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茶余饭后:大脑如何思维——智力演化的今昔

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作者:威廉·卡尔文
在这本中等篇幅的科普作品中,进化生物学家、理论神经科学家威廉·卡尔文 (William H.Calvin)教授以生动的笔触论述了多少年来科学家们为之魂萦梦牵的关 于人类智力的重大问题:什么是智力的本质?动物的智力如何向人类智力进化?思维是 如何进行的?对超人智力能作何展望?在论述的过程中,达尔文的进化观点始终贯穿全 书,无论在阐述动物智力进化的过程时,还是在对思维机制的探索中,这一观点都有深 刻的体现。实际上,作者所提出的思维的运作机制的实质是“时空模式”的复制竞争, 按作者的说法就是一种“达尔文过程”.


1楼2011-02-26 10:16回复
    引言
         正如哲学家们所说,要认识生活必须回顾,这是完全正确的。但是,他们忘了另一
    个命题:生活必须前瞻。
                                       绥伦·克尔恺郭尔德(seren Kierkegaard)
         所有具有复杂神经系统的机体都不时面临生活所提出的问题:下一步我该干什么?
                                       休·萨维奇一伦堡(Sue Savage-Rugbgllgh),
                                                         罗杰·卢因(Roger Lewin)
         让·皮亚杰(JeanPiaget )曾说,智力是你不知怎么办时动用的东西(这是对我
    试图论述智力时所处情景的确切的描述)。如果你擅长于对生活提出的各种选择题找到
    正确的答案,那你的确能干。但是,富有智慧则有更多的涵义,这是一种创造性能力,
    凭借这种能力你会迅即想出新的主意,各种答案在你的大脑中接踵而至,一些比另一些
    更好。
         每当我们看着冰箱中的残羹剩肴,思忖着为准备晚餐还需要从食品店添置些什么时,
    我们所表现的智力连最能干的猿都望尘莫及。一流的厨师会把各种配料有趣地组合起来
    而让我们目瞪口呆,因为我们从来不会想到这些配料竟然会混杂在一起。诗人特别善于
    词语的排列,这种排列所产生的富有感染力的涵义使人折服。我们大家每天也都在千百
    次地锤炼出新的表达方式,把词和手势加以重组以传达新的信息。每当你想说一句你以
    前从未说过的句子时,你所面临的创造性问题正如厨师和诗人所面临的一样——在你将
    它说出之前的最后一刻,你还在大脑中反复思忖。
        


    2楼2011-02-26 10:17
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      2025-05-23 19:25:54
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      近年来,我们对确定在脑中的什么位置处理语义的那些研究取得了不少进展。我们
      常常发现动词是在大脑额叶,而由于某种原因,专有名称似乎偏爱颞叶前端,而颜色和
      工具的概念则似乎见于左颞叶后部。但是智力是一种过程,而不是一个位置。它是一种
      有许多脑区参予的过程,通过这种过程我们探寻新的涵义,这常常是“有意识地”进行
      的。
           对智力有经验的研究者,如智商(IQ)研究人员,避免用“意识”
      (consciousness)这个词。我的许多神经科学家同行同样也避免使用“意识”这词
      (倒是有些物理学家却一直乐于用初涉足者常犯的错误来填补真空)。一些临床大夫并
      非故意地轻视“意识”,他们把它重新定义为单纯的“唤醒”(arousability,虽然把
      脑子视为意识中枢,但实际上这就像是把开关和光混淆起来一样)。我们或者可以把
      “意识”重新定义为单纯的“觉察”(awareness),或是定义为选择性注意的“探照
      灯”。
      


      3楼2011-02-26 10:17
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        这些理解都有助于对这一问题的探索,但它们都忽视了精神活动的主动性,正是通
        过这种主动性,你创造、修饰、再创造你自身。你的智力性精神活动是你内部和外部世
        界的反映,这种反映在不停地变化,它部分处于你的控制之下,部分则不为你的内省所
        察觉,甚至是变幻莫测的(在你每晚四五个睡梦阶段中,它几乎完全不受你的控制)。
        在本书中我试图阐述,当你驾驭你自己从一个主题转向另一个主题;当你建立和否定不
        同的可能性时,你的内部精神活动是如何一刻不停地发展的。这种阐述不仅基于心理学
        家对智力的研究,更多地来自行为学、进化生物学、语言学和神经科学。
             曾有一些良好的理由来避免对意识和智慧作全面的讨论。在科学研究中有一种非常
        好的策略,那就是把问题分解为各个小块,当机械论的解释无助于你构建逼近一个含混
        的主题的研究途径时尤其如此。在某种意义上,人们一直在这么做。
             第二个理由是对所有的人(除了圈内人外)掩饰真正的争议点以避免麻烦,用现代
        习语来说,就是保持否认的本领。有些词虽有日常涵义,但也具有仅为圈内人所使用的
        特殊的转义。每当我看到这些词时,我总会想起代号来。几个世纪以前,对精神作一种
        不加掩饰的机械论的类比会使你闯下大祸——甚至在比较宽容的西欧。应该承认,朱利
        恩·拉曼特利(Julien Offory de La Mettrie)在不经意中说的并不全错。这位法国
        医生(1709一1751)在1747年曾写过一本名为《人一机器》的小册子,在这本书中他把
        人的动机比喻为机器中释放能量的弹簧。
        


        4楼2011-02-26 10:17
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          1746年,拉曼特利已从法国逃亡到了阿姆斯特丹。他曾写了一本名为《灵魂的自然
          历史》的书。巴黎议会极不喜欢那本书,命令悉数烧毁。
               这一回,他谨慎地匿名出版了他的小册子《人一机器》。当时被公认为欧洲最为宽
          容的荷兰人居然震怒于此,并企图查明这本小册子的作者加以报复,他们几乎达到了目
          的。拉曼特利被迫再次逃亡,这次他逃到了柏林,4年后他在那里去世,终年42岁。
               虽然拉曼特利走在了时代的前面,但他并非是将人比作机器的始作俑者。笛卡尔一
          个世纪之前在他的《人类》一书中早已为之。他亦曾从故乡法国迁往阿姆斯特丹,这在
          时间上与伽利略(Galileo)与梵蒂冈之间就科学方法本身的纠葛大致上差不多。有人
          会说,笛卡尔之所以不必像拉曼特利一样从荷兰出逃,是因为他谨慎地在安然死后若干
          年才出版那本书。
               笛卡尔及其追随者并不想禁止所有关于精神的论述;事实上,他们特别关心的事情
          之一是想在大脑中准确地确定“灵魂的宿居处”的位置。这是学院派传统的继续,这种
          传统专注于充满脑脊液的脑室。500年前的宗教学者认为灵魂的各个部分分处于这些空
          腔中:记忆居于其一;幻想、想象和常识居于其一;思维和判断又居于其一。


          5楼2011-02-26 10:17
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            在他们看
            来,脑室就像一只装了魔鬼的瓶子一样,是存放灵魂的容器。笛卡尔认为,松果腺是控
            制中心所处的较佳位置,其依据是,脑内不成对出现的结构甚少,而松果腺是其中之一。
                 现下正是千年之末。虽然还存在神权政治国家,在那些国家里使用隐晦的表述方式
            仍不失为一个好主意。但是总的来说,我们已不再为用机器来比喻精神而小磨。我们甚
            至能够对精神与机器之间的任何类比的原则性基础加以讨论。人们振振有词地论证说,
            精神是富有创造性、不可预测的,而我们知道机器缺乏想象力,但却是可靠的。因此,
            诸如数字计算机这样的机器乍看起来似乎是一种不合情理的类比。
                 说得对!但是笛卡尔只是说,在谈论脑时把它看作好象是一架机器是一种有用的方
            法。层层剥开洋葱,你就不断地取得了进展。即使真还有什么别的东西隐匿于其外层之
            下,科学家倾向于认为并不存在任何东西从根本上来说是不可知的,总是可以尝试作别
            的可能的解释。这种科学的策略——别与科学结论相混淆——在我们对自身的认识中已
            经产生了一场**。
                 对精神的机械论的研究方式长期以来一直缺少一种至关重要的机制,即自展机制。
            我们习惯于这样一种观点:即使是一件不错的人工制品,例如一块表,尚需要有一位高
            明的钟表设计师。这是一种常识,就像亚里士多德的机械唯物论一样,尽管它是错误的。
                 但是,甚至从达尔文以来,我们就知道精致的东西也可以从简单的初始物演化(自
            组织)而来。正如哲学家丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett)在《达尔文的危险思想》
            一书的序言中指出的,甚至受过高等教育的人也并不乐意接受这种自展性观点:
            


            6楼2011-02-26 10:18
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                 达尔文的自然选择进化论一直使我入迷,但是这些年来,我已经发现有各式各样伪
              思想家无法掩饰他们并不喜欢达尔文的伟大思想。这些人形形色色,从吹毛求疵的怀疑
              论者到公然表示敌意的都有。我还发现,不只是外行和宗教思想家,而且有在俗的哲学
              家、心理学家、物理学家,甚至生物学家,他们似乎倾向于认为达尔文是错的。
                   但是,这并非事情的全部。在1859年《物种起源》出版后仅15年,心理学家威廉·
              詹姆斯(WilliamJames )在给朋友的信中阐述了他的观点:在精神中有达尔文过程的
              参与。一个世纪之后,我们才刚开始用适当的脑机制为达尔文主义的这一观点赋予真实
              的内涵。几十年来,我们一直谈论着过量产生的突触的选择性存活问题,那只是达尔文
              主义的并不真实的版本而已,就像把一幅图案镌刻在木块上那样。现在我们也看到,大
              脑的布线可能是充分地按达尔文过程运转的,这种过程在意识的时间尺度上进行,自毫
              秒级至分钟级。
                   这是达尔文主义的一种表现方式,它使不甚确实的东西逐渐成形。它包括产生许多
              一定模式的大脑放电的拷贝,让这些拷贝出现某种变异,然后让那些变异体在一个工作
              空间范围内竞争以取得主导地位(就像马唐和六月禾一在我的后院草坪中竞争一样)。
              


              7楼2011-02-26 10:18
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                竞争的结局取决于那些放电的时空模式与“道路上的沟沟坎坎”(储存于突触强度中记
                忆的模式)相契合得有多好。正如你将看到的,这种达尔文机是我所热衷的主题,但是
                在转入主题之前,让我们先对智力是什么,又不是什么有一些概念上的认识。
                     新闻记者们常用的提问内容是:“谁一什么一哪里一何时一为何一如何”。这对于
                探索智力的奥秘是一种有用的策略,这可以避免不成熟的定义。我将从智力由“什么”
                构成,何时需要智力开始——因为这词有众多的涵义,有时很容易被搞混(正如意识一
                词一样)。将智力一词略为狭义化,不把婴儿随洗澡水一起倒掉,是下一章的任务。然
                后,我将着手处理各种不同层次的解释,以及“意识”这个词引起的混淆。
                     在探索智力“如何”进化的问题时,尤其是在讨论人类的远祖的智力进化时,以考
                察冰河期的演化来作类比具有重要意义。阿拉斯加的海岸线是考察仍处于活动期的冰川
                的最佳场所。冰川湾长约80千米,200年前它还被冰川填满,现在则挤满了引起交通阻
                塞的海豹、独木舟和游船,我将联系冰川湾的来龙去脉来说明“杂家”的能力是如何进
                化而来的,尽管从效率的角度而言,专家在某一领域中总是更高明。对这个问题是否有
                简单的答案呢?回答是:正是因为气候不断突然地、不可预期地改变,从而使效率不再
                是最关键的因素。
                


                8楼2011-02-26 10:18
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                  2025-05-23 19:19:54
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                  在第六章中,我将把精神过程与其他已知的达尔文过程加以类比。我将说明我们的
                  脑是如何(从生理学机械论的角度)对表象进行操作从而引起复制竞争,这种竞争可以
                  是达尔文式的,能从杂乱无章中形成一种合理的猜测。把问题化解为大脑密码(就像苹
                  果和橙子包装上用以表示实物的抽象的条型码)和大脑回路(尤其是皮层表层中用以处
                  理“内部邮件”的回路),使我能对高级智力功能,如我们怎样猜测,说以前没说过的
                  话,甚至展开比喻的翅膀,作迄今为止的最为成功的探索。
                       “达尔文机”的这个大脑版本在我看来将根本上改变我们关于人的概念。就像《爱
                  丽丝漫游奇境》中的渡渡鸟所说的,解释一种游戏的最佳方法莫过于演示了,我将带你
                  们漫步走过形成思维和决定的达尔文过程。我很高兴地说,描述意识并不见得像描述如
                  何骑自行车那么难;而且,在对它的过程产生一种感觉而不仅仅是满足于抽象的评述之
                  后,你将更好地理解它。(如果你跳过我所钟爱的这一章,你从第五章和第七章得到的
                  将是抽象的论述。)
                    


                  9楼2011-02-26 10:18
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                       在最后一章里,我将对以前章节中所讨论的关于智力的各要素作一总结,主要是着
                    重于对某些机制的讨论,如果一种外来的智能或人工智能要在广阔的范围内(从聪敏的
                    猩猩到人类的音乐天才)进行运转就会需要这些机制。最后我将对任何向超人智力的过
                    渡提出一些告诫,正如象棋红后对爱丽丝提出的关于“竞赛”的告诫那样:想要留在原
                    地你必须不断奔跑。
                         一种理论把人描述成一架为外界压力所推动的感应机器,剥夺其所有的创造性和自
                    发性。第二种理论赋予人“游戏空间”,创造各种思想,并进行尝试。认识世界,按第
                    一种观点意味着受限于这个空间;按第二种观.或,意味着在其中进行探险。
                                                                  沃特金斯(J.W.N Watkins)
                    


                    10楼2011-02-26 10:19
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                      第一章   智力的本质
                           虽然先天的信息加工,本能的行为,内在的和谐协调的动机和动力,以及固有导向
                      性的学习,都不失为动物认知的基本要素,但它们却不像是与思维、判断、决策等相关
                      联的更深奥的精神活动王国的一部分。那么思维究竟为何物?我们又怎样认识其在其他
                      生灵最为隐秘的器官——脑——里是如何工作的呢?一方面,我们习惯于相信真实思维
                      贯穿于审美、道德及决策行为之中,另一方面,至少在某些动物,精致的编程能够建立
                      似乎是思维的错觉。有什么行为准则能使我们将两者加以区别呢?是否像人工智能的鼓
                      吹者所设想的,所有的——包括人类的——思维,都只是高明编程的结果呢?
                                                              詹姆斯·古尔德(JamesL.Gould)
                                                            卡罗尔·古尔德(CarolGrandGould)
                                                                               《动物的心智》
                      


                      11楼2011-02-26 10:20
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                        人们总是用十分狭窄的术语为智力设定框架,好像它是某种数字,可以指派于人。
                        这个数字越大越好,就像棒球比赛中的“击球率”那样。智力总是用各种不同的指标来
                        加以度量的,诸如空间能力、言辞理解力、词语表达的流畅性、数字能力、归纳推理、
                        感知速度、演绎推理、机械性记忆力等等。近数十年来有一种趋势,就是把这些种类繁
                        多的测试亚类视作“多重性智力”。确实,为什么要试图把智力一锅煮成单个数字而把
                        这些能力混杂起来呢?
                             简短的回答是:单个数字似乎告诉我们一些新东西——虽然过于泛化会有害处,但
                        是它提供了某些有趣的信息。为什么这么说呢?因为人对一种智力测试亚类做得出色决
                        不预示他对另一亚类的测试做得一定糟糕;另一方面,一个人如果对其中一类测试做得
                        不错,他对其他测试亚类的表现常常优于平均水平。
                             这就好像在做测试的能力方面存在某种共同的因子。所谓的“普通因子“g”表示
                        了不同测试亚类间这种有意思的相关。心理学家阿瑟·詹森(ArthurJensen)指出,对
                        g的两种最强的影响是速度(诸如你在固定时间内能回答多少问题)和你在头脑中能同
                        时应付事项的数目。类比问题A之于B即如C之于(D,E,F),通常要在头脑中至少同时
                        保持多个概念,并作比较。
                        


                        12楼2011-02-26 10:20
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                          所有这些都使智商很像是对大批生产快餐的厨师的一种职业描述,他要同时应付制
                          作6份不同的快餐,一小时接着一小时,一刻也不间断。因此,高智商对于大多数人那
                          种平常的生活是没有意义的,而仅在要求迅捷、多能的场合才是重要的。要在复杂或多
                          变的职业中(如当一名医生)干得出色,高智商通常是必需的;对从事中等复杂程度的
                          职业(如当秘书或**),它也是一种优点,但是对于仅需要按常规且不那么匆忙作出
                          决定或解决简单问题的职业,高智商提供的长处十分有限。例如,对于职员或出纳员来
                          说,其可靠性和交际能力可能远比其智力更重要。
                            


                          13楼2011-02-26 10:20
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                               智商肯定是智力的很使人着迷的一个侧面,但它并不把其他方面均囊括其中。我们
                            不应该错误地把智力还原成评分标尺上一个简单的数字,那就像用一种统计数字(如传
                            球成功的百分比)来表征一场足球比赛一样。不错,就足球联合会整体而言,取胜与该
                            统计数字显著相关,但对足球来说远非成功的传球一项。有些球队赢了球正是因为有其
                            他长处,他fIJ可能连一次成功的传球都没有。智商在许多情况下确与“取胜”有关,
                            但这并非智力的全部,就像成功的传球并非足球的全部一样。
                                 我把智力视作神经生理学的象牙塔尖,这是一个个体大脑组构众多侧面的集大成者,
                            正是依靠这些,人们能做以前未做过的事情。我们虽然还不能解释它的全部辉煌,但是
                            已经懂得了它的某些方面,如行为方面,神经生理学方面,以及以秒为单位运转的类似
                            于进化的过程。我们甚至对自组织原理也有所了解,这些原理导致进化中质的突变和新
                            的层次的形成,就像在范畴和比喻间进行竞争时所发生的那种情况。
                            


                            14楼2011-02-26 10:20
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                              2025-05-23 19:13:54
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                                 关于智力的主要问题并不在于“谁”的智力更多,而在于智力是“什么”?“何时”
                              需要智力?智力又是“如何”运转的?智力的涵义包括聪颖、预见、速度、创造性,能
                              同时应付多少事件,以及其他。
                                   人类智力的产生是否是由于我们比其他动物拥有更多?如果只是像看甜瓜似地用尺
                              寸的大小来衡量脑,那就有可能产生误导。脑只有外面那一层——大脑皮层——明显地
                              与形成新的联想有关,而脑实体的大部分是绝缘物质。它们将联结大脑各部分的“导线”
                              包裹起来:绝缘越好,信号传递越快。随着动物变得越来越大,“导线”越来越长,这
                              就需要更好的绝缘来加速信号的传递,并保持较短的反应时。这种绝缘使脑白质的尺寸
                              增加,即使皮层的神经元数保持不变。
                                   甜橙皮只是甜橙的一小部分,而人的大脑皮层甚至比甜橙皮还薄,大约只有2毫米,
                              仅相当于两枚10美分硬币的厚度。人的大脑皮层布满了绉褶,但是如果把它剥离下来并
                              将它展平,它的面积大约相当于4张打印纸。黑猩猩的大脑皮层只有一张打印纸那么大;
                              猴子的像明信片那么大;老鼠的只有邮票那么大。如果我们在展平的大脑皮层上布上细
                              网格,我们会发现,在所有的皮层区,每一个小的四方网格中神经元数大抵相同(但初
                              级视皮层例外,在所有的双眼动物中,这一区域有众多的其他小神经元)。因此,如果
                              对于一种特定的功能需要更多的神经元,大脑皮层就需要更大的表面积。
                              


                              15楼2011-02-26 10:20
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