutta suhteessa aikaan sekä asioiden ekstensionaalisuutta ajassa. Hänen mukaansa vain edellyttämällä ajan ennakkoon voimme esittää kokemamme asiat joko olemassa olevina yhdellä ajan hetkellä (samanaikaisesti) tai eri ajan hetkinä (peräkkäisesti). Myös William James painotti kokemuksen ekstensionaalisuutta ajassa.
Esimerkiksi George Berkeley esitti, että tietoisuuden sisällöt ovat mielten aspekteja, eikä niihin välttämättä liity lainkaan mitään aineellista. Tämä on eräs idealismin muoto (subjektiivinen idealismi). Gottfried Leibniz puolestaan katsoi, että kaikkeuden jokainen piste on varustettu tietoisuudella. Tämä on eräs panpsykismin muoto. Sen mukaan kaikella aineella, jopa esimerkiksi kivillä, on tietoisuus. Käsitys, jonka mukaan tietoisessa kokemuksessa olevat asiat ovat aivoissa olevia vaikutelmia, on nimeltään representationalismi. Se on eräs epäsuoran realismin muoto.
Joidenkin mielenfilosofien mukaan fenomenaaliseen kokemukseen liittyy niin sanottu ”selitysaukko”. Esimerkiksi Colin McGinn on omaksunut mysterianismin, jonka mukaan sitä ei voida ratkaista. David Chalmers on arvostellut puhtaasti fysikaalisia selontekoja henkisestä kokemuksesta perustuen siihen, että filosofiset zombit ovat loogisesti mahdollisia. Toiset mielenfilosofit ovat puolestaan ehdottaneet erilaisia spekulatiivisia teorioita, kuten kvanttimieli, erilaisia aika-avaruudellisia ja sähkömagneettisia tietoisuuden teorioita, ja refleksiivinen monismi, selitysaukon täytteeksi selittämään aivotoimintojen ja kokemuksen vastaavuus. Mielenfilosofisen emergentismin mukaan tietoisuus syntyy aivotoimintojen monimutkaisuudesta. ”Emergenssillä” viitataan uusiin ilmiöihin, jotka ”ilmaantuvat” tai ”nousevat esiin” fysikaalisesta perustasta ikään kuin synergisesti ilman, että näiden kahden välistä yhteyttä olisi tarkemmin määritelty.

Tietoisuuden käsitteen filosofinen kritiikki

1700-luvulta 1900-luvulle monet filosofit keskittyivät ajatteluun sekä erilaisiin suhteisiin ja tapahtumasarjoihin tietoisuuden tärkeimpinä puolina. Näitä alettiin myöhemmin kutsua pääsytietoisuudeksi. Tämä keskittyminen suhteisiin mahdollisti sen, että sellaiset filosofit kuin Karl Marx, Friedrich Nietzsche ja Michel Foucault saattoivat esittää, että yksilöllinen tietoisuus oli riippuvainen sellaisista tekijöistä kuin yhteiskunnallisista ja poliittisista suhteista ja valtarakenteista. Samalla muun muassa John Locken ajatus omakohtaisesta identiteetistä, joka rakentui yksilöllisen tietoisen subjektin päälle, kohtasi 1800-luvulla arvostelua paitsi Marxin ja Nietzschen myös Sigmund Freudin tahoilta. Nämä esittivät aiheesta erilaisia näkemyksiä. Myös Martin Heideggerin Daseinin käsite oli yritys ajatella tietoisen subjektin käsitteen ulkopuolelta.
Marx katsoi, että yhteiskunnalliset suhteet edelsivät ontologisesti yksilöllistä tietoisuutta. Samalla hän kritisoi ajatusta tietoisesta subjektista pitäen sitä ideologisena käsitteenä, johon liberaali poliittinen ajattelu perustui. Marx kritisoi erityisesti Ranskan ihmisoikeuksien julistusta vuodelta 1789, katsoen, että niin kutsutut luonnolliset oikeudet, esimerkiksi ensiyön oikeus, olivat ideologista sepitettä, jonka tarkoituksena oli vain peittää yhteiskunnallinen epätasa-arvo. Myöhemmin Louis Althusser arvosteli ”poroporvarillista subjektin ideologiaa” interpellaation (”kutsuminen”) käsitteensä kautta.
Nietzsche puolestaan kritisoi teoksessaan Moraalin alkuperästä ajatusta tietoisuuden kehittymisestä syyllisyydentunnon ja kaunan (ressentiment) seurauksena, ja kirjoitti, että ”he antavat sinulle vapaan tahdon vain syyttääkseen sinua myöhemmin”. Näin Nietzsche käänsi klassisen käsityksen vapaasta tahdosta ylösalaisin. Samalla hän oli ensimmäisiä, joka esitti väitteen, että nykyaikainen ajatus tietoisuudesta oli syypää nykyaikaiseen rankaisemisjärjestelmään, jossa ihmisiä rankaistiin heidän ”moraalisen vastuullisuutensa” mukaan, eli sen mukaan, missä määrin teot olivat yksilöllisen subjektin tietoisesti tekemiä.

Tietoisuus ja kieli

Koska ihmiset ilmaisevat tietoisuutensa tiloja kielen avulla, olisi houkuttelevaa yhdistää tietoisuus kielellisiin kykyihin. On kuitenkin olemassa puhekyvyttömiä ihmisiä (lapsia, afasiapotilaita, vakavasti autistisia), joiden katsotaan olevan tietoisia, vaikka heillä ei vielä ole kielellisiä kykyjä tai he ovat menettäneet ne. Ei-kielellisten kädellisten, erityisesti makakien, tutkimusta on käytetty apuna, kun tutkijat ovat etsineet tietoisuuden sisältöjen neuraalisia korrelaatteja.
Psykologi Julian Jaynes on esittänyt teoksessaan The Origin of Consciousness in the Breakdown of the Bicameral Mind päinvastaista. Hänen mukaansa kielellisten kykyjen tulee olla kehittyneitä melko korkealle monimutkaisuustasolle, jotta tietoisuus voi syntyä ihmisessä. Jaynesin mukaan inhimillinen tietoisuus nykyaikaisessa merkityksessä syntyi vasta noin vuoden 1300 eaa. tienoilla. Eri aivoalueiden välillä ei olisi ollut tuota ennen vielä samanlaista yhtenäisyyttä kuin nykyään, vaan ne toimivat osittain toisistaan erillään (aivojen ”kaksikamarisuus”). Monet filosofit, kuten W. V. O. Quine, ja neurotieteilijät, kuten Christof Koch, ovat haastaneet tämän hypoteesin, koska sen mukaan inhimillistä kokemusta ei olisi ollut olemassa ennen tätä tietoisuuden ”löytämistä”. Ned Block on katsonut Jaynesin sekoittaneen tietoisuuden tietoisuuden käsitteeseen, josta jälkimmäinen löydettiin joskus Iliaksen ja Odysseian välisenä aikana. Daniel Dennettin mukaan tämä ajatus siitä, että tietoisuus kehittyy vasta samalla kun sen käsite, on kuitenkin vallankumouksellinen. Hänen mukaansa tietoisuus on ikään kuin raha: jotta jollakin voi olla rahaa, hänellä on oltava käsitys rahasta.

Fysiikka

Jo ennen newtonilaista luonnontiedettä muun muassa Gottfried Leibniz ehdotti fysikaalista teoriaa tietoisuudesta (ennalta-asetettu harmonia). Nykyaikaiset fysikaaliset tietoisuusteoriat voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: teoriat, jotka pyrkivät selittämään käyttäytymisen ja pääsytietoisuuden; teoriat, jotka pyrkivät selittämään fenomenaalisen tietoisuuden; ja teoriat, jotka pyrkivät selittämään kvanttimekaanisen kvanttimielen.
Teoriat jotka pyrkivät selittämään käyttäytymistä ovat osa tavallista neurotiedettä. Jotkut näistä teorioista, kuten Gerald Edelmanin teoria, samastavat fenomenaaliset tietoisuuden kiistanalaisesti aivojen refleksiivisiin tapahtumiin. Erilaisia teorioita, jotka pyrkivät selittämään fenomenaalisen tietoisuuden suoraan, kuten aika-avaruudelliset ja sähkömagneettiset tietoisuusteoriat, on ollut olemassa 1900-luvun alusta lähtien, mutta niitä ei vielä ole vahvistettu kokeellisesti.
Teorioihin, jotka pyrkivät selittämään kvanttimekaanisen mittaamisen ongelmia, kuuluvat muun muassa Karl H. Pribramin ja David Bohmin holonominen aivoteoria, Stuart Hameroffin ja Roger Penrosen Orch-OR -teoria sekä monien mielien tulkinta. Yhtään kvanttimekaanista tietoisuusteoriaa ei kuitenkaan ole vahvistettu kokeellisesti, ja on olemassa joitakin filosofeja, jotka katsovat, ettei kvanttimekaniikalla ole yhteyttä tietoisuuteen.

Tietoisuuden toiminnot

Ihmiset ovat yleisesti sitä mieltä, että ihmiset ovat tietoisia, mutta paljon alemmat elämänmuodot, kuten bakteerit, eivät ole. Monet ovat valmiita hyväksymään sen, että kehittyneemmillä eläimillä, kuten delfiineillä ja kädellisillä, on tietoisuus. Kokeellisesti on tutkittu muun muassa sitä, missä määrin eläimet ovat tietoisia. Tietoisuus on mahdollisesti kehittynyt evoluution kautta, koska siitä on ollut hyötyä muun muassa hengissä säilymisen kannalta. Tämän vuoksi tutkimuksessa on pyritty selvittämään muun muassa tietoisuuden toimintoja ja niiden eliölle tuomia hyötyjä.
Muun muassa Bernard Baars on katsonut, että tietoisuudessa on kysymys ”äärimmäisen toiminnallisesta sopeutumisesta”, ja ehdottanut erilaisia toimintoja, joissa tietoisuudella on merkittävä, jos ei oleellinen, osa: vaihtoehtojen priorisointi, ongelmanratkaisu, päätöksenteko, toimintojen ohjaus, virheiden havaitseminen, suunnittelu, oppiminen, sopeutuminen, kontekstin hahmottaminen, sekä pääsy informaatioon. Antonio Damasio on pitänyt tietoisuutta osana eliön selviytymispakkausta, joka mahdollistaa suunnitellun toiminnan pelkkien vaistonvaraisten reaktioiden sijasta. Hän on myös katsonut, että tietoisuus itsestä mahdollistaa huolen omasta selviytymisestä, mikä kasvattaa pyrkimystä selviytyä, vaikkakaan tutkijoiden keskuudessa ei ole yksimielisyyttä siitä, missä määrin tietoisuus ja toiminta ovat yhteydessä toisiinsa. Monet psykologit, kuten radikaalit behavioristit, ja monet filosofit, kuten Gilbert Rylen lähestymistavan kannattajat, ovat sitä mieltä, että käyttäytyminen voidaan selittää ei-tietoisten prosessien kautta. Heidän mukaansa tietoisuus saattaa olla epifenomenaalista tai vain heikosti yhteyksissä toimintaan.
Tietoisen prosessoinnin primaaristen toimintojen suhteen useissa teorioissa on toistunut ajatus, että fenomenaaliset tilat yhdentävät jollakin tavalla sellaista neuraalista toimintaa ja informaationkäsittelyä, jotka olisivat muuten itsenäisiä. On kuitenkin avointa, minkälaista informaatiota tietoinen yhdentäminen koskee, ja minkälaista informaatiota voidaan yhdistää tiedostamatta. On selvää, ettei kaikkea eliöön liittyvää informaatiota voida välittää tietoisesti (kuten vegetatiivisiin toimintoihin, reflekseihin ja alemman tason liiketoimintoihin ja havaintoanalyyseihin liittyvä neuraalinen toiminta), ja monenlaista informaatiota voidaan välittää ja yhdistellä toista lajia olevaan informaatioon ilman tietoisuutta, kuten aistien välisessä vuorovaikutuksessa.

Tietoisuuden testaaminen

Koska tietoisuudelle ei ole tarkkaa määritelmää eikä sen läsnäolon testaamiselle ole empiiristä mittaria, on väitetty, ettei tietoisuudelle voi olla lainkaan empiirisiä testejä. On kuitenkin kehitetty useita testejä, jotka voisivat tarjota tietoisuudelle operationaalisen määritelmän, ja auttaa sen selvittämisessä, voivatko tietokoneet tai muut eläimet kuin ihmiset osoittaa käyttäytymisensä kautta, nämä testit läpäisemällä, olevansa tietoisia.

Viivetesti

Eräs tutkijoiden kohtaama ongelma on ei-tietoisten refleksien ja vaistonvaraisten vasteiden erottaminen tietoisista vasteista. Neurotieteilijät Francis Crick ja Christof Koch ovat ehdottaneet ärsykkeen ja vasteen välillä olevan viiveen tarkkailua sen määrittämiseksi, kuinka paljon tietoisuudella on osuutta eliöiden toiminnassa.
Kyky viivästyttää vastetta osoittaa, että siihen liittyvä informaatio on talletettu lyhytkestoiseen muistiin, jonka oletetaan olevan tietoisuuteen läheisesti liittyvä perusedellytys. Tällaista testiä voidaan kuitenkin käyttää vain biologisille eliöille. Olisi helppoa ohjelmoida viive tietokoneohjelmaan, mutta se ei kertoisi vielä mitään tietokoneen tietoisuudesta.

Fysikaalinen testaaminen

Lääketieteessä voidaan käyttää erilaisia neurologisia ja aivokuvaustekniikoita, kuten aivosähkökäyrä (EEG) ja toiminnallinen magneettikuvaus, mittaamaan aivotoimintoja, joista osa liittyy myös tietoisuuteen. Hyvä esimerkki on EEG-mittaus nukutuksen aikana. Se voi kertoa, kuinka hyvässä nukutuksessa potilas on, vaikkakin sen tarkkuus on edelleen hyvin rajallinen ja riippuu potilaasta ja käytetyistä lääkeaineista.