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        智力的極限

        2013-04-29 00:44:03??怂?/span>
        飛碟探索 2013年8期
        關(guān)鍵詞:軸突離子通道智力

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        重點(diǎn)提要

        ■人類智能可能已經(jīng)接近演化的極限。各項(xiàng)研究顯示,可以讓我們變聰明的細(xì)微改變,大多數(shù)都會(huì)面臨物理定律設(shè)下的限制。

        ■舉例來說,大腦變大可增加智力,但到了某個(gè)程度后報(bào)酬率開始遞減,大腦會(huì)過于耗能且運(yùn)作緩慢;而大腦各區(qū)域間較佳的聯(lián)機(jī),同樣也有耗費(fèi)能量和占據(jù)空間的限制。

        ■讓神經(jīng)線路變細(xì)則會(huì)受,限于熱力學(xué),類似晶體管在計(jì)算機(jī)芯片上的情形,傳信時(shí)產(chǎn)生太多噪聲。

        ■人類可通過集思廣益獲得較高的智慧,輔以從書寫到計(jì)算機(jī)等科技,讓我們的心智跳脫身體的局限。

        第一次世界大戰(zhàn)前,諾貝爾獎(jiǎng)得主、西班牙生物學(xué)家圣地亞哥·雷蒙·Y.卡厚爾曾詳細(xì)描述昆蟲的神經(jīng)解剖構(gòu)造。他將昆蟲視覺處理神經(jīng)元的微小線路比喻為精致的懷表,而哺乳動(dòng)物則像肚里空空的老爺擺鐘。的確,蜜蜂的腦僅有幾毫克,卻一點(diǎn)不比哺乳動(dòng)物遜色,能在迷宮或自然景物中穿梭自如。想到這里,就不禁讓人謙卑起來。雖然蜜蜂的腦細(xì)胞較少,卻似乎能將功能發(fā)揮得淋漓盡致。

        大象則是極端的反例。大象的腦是蜜蜂的500萬倍大,卻如美索不達(dá)米亞平原上龐大的帝國(guó)一樣缺乏效率,信號(hào)從腦的一端傳到另一端,或是從腦傳到腳,所需時(shí)間是蜜蜂的100倍,使得大象得減少仰賴反射,行動(dòng)較遲緩,珍貴的腦資源必須用來計(jì)劃每一步怎么走。

        人類的大腦雖不像大象或蜜蜂那樣極端,卻很少有人意識(shí)到相同的物理定律也嚴(yán)格規(guī)范著我們的大腦。人類學(xué)家曾推測(cè)腦容量增加可能面臨的障礙,舉例來說,較大的腦對(duì)雙足行走的人類來說,會(huì)讓嬰兒在出生時(shí)不易通過產(chǎn)道;但假設(shè)演化能解決產(chǎn)道問題,那么我們會(huì)觸及更深入的問題。

        例如,有人會(huì)想,演化過程可以增加大腦的神經(jīng)元數(shù)目或提高神經(jīng)元交換信息的速度,從而讓我們變得更聰明。但如果綜觀近期幾個(gè)研究并接受其中的邏輯推論,會(huì)得到以下的結(jié)論:這樣的改變很快就會(huì)遇到物理極限,而這些限制根植于神經(jīng)元的本質(zhì)和它們交流時(shí)在統(tǒng)計(jì)上相當(dāng)嘈雜的化學(xué)交互作用。英國(guó)劍橋大學(xué)理論神經(jīng)科學(xué)家西蒙·勞夫林說:“信息、噪聲和能量是密不可分的,它們的關(guān)系存在于熱力學(xué)層面?!?/p>

        那么,是否是熱力學(xué)定律限制了以神經(jīng)元為基礎(chǔ)的智能?畢竟鳥類、靈長(zhǎng)類、海豚或螳螂都使用了神經(jīng)元。顯然我們從未以如此廣泛的角度來討論這個(gè)問題,但在這篇文章中,受訪的科學(xué)家大致同意這是一個(gè)值得深思的問題。研究神經(jīng)信息編碼的美國(guó)賓夕法尼亞州大學(xué)物理學(xué)家維杰·巴拉薩布藍(lán)曼尼恩說:“這是一個(gè)非常有趣的觀點(diǎn),我從沒有在科幻小說中看到有人討論這個(gè)想法。”

        智能當(dāng)然是一個(gè)籠統(tǒng)的詞,不容易量化,甚至很難定義。盡管如此,由大部分指標(biāo)來看,人類堪稱地球上智力最高的動(dòng)物。但人類大腦是否演化到信息處理能力面臨極限的地步?以神經(jīng)元為基礎(chǔ)的智能是否存在一些物理限制,不僅囿限了人類,還包括其他我們所知道的生物?

        大腦超耗能

        要增強(qiáng)大腦功能最直覺而明顯的方法,就是讓腦變大。事實(shí)上,科學(xué)家對(duì)腦容量和智能高下的關(guān)聯(lián),已經(jīng)好奇了100余年。19世紀(jì)末至20世紀(jì)初,生物學(xué)家探討了生命的通則:動(dòng)物界里與身體質(zhì)量(特別是大腦質(zhì)量)有關(guān)的數(shù)學(xué)定律。體積大的優(yōu)勢(shì)是可容納較多神經(jīng)元,而增加腦的復(fù)雜度。但是智力顯然不光是由腦的大小來決定:牛腦比鼠腦大了100倍,但牛并不比鼠聰明。相反,隨動(dòng)物體型增大的腦似乎都用來執(zhí)行瑣碎的功能,例如體型變大會(huì)增加許多與智能無關(guān)的日常雜務(wù),像是監(jiān)控較多觸覺神經(jīng),處理來自較大視網(wǎng)膜的信號(hào)以及控制較多肌肉纖維。

        1893年,在爪哇發(fā)現(xiàn)直立人頭顱的荷蘭解剖學(xué)家尤金·杜波伊斯,希望有一個(gè)能根據(jù)化石頭顱大小估計(jì)動(dòng)物智能的方法。于是,他致力于找尋腦容量和動(dòng)物體型間的精確數(shù)學(xué)關(guān)系,這個(gè)想法的假設(shè)是腦特別大的動(dòng)物會(huì)比較聰明。杜波伊斯等人建立了一個(gè)腦和身體重量的數(shù)據(jù)庫(kù),在一篇經(jīng)典論文里,研究人員列出3690種動(dòng)物的身體、器官和腺體的重量,涵蓋蟑螂、黃喙白鷺、二趾樹懶和三趾樹懶等動(dòng)物。

        杜波伊斯的后繼者發(fā)現(xiàn),哺乳動(dòng)物大腦增大的幅度比它們身體的增加來得小,更確切地說,腦重量與體重是3/4次方的關(guān)系,所以體重是小鼠16倍的麝鼠,腦是小鼠的8倍大。從這一數(shù)學(xué)關(guān)系可推衍出杜波伊斯想找尋的工具:大腦化商數(shù)。大腦化商數(shù)能夠表示真實(shí)腦質(zhì)量和根據(jù)動(dòng)物體重推算出的預(yù)期腦質(zhì)量之間的比值,換句話說,它可顯示物種偏離3/4次方定律的倍數(shù)。人類的大腦化商數(shù)為7.5(我們的腦為定律預(yù)測(cè)值的7.5倍),瓶鼻海豚為5.3,猴子大約4.8,而牛不出所料地跌至0.5。簡(jiǎn)言之,扣除處理瑣碎雜事(像是皮膚感覺)所需的神經(jīng)元后,剩余的神經(jīng)元才與智力有關(guān)。更明白地說,智力與腦的大小至少有粗淺的關(guān)系。

        當(dāng)鳥類和哺乳類的腦擴(kuò)增時(shí),它們必定受益于“規(guī)模經(jīng)濟(jì)”,例如神經(jīng)元傳遞信號(hào)時(shí)可使用的線路越多,每個(gè)信號(hào)便可攜帶較多信息,這意味著當(dāng)腦變大時(shí),神經(jīng)元的每秒活化頻率可以較少。不過,此時(shí)會(huì)有另一個(gè)趨勢(shì)與之抗衡。巴拉薩布藍(lán)曼尼恩說:“我相信,新增腦細(xì)胞對(duì)智能提升的效應(yīng)存在著報(bào)酬率遞減的自然定律?!蹦X容量變大意味著負(fù)擔(dān)也增加,最明顯的就是需要消耗的能量增加。以人類來說,大腦是全身最饑渴的器官,它的重量只有體重的2%,卻像貪婪的絳蟲般占用了20%的能量(休息狀態(tài)下),新生兒更可高達(dá)65%。

        務(wù)必保持聯(lián)系

        隨腦變大而增加的能量負(fù)荷,大多來自腦的通信網(wǎng)絡(luò):人類大腦皮質(zhì)的耗能就有80%是用在通信,而隨著腦的擴(kuò)增,還有些更精細(xì)的結(jié)構(gòu)性問題讓神經(jīng)聯(lián)結(jié)更為困難。事實(shí)上,20世紀(jì)初的一些生物學(xué)家不但繼續(xù)搜集著腦質(zhì)量的資料,他們也投入更艱巨的任務(wù):找出大腦的“設(shè)計(jì)原則”,并探討不同大小的腦如何遵循這些設(shè)計(jì)原則。

        典型神經(jīng)元擁有一條細(xì)長(zhǎng)的尾巴,稱為軸突,軸突的末端會(huì)分叉,分支的頂端形成了突觸,也就是與其他細(xì)胞的接觸點(diǎn)。軸突就像電纜,可以連接大腦的不同區(qū)域,也可以集結(jié)成神經(jīng),從中樞神經(jīng)系統(tǒng)延伸到身體各個(gè)部位。

        在研究初期,生物學(xué)家通過顯微鏡測(cè)量了軸突的直徑,計(jì)算了神經(jīng)細(xì)胞的大小和密度,以及每個(gè)細(xì)胞擁有的突觸數(shù)量。他們檢查幾十種動(dòng)物腦部的數(shù)百,甚至數(shù)千個(gè)細(xì)胞,想讓他們的數(shù)學(xué)曲線更完美,可應(yīng)用在體型更大的動(dòng)物上。他們甚至想辦法從鯨魚尸體中取出完整的腦部,生物學(xué)家古斯塔夫·阿道夫·古貝格在19世紀(jì)80年代詳細(xì)描述了這耗時(shí)5小時(shí)的過程。

        這些研究顯示,當(dāng)大腦隨物種體型增加而變大時(shí),出現(xiàn)了幾個(gè)細(xì)微但可能無法持續(xù)的改變。第一,神經(jīng)細(xì)胞的平均大小增加,在大腦總神經(jīng)元數(shù)量也增加時(shí),讓神經(jīng)元可以連接更多同伴。然而較大細(xì)胞在皮質(zhì)中排列較為松散,細(xì)胞之間的距離變長(zhǎng),軸突也必須變長(zhǎng)。較長(zhǎng)軸突意味細(xì)胞間信號(hào)傳遞時(shí)間較久,若要維持相同的速度,軸突必須加粗(較粗的軸突傳信較快)。

        研究人員也發(fā)現(xiàn),當(dāng)腦隨著不同物種增大時(shí),大腦會(huì)分隔出較大也較多不同的區(qū)域,如果將腦組織染色,放在顯微鏡下觀察,你可以看見那些皮質(zhì)區(qū)域呈現(xiàn)不同的顏色。這些腦區(qū)通常對(duì)應(yīng)著特化的功能,例如理解語言或辨識(shí)臉孔。而且隨著腦變大,大腦特化還出現(xiàn)另一層次:左腦和右腦對(duì)稱區(qū)域負(fù)責(zé)了不同的功能,例如一邊負(fù)責(zé)空間感,另一邊負(fù)責(zé)口語理解。

        幾十年來,人們認(rèn)為大腦形成較多工作區(qū)隔是智力的表征,但美國(guó)愛達(dá)荷州2AI實(shí)驗(yàn)室的理論神經(jīng)生物學(xué)家馬克認(rèn)為,它可能反映了一個(gè)更平實(shí)的真相:特化可補(bǔ)償大腦變大后的聯(lián)結(jié)問題。從鼠腦到牛腦,細(xì)胞數(shù)量增加了100倍,但神經(jīng)元卻趕不及維持相同程度的聯(lián)結(jié),為了解決這個(gè)問題,大腦把功能相似的神經(jīng)元?jiǎng)澰谝黄?,形成密切?lián)結(jié)的單元,在各單元間則以少數(shù)長(zhǎng)途線路銜接。左、右腦的特化也是為了解決類似的問題,它減少必須跨越左、右腦半球的資訊,因此減輕大腦維持跨腦半球長(zhǎng)距軸突的負(fù)擔(dān)。馬克說:“我們?cè)谳^大的腦里所看到的復(fù)雜現(xiàn)象,全都只是因?yàn)楫?dāng)腦變大時(shí),為了解決聯(lián)結(jié)問題而不得不然,并不是這樣的腦會(huì)比較聰明?!?/p>

        波蘭科學(xué)院計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家簡(jiǎn)·卡博夫斯基認(rèn)同這個(gè)看法。他說:“大腦要同時(shí)讓幾個(gè)參數(shù)優(yōu)化,一定得在其中取舍,你要改進(jìn)某個(gè)特點(diǎn),就會(huì)犧牲另一個(gè)特點(diǎn)?!迸e例來說,當(dāng)腦增大時(shí),為了維持左右腦的聯(lián)結(jié)度,連接左右腦的軸突束胼胝體也加粗,會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果?如果讓胼胝體的軸突變粗,以避免左右腦信號(hào)傳遞延遲,又會(huì)如何?恐怕不會(huì)太好,胼胝體的擴(kuò)增很快會(huì)推遠(yuǎn)腦半球間的距離,抵消改進(jìn)的效應(yīng)。

        許多實(shí)驗(yàn)清楚證明了軸突粗細(xì)與傳導(dǎo)速度間的相抵現(xiàn)象??ú┓蛩够f,到最后,神經(jīng)元確實(shí)隨腦的擴(kuò)增而變大,但沒有快到足以維持一樣的聯(lián)結(jié)程度;軸突確實(shí)隨腦的擴(kuò)增而變粗,但沒有快到足以彌補(bǔ)較長(zhǎng)傳導(dǎo)距離造成的延誤。

        巴拉薩布藍(lán)曼尼恩說,讓軸突變粗的程度不要太大,將可節(jié)省空間和能量。軸突變粗1倍,能量消耗即增加1倍,電脈沖傳導(dǎo)速度卻只提高40%。即使動(dòng)用所有辦法,當(dāng)腦容量擴(kuò)增時(shí),白質(zhì)(軸突)體積膨脹的速度仍比灰質(zhì)(含細(xì)胞核的神經(jīng)元本體)還要快。換句話說,腦變大時(shí),大部分增加的體積都是線路,而不是實(shí)際進(jìn)行運(yùn)算的細(xì)胞,這個(gè)現(xiàn)象再度顯示擴(kuò)增終究是有限度的。

        靈長(zhǎng)類的優(yōu)勢(shì)何來

        因此,我們很容易可看出為什么牛有柚子般大的腦,卻不比腦小如藍(lán)莓的小鼠聰明。不過演化卻另辟蹊徑,從腦的組成單元著手。2007年,美國(guó)范德比爾特大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家喬恩·H.卡斯和同事比較了多種靈長(zhǎng)類腦細(xì)胞的形態(tài),意外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)扭轉(zhuǎn)游戲規(guī)則的改變,可能賦予人類優(yōu)勢(shì)。

        卡斯發(fā)現(xiàn),靈長(zhǎng)類和其他大部分哺乳動(dòng)物不同,它們的皮質(zhì)神經(jīng)元隨大腦擴(kuò)增而變大的現(xiàn)象并不明顯,雖然有少數(shù)神經(jīng)元變大,但這些都是負(fù)責(zé)維持大腦良好聯(lián)結(jié)的細(xì)胞,剩下的絕大多數(shù)細(xì)胞并沒有改變大小。因此,當(dāng)靈長(zhǎng)類的腦隨物種不同而擴(kuò)增時(shí),神經(jīng)元排列密度仍維持不變,從絨猴到夜猴,腦容量加倍,神經(jīng)元數(shù)量大約也加倍(若是在嚙齒動(dòng)物中,細(xì)胞數(shù)目只會(huì)增加60%)。這個(gè)差異有深遠(yuǎn)的影響。人類1.4千克的大腦含1000億個(gè)神經(jīng)元,嚙齒類若想擁有和人類相同數(shù)量的神經(jīng)元,并遵循它們“神經(jīng)元一腦容量尺度定律”的話,它們得扛著45千克的腦,而且從代謝角度來看,這個(gè)腦會(huì)耗盡所有能量??ㄋ拐f:“這可能是大型嚙齒動(dòng)物看來并不比小型嚙齒動(dòng)物聰明的原因之一?!?/p>

        神經(jīng)元較小且排列致密,看來確實(shí)會(huì)影響智力。2005年,德國(guó)不來梅大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家格哈德·羅斯和厄休拉·迪克,檢查了幾個(gè)比大腦化商數(shù)更能有效預(yù)測(cè)物種智力(由行為復(fù)雜度判定)的性狀。羅斯說:“唯一與智力有密切關(guān)聯(lián)的是皮質(zhì)神經(jīng)元數(shù),再加上神經(jīng)活動(dòng)速度?!倍窠?jīng)活動(dòng)速度會(huì)隨神經(jīng)元之間距離增加而減慢,因軸突髓鞘化程度而加快。髓鞘是包裹在軸突外的絕緣脂質(zhì),可讓信號(hào)傳遞較快。

        如果羅斯的看法正確,那么靈長(zhǎng)類較小的神經(jīng)元將可產(chǎn)生雙重效應(yīng):第一,它們讓變大的腦可以增加更多細(xì)胞;第二,細(xì)胞緊密排列讓信息傳遞較快。雖然大象和鯨魚的智力也不低,但它們較大的神經(jīng)元和較大的腦卻讓效率變差,羅斯說:“它們的神經(jīng)元密度低多了,表示細(xì)胞之間的距離較遠(yuǎn),神經(jīng)脈沖傳導(dǎo)速度較慢?!?/p>

        事實(shí)上,神經(jīng)科學(xué)家最近在人類身上也觀察到類似模式:腦區(qū)之間通信最快的人看起來也最聰明。2009年,荷蘭烏特列茲大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的馬丁·P.范登侯維爾,利用功能性磁共振造影來測(cè)量不同腦區(qū)聯(lián)系的直接程度——它們的信號(hào)會(huì)利用少數(shù)結(jié)點(diǎn),還是需要經(jīng)過許多媒介。范登侯維爾發(fā)現(xiàn),腦區(qū)間線路越短的人智商越高。同年,英國(guó)劍橋大學(xué)造影神經(jīng)科學(xué)家愛德華·布爾摩爾也以不同方法獲得類似結(jié)果,他們比較了29名健康受試者的工作記憶(能同時(shí)記得幾個(gè)數(shù)字的能力),然后從受試者頭皮測(cè)得腦磁波記錄,估計(jì)腦區(qū)之間傳遞的速度,發(fā)現(xiàn)通信線路最直接、神經(jīng)交流最快的人,工作記憶也最佳。

        這是個(gè)非常重要的看法。我們知道當(dāng)腦變大時(shí),為了節(jié)省空間和能量,會(huì)限制聯(lián)結(jié)各腦區(qū)的直接線路數(shù)量,人類大腦的這種長(zhǎng)距離連線較少。但布爾摩爾和范登侯維爾指出,這些稀少的直達(dá)線路對(duì)智力有很大影響:若為了節(jié)省資源而刪減直接聯(lián)結(jié),即使數(shù)量極少,都會(huì)讓智力明顯變差。布爾摩爾總結(jié)道:“為了智能,你必須付出代價(jià),而代價(jià)就是不能任意減少聯(lián)結(jié)線路?!?/p>

        智能的物理極限

        如果神經(jīng)元間的交流及腦區(qū)間的聯(lián)系是限制智力的主要瓶頸,那么演化出更小的神經(jīng)元將可打造更聰明的腦。如果軸突能演化成不加粗但能更快將信號(hào)傳遞更遠(yuǎn),也可提高大腦的效率。但有些障礙讓神經(jīng)元和軸突無法縮得太小,你可以說這是所有限制的源頭:讓神經(jīng)元產(chǎn)生電脈沖的離子通道,天生就不可靠。

        由蛋白質(zhì)構(gòu)成的離子通道是位于細(xì)胞表面的小活門,通過蛋白質(zhì)分子折疊的變化來控制活門的開或關(guān)。當(dāng)離子通道打開時(shí),鈉、鉀、鈣離子可穿過細(xì)胞膜,產(chǎn)生神經(jīng)元交談時(shí)依賴的電信號(hào)。由于離子通道非常微小,很容易因熱振動(dòng)等細(xì)微變化而意外開關(guān),有個(gè)簡(jiǎn)單的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)可完全揭露它的缺陷。用一根細(xì)小的玻璃管將一個(gè)離子通道分離出來(有點(diǎn)像用玻璃杯將人行道上的一只螞蟻蓋住),然后調(diào)整離子通道的電壓。理論上,改變電壓應(yīng)可控制通道的開啟或關(guān)閉,但實(shí)際上無法像開關(guān)廚房的燈一樣簡(jiǎn)單,離子通道的開或關(guān)往往是隨機(jī)的,有時(shí)完全打不開,有時(shí)在不該開啟的時(shí)候打開,改變電壓充其量只是增加通道開啟的概率。

        這聽起來像是演化中糟糕的缺陷,卻是折中之道。勞夫林說:“如果你讓通道的彈簧太松,它會(huì)因?yàn)樵肼暥粩嚅_關(guān);如果太緊,噪聲減少了,卻要費(fèi)力才能開關(guān)。這迫使神經(jīng)耗費(fèi)較多能量來控制離子通道?!睋Q句話說,為了節(jié)約能源,神經(jīng)元使用了一觸即發(fā)的離子通道,代價(jià)就是通道會(huì)意外開啟或關(guān)閉。這個(gè)辦法只有在離子通道數(shù)量龐大、可“投票表決”神經(jīng)元該不該產(chǎn)生電脈沖時(shí)才可靠。但是當(dāng)神經(jīng)元縮小時(shí),這一機(jī)制就會(huì)出問題。勞夫林說:“神經(jīng)元縮小,可傳遞信號(hào)的通道數(shù)也隨之減少,這樣將導(dǎo)致噪聲增加。”

        在2005年和2007年發(fā)表的兩篇論文中,勞夫林和同事計(jì)算了軸突縮小的限制是否是為了要維持足夠的離子通道,結(jié)果讓人驚訝。勞夫林說:“當(dāng)軸突的直徑小到150納米~200納米時(shí),信號(hào)就會(huì)充滿噪聲。”離子通道太少的軸突,會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)離子通道意外開啟,讓原本沒有要活化的神經(jīng)元誤送信號(hào)?,F(xiàn)在大腦里最小的軸突可能像打嗝般,每秒發(fā)出6次噪聲,若讓軸突再縮小一點(diǎn)點(diǎn),它們會(huì)像連珠炮般,每秒產(chǎn)生超過100次噪聲。勞夫林總結(jié)說:“大腦皮質(zhì)中灰質(zhì)的神經(jīng)元和軸突的運(yùn)作,已接近物理極限?!?/p>

        資訊、能量和噪聲間的得失問題并非生物學(xué)獨(dú)有,從光纖通信、業(yè)余無線電到電腦芯片都存在相同的窘境。就像離子通道一樣,電晶體是電子信號(hào)的守門員。50年來,工程師不斷縮小電晶體,在芯片上裝入更多組件,制造出運(yùn)算得更快的電腦。目前最新芯片上的電晶體為22納米,在這個(gè)尺寸下,均勻摻雜變得極為困難(摻雜是在硅芯片中加入少量其他元素以調(diào)整半導(dǎo)體特性),如果電晶體縮小到10納米,一個(gè)硼原子的存在與否就會(huì)造成影響,讓電晶體的行為變得難以預(yù)測(cè)。

        為了避開目前電晶體的限制,工程師可能會(huì)選擇以全新的科技重新設(shè)計(jì)芯片,但演化卻無法整個(gè)從頭來過。瑞士巴塞爾大學(xué)發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)家海因里?!べ嚳颂卣f:“演化必須在既有設(shè)計(jì)下使用存在了5億年的零件,就像是使用改裝的飛機(jī)零件來造戰(zhàn)艦一樣?!?/p>

        此外,還有其他理由讓我們相信“出現(xiàn)重大演化躍進(jìn),造就更聰明大腦”不太可能發(fā)生。神經(jīng)元?jiǎng)傃莼鰜頃r(shí),生物有廣泛多樣的可能性,但6億年后,奇怪的事發(fā)生了。羅斯指出,蜜蜂、章魚、烏鴉和哺乳動(dòng)物的大腦乍看之下完全不像,但若檢查它們的視覺、嗅覺、導(dǎo)向、記憶事件先后順序等特定功能的神經(jīng)線路,“全都有相同的基本排列”。這樣的趨同演化通常代表特定的解剖或生理機(jī)制已趨近成熟,沒有多少改進(jìn)的空間。

        或許,生命已經(jīng)找到了最佳的神經(jīng)藍(lán)圖。細(xì)胞在成長(zhǎng)中的胚胎里,靠著信號(hào)分子和物理特性牽引,一步步按照已經(jīng)在演化過程中根深蒂固的藍(lán)圖,形成大腦。

        向蜜蜂學(xué)習(xí)

        就目前既有的組件來看,人類大腦的復(fù)雜度是否已演化到物理學(xué)容許的極限?勞夫林認(rèn)為,腦功能可能不像光速有個(gè)固定值,“它較可能是報(bào)酬率遞減的關(guān)系,到后來你投資得越來越多,回收卻越來越少”。我們的腦只能容納一定數(shù)量的神經(jīng)元,神經(jīng)元間只能建立一定數(shù)目的聯(lián)結(jié),這些聯(lián)結(jié)每秒只能傳遞一定頻率的電脈沖。如果我們的身體和腦增大,就得付出代價(jià):能量消耗、散熱、神經(jīng)信號(hào)在身體各部位之間傳遞的時(shí)間也會(huì)隨之增加。

        不過人類可能有更好的辦法,不靠演化即可提升心智能力,畢竟蜜蜂和其他社會(huì)性昆蟲都這么做:與同巢同伴協(xié)力合作,所形成的集體智能可高出個(gè)體智能的總和。我們也可通過社會(huì)互動(dòng),學(xué)習(xí)如何集思廣益。

        此外,人類還有科技。幾千年來,文字讓人類將遠(yuǎn)超過大腦記憶容量的資訊儲(chǔ)存在體外,我們或許可以說,電腦網(wǎng)絡(luò)是人類智力向外擴(kuò)展的最終結(jié)果。不過,也有人認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)會(huì)讓我們變笨,在某些層面來說可能是真的,文化與電腦是人類集體智慧的產(chǎn)物,卻可能會(huì)減少演化出更聰明個(gè)體的動(dòng)力。

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