《大脑简史》:靠大数据分析的功能,计算机将代替人类做决策?

明天去图书馆看书,还是约朋友吃饭呢?今天晚上去运动,还是看电视?还有现在,是继续躺着玩手机,还是爬起来辛苦工作一会儿?

每当我们想这想那、犹豫不决的时候,脑子里就好像有两个小人在打架。

这个说轻松一下吧,别太累,明天再好好奋斗;那个说不行,你要为以后考虑,眼下不努力,以后有的是苦头吃。

这是什么呢?这就是“自由”和“自律”。每天,这两个家伙都在影响你的判断、决定。

在脑科学家看来,这两个一直在拼杀的小人,在我们的身体里真的存在,就是基因和大脑。

说起基因和大脑的较量,话就长了,长到什么程度?不开玩笑,要比人类的历史长、比恐龙的历史远。

《大脑简史》,主题就是亿万年以来大脑的演进历史,作者谢伯让是一位资深的脑科学研究者。

有人说,我们的大脑,和宇宙一样深刻,我们向外探索了多少宇宙,就向内了解了多少大脑。接下来,就让作者带我们去认识认识神奇的大脑吧。

大脑的故事,要从神经细胞开始。神经细胞是如何诞生的?那要追溯到生命之初了。

35亿年前,地球上还没有孕育生命,但已经有了很多有机分子。其中一小部分有机分子踏出了神奇的一步,它们可以自我复制和聚合,我们称之为复制子。

复制子后来演化成了遗传物质,地球上的生命就诞生于这一刻。

注意啊,我们描述这个过程,只用了寥寥几句话。可实际上呢,复制子经过了亿万年的抗争,才完成了这个任务。

我们可以想象,最初的复制子十分脆弱,它只是一点点有机体。太阳晒它,大风吹它,冰雪冻它,确实,很多复制子就这样灰飞烟灭了,一点儿痕迹也没留下。

但极个别的的复制子碰上了奇遇,就像金庸武侠小说描述的那样,走入绝境的大侠跳下悬崖,不仅没死还因祸得福,得到了武功秘籍或者捡到了绝世好剑,回头就成了绝世高手。

那复制子的奇遇是什么呢?

答案是脂质双分子层。这是科学家的严谨说法,说白了,我们可以理解为水里的浮油。

运气好的复制子,碰上了运气好的浮油,以一种非常运气的方式,结合在一起。确切地说,浮油把复制子包起来了。

这个动作意义重大,复制子获得了一层屏障,它安全了不少,抗风险能力大大增加了。

打个比方,以前的复制子一直在裸奔,现在有衣服穿了,而且还不是一般的衣服,堪比金钟罩和铁布衫。

从此,复制子有了一个相对稳定的内部环境,不用太担心风吹日晒。注意,细胞就是这么诞生的。

从此,生命之旅一帆风顺了吗?当然不是,血泪史才刚刚开始呢!

复制子和脂质双分子层的结合,并不总是幸福的。有些脂质双分子层的保护作用太强了,强到什么程度?

它把复制子紧紧包裹起来,不让里面的出去,也不让外面的进来,复制子就像进了监狱,结局只能是死路一条。

但天无绝人之路,第二次奇遇发生了。

有一小部分脂质双分子层非常好,像是量身定做的一样,完全满足了复制子的要求。

它们相当于复制子的房子,一方面保护了复制子,给它提供了一个舒服的环境,另一方面,房子上有一道坚固的大门。

当危险的东西出现,或者处于强酸强碱的环境,大门紧闭,履行好保护复制子的职责,当糖分或者其它养料出现,大门主动打开,拼命吸收,保证复制子生存下去。

到现在,细胞的基本形态才算是进化完成了,地球上渐渐出现了简单的单细胞生物。

这个过程花了多少时间呢?至少一亿年。

注意啊,我们的主题是大脑,为什么嘚啵嘚说了半天细胞呢?别急,这是必要的,细胞铺垫完了,我们的主角神经细胞才能登场。

单个细胞也可以形成生命,也就是单细胞生物。

说起来有点儿遗憾,生命的最开始,大家并不是其乐融融的,要生存下去,单细胞生物之间必须竞争资源,互相打压对方。

“天下武功,唯快不破。”生存竞争中,谁的行动迅速,谁就掌握了主动权!

可单细胞生物的速度,实在慢得可以。到什么程度呢?

当时单细胞生物传递信息,主要靠分子扩散。要把消息从细胞头传到细胞尾,就需要一个分子真的从细胞这头跑到细胞那头,它相当于一名送信人,忠于职守前去送信。

可不得不说,这个送信人真是太慢了,举个直观点的例子,在25度的水里,一个氧气分子要扩散10厘米的距离,得花上27天的时间!

将近一个月!真是花儿都谢了。

不行,要生存,要活下去,必须快!快上加快!怎么办?看来到了第三次奇遇登场的时候了。

这次奇遇的主角叫离子通道,就是细胞内外出现了一条通道,它可以调整通道两侧带电离子的浓度。

很多人一听离子啊、带电啊这些概念头就大,咱们不妨换个说法。

拿两个气球,吹成一样的大小,然后呢,把它们俩系在一根细管上,一头儿一个,中间是连通的。

这时候,我们使劲儿捏左边这个气球,把它捏小,右边那个气球马上就变大了,因为气体跑过去了嘛,这是肯定的。

离子通道的作用,和气球中间的管子是一样的。通道这边儿的带电离子多了或是少了,那边儿马上做出反应,这样就建立了联系。

细胞用这种方式来传递信息,速度是多少呢?每秒5米!这是一场真正的信息革命。

打个比方吧,有离子通道之前,信息传递好比是古时候的驿站传书,八百里还要加急。有离子通道之后,像是用上了电报电话,即使八千里,也是一瞬间的事儿。

现在地球上的单细胞生物,草履虫,就装备有离子通道。当草履虫的头撞到东西,一瞬间,它的尾巴就改变了运动方向,马上就转身了。

你看,再微小的生物,也有追求速度的需要。

可能你已经猜到了,神经细胞,必然装备了离子通道。

的确是这样,在战场上,司令部接收信息、发出信息,必须是最快的,势均力敌的情况下,谁先取得先机,谁就成功了一半。

除了兵贵神速,司令部还要确保一件事情,那就是整支部队要听它的指挥,那当然,如果军队不听命令,还谈什么战斗力!

类比到细胞这儿,就是一般细胞要听神经细胞的,神经细胞指挥一般细胞进行活动。用大白话说,脑袋决定一切,一切行动听脑袋指挥。

道理明白了,我们来看神经细胞是如何是如何实现的,它又进化出了一件装备,叫做突触。

这件装备的运行原理很好理解,神经细胞和其他细胞一旦碰上,接触的那个点,就叫做突触。

通过突触,神经细胞放出了一些化学物质,这样它们之间就建立了伙伴关系或者上下级关系,实现了合作。

我们来稍微总结一下,复制子一路走来,陆续装备上了脂质双分子层、离子通道和突触,终于奋斗成了合格的神经细胞。

接下来的日子里,众多的神经细胞组成了中枢神经系统,这是真正的司令部。

地球上的多细胞生物越来越多,体型也越来越大。神经细胞渐渐远离战场,往身体的中心地带跑去。

这也好理解,司令部当然要保护好的,要放在最中间,最不容易破坏的地方。

拿感觉神经细胞来说,在蚯蚓身上,感觉神经细胞就在表皮中间;在蜗牛身上,已经跑到了表皮下边,有了一层保护;在鱼类身上,感觉神经细胞已经非常靠近脊椎了。

我们明白了神经细胞怎么回事儿,接下来,就该隆重请出大脑了。

大脑是怎么来的?它怎么进化出来的呢?

我们知道,绝大多数的大脑,都长在头上,有没有想过,为什么大脑不长在尾巴上呢?

答案比较粗暴,大脑长在尾巴上的那些动物,大都被淘汰,死掉了。

我们想想看,生物一旦进化出了头部和尾部,比如一只爬虫,向着头的方向走就是前进,向着尾巴的方向走就是后退。

你说说,大脑长在哪里沾光?

当然是长在前面沾光,因为前进端要处理的信息更多啊,运动、猎食、躲避,寻找配偶,无论哪一项都是生命的重头戏,所以这里要分配更多的神经细胞来处理信息。

特别是感光系统和嗅觉系统出现之后,信息量更是剧增,这里的神经系统越来越庞大,于是,大脑在头部安营扎寨了。

我们在这里插句题外话,有个地质年代叫寒武纪,距今约5亿年。

对生命来说,寒武纪特别神奇,因为物种化石突然在这个时候爆发了。

在此之间,生物化石相当少,也比较简单。但在寒武纪,化石爆发性增长,而且种类丰富,动物界大多数的“门”,已经在这个时期登场了。

这是怎么回事?难道生命在寒武纪摸到了什么窍门,一飞冲天了。

就连达尔文也很头疼,他在《物种起源》里说:“为什么寒武纪之前没有丰富的化石,我找不出令人满意的答案。”

切实的证据没有,各种各样的猜测就来了。

有人说:其实生物一直在稳定发展,只是寒武纪之前的岩层不稳定,不容易形成化石,所以今天才没有化石看。

还有人说:没别的,寒武纪就是真正的物种大爆发,因为那时候地球上积累了足够的氧气,生存环境一好,生命马上爆发。

谁对谁错呢?现在还没有定论。

不过还有一种说法挺有意思的,生物学家派克在2003年提出“光开关”理论。

他说:当寒武纪的三叶虫进化出第一只眼睛,生命陡然进入另一个境界,拥有视觉的三叶虫,一跃成为了最顶尖的掠食者。为了抵抗三叶虫等视觉动物的袭击,各种生物才进化出坚硬的外壳,这才有机会形成化石保留下来。

派克说的“光开关”,意思就是生物有了眼睛,看到了这个世界,他认为这才是寒武纪大爆发的驱动力。

为了对抗装备了眼睛的捕猎者,其他生物必须各出奇招,想方设法躲开攻击,这才引发了物种的大演化。

等等,我们的话题不是大脑吗,怎么聊了半天眼睛呢?

不妨想一个问题,狮子看见羚羊,雄鹰看见野兔,这是眼睛的功劳?还是大脑的功劳?

问题仿佛有点幼稚,当然是眼睛的功劳,没有眼还看个啥。那大脑有没有功劳呢?当然有。

事实上,眼睛把它接受到的光线报告给大脑,大脑经过处理,放映出连续不断的图像,我们这才感觉到,眼睛看见东西了。

甚至可以这么说,“看见”东西的不是眼睛,而是大脑。

有些人的脑部受了损伤,马上就看不见东西了,即便他的眼睛一点儿问题也没有;还有的人出现了幻觉,看见鱼在天上飞,马在海里游,我们知道这是脑子的问题,并不关眼睛什么事儿。

说了这么多,我们并不是要在大脑和眼睛之间挑拨离间。再说眼睛上也布满了神经细胞啊,人家早已是一个亲密的系统了,根本不会听你的挑唆。

那到这里,我们就有了一个共识,视觉系统离不开大脑的重度参与,大脑和眼睛,是不分彼此的。

按派克的观点,寒武纪之所以能够大爆发,眼睛起了不少作用。那另一个意思就是,生物的大脑也进化了不少,才能和眼睛一起发挥效力。

或许我们可以这样说,这次的生物大爆发,大脑的进化做了不少贡献。

更严谨一点儿,寒武纪的环境适合生物发展,于是大脑得到了进化,大脑一旦进化,反过来又大大加速了生物进化的过程。好像从坐马车改为了坐火箭,一飞冲天。

除了视觉觉系统,相继进化出的听觉系统、嗅觉系统,全部有大脑的重度参与。

还有更复杂的方位感、平衡感、生物钟,以及现在都捉摸不透的人的意识。

大脑缔造了这许许多多神奇的东西。

我们不由得发问,我们自身蕴藏的奥秘,和广袤的宇宙一样深不可测。人类真是独一无二的吗?

这精密无比的大脑,真是地球的奇迹!

1868年,一个西班牙人在山丘里打猎,他的猎犬不小心掉进了一个裂缝,救出猎犬之后,他发现裂缝另一头是一个洞窟,看起来年头挺久的。

回去之后,猎人把这个消息带给了这片土地的主人——桑托拉。

桑托拉没怎么放在心上,这片山地有很多洞窟,新发现一个不算什么稀奇的事儿。

10年过去了,欧洲兴起了考古的热潮,许多洞穴挖出了史前文物。

桑托拉也赶了一把时髦,在自家土地上东挖西挖。1879年,他爬进了当初猎人发现的那个洞穴。

微弱的烛光中,他大吃一惊,眼前竟然是一幅长达6米的野兽彩绘图。

这个洞穴大名叫阿尔塔米亚洞,以史前艺术轰动了全球,这幅彩绘图有两万五千年的历史。

但在当时,桑托拉说破了嘴皮,也没人愿意相信他,当时主流观点认为,史前人类都是粗陋的野蛮人,不可能拥有艺术能力!

众多考古学权威严厉批评桑托拉,质疑他作假,谋取名利。8年后,郁郁寡欢的桑托拉去世了。

直到1902年,新发现的史前文物渐渐动摇了旧有的观点,当年批评桑托拉最厉害的考古学家,走到了阿尔塔米亚洞,完全为之震撼。

他承认自己犯下了愚蠢的错误,在杂志上公开道歉,这幅彩绘图,确实出自史前人类,桑托拉的名誉也得以恢复。

野兽彩绘图的故事讲完了,我们要回过神来,想想这一系列问题:两万五千年前,为什么这个史前人要画画?

他画画的时候,在想些什么?

如果闲着没事儿,为什么不制作一点儿武器方便打猎,或者干脆睡大觉呢?

桑托拉的这个山洞非常重要,因为它说明,史前人类就有了艺术天分,他们的生活,不再只是生存和繁衍,还有画画,很可能还有唱歌,以及其他的消遣。

到现在,我们可以看书、看电影、画画、写作、旅行、交友,甚至追寻外太空的文明,总之精神生活不要太丰富,这些事儿已经很大程度上脱离了单纯的生存和繁衍。

也许这一切的开端,就是因为有一个史前人画了一幅无聊的画。

等等,在这之前,大脑经过了亿万年的进化,为生物配备了种种武器,目的便是要尽量让生物活下来,繁衍下去。

可是如今,人类干的这许多事情,似乎和这个目标有所偏离了。

比如说,最常见的抽烟和酗酒,这明明是危害身体健康的事儿,却能刺激大脑产生特定的快感,让很多人乐此不疲。

还有,自杀最说明问题了,现代社会,自杀不是什么特别稀奇的事儿,地球上平均每10万人之中,就有1个人干掉了自己。

仔细想想,这的确有点儿匪夷所思。如果说大脑的进化,是为了让生物更好地繁衍下去,那么为什么还有那么一小撮人,把自己干掉了呢!这太矛盾了!

1976年,英国生物学家道金斯出版了一本名著,叫《自私的基因》,这本书超级畅销。

道金斯说:在漫长的进化过程中,表面上看,相互竞争的是独立的个体,但实际上,真正的进化单位是基因!生命充其量是基因的载具而已,是人家搭的车、坐的船,终极任务就是把基因传递下去。

从这个角度看,大脑也是基因的产物,顶多混个头目当当,还是要给基因打工的。

兜了一圈,我们又回到了那个重要问题:为什么大脑违背基因的意志,让人类干了那么多“多余”的事情?

本着客观的态度,我们来看看人类的大脑和别的大脑相比,有什么特别的地方?

人脑很轻,只占身体重量的2%,但它消耗的能量巨大,占全身能量消耗的20%到25%,而其他灵长类动物,这个数值只有8%,就是说你一整天啥也不干,也要提供很多能量给大脑。人类真是名副其实的脑力劳动者。

另外和其他灵长类动物相比,人类婴儿普遍出生得早,也就是说妈妈怀孕的时间短,个个都是早产儿。

类比黑猩猩的生育标准,人类母亲应该怀孕十三个月,再把孩子生下来,而不是短短的十个月。

那为什么人类的孕期偏短呢?有些人是这么说的,人类改为直立行走,站起来了,这一站起来之后不得了,骨盆变小,导致生孩子不好生了。

怎么解决呢,只有孩子不那么大的时候,就赶紧生出来。实际上是被动早产!

还有些人不同意,他们说骨盆不应该背这个锅,主要是大脑搞的鬼。人类早产关大脑什么事儿呢?

原来,刚出生的婴儿可不得了,大脑消耗了全身能量的87%,像一个黑洞似的,吸走了巨多的营养和能量。

他们推断,应该是母亲再也负荷不了如此之高的消耗了,已经到了一个临界点,必须把孩子生出来,不然孩子和妈妈都有危险。

所以说,人类早产要怪到大脑身上,谁让它这么能吃能喝呢!

另外,孩子过早地生下来,又多了一系列问题,比如说更脆弱,更容易得病,妈妈不得不花费额外的精力来照顾他,以至于加重了整个族群的负担。

孩子生下来,该成长了,大脑变乖了吗?恐怕没有。科学家发现,如果大脑葡萄糖代谢量越大,身体发育就越慢。

换句大白话说,就是长身体,就不长脑子;长脑子,就不长身体。

婴儿6个月大的时候,大脑消耗显著增加,身体发育放缓了;到4岁,大脑能耗到了顶峰,正是孩子学习、感知世界的时候,不过这时候身体发育最为缓慢;一直要到青春期,大脑能耗才平稳降低,身体开始疯长。

那么这个主动权在谁手里呢?毫无疑问在大脑那里。有人甚至说,身体得到的,只是大脑吃剩下的残羹剩饭。

我们吃得不少,却跑得不快、跳得不高、牙齿不锋利、还怕冷怕热。

不过也别忙着吐槽,高耗能的大脑,给我们带来的是充实的精神生活。

人类有了自我意识,有了艺术天分,可以探索自然、探索宇宙,可以了解过去、预测未来。这难道不是大脑的贡献吗!

基因时刻提醒我们该吃吃该喝喝,平时偷个懒儿,别想那么多。

但是大脑说不行,你有意识,你有追求,你知道上下五千年,知道天空之外还有星空,你应该做点儿特别的事儿。

大脑的历程还在继续,也许在一些方面,计算机远远胜过了人脑,但总有些人相信,在神经细胞的深处,在某些隐秘的地方,藏着整个人类的秘密。

别忘了,纷繁灿烂的世界,只有装在大脑里,才能被我们看见。我们的大脑,起码是同样的纷繁灿烂。

(图片来源于网络)

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