《惊人的假说

　　作者：弗朗西斯·克里克（英）

　　成书时间：1994年

　　推荐版本：湖南科学技术出版社1999年版

　　【作者简介】

　　弗朗西斯·克里克（Francis Crick，1916—），英国知名的分子生物学家。1962年的诺贝尔医学奖得主。

　　克里克在科学上的主要贡献是，和沃森一道于1953年发现了DNA分子的双螺旋结构，这个模型科学准确地反映出DNA的分子结构。这个发现使遗传学的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段，并且开创了新的研究领域———分子生物学，改变了人类对生命本质的基本理解。克里克也因此获得了诺贝尔奖。目前，克里克的注意力已经转移到了探索人类意识奥秘这个领域。《惊人的假说》这部书就是克里克向科学、哲学和宗教思想的根基提出的挑战。

　　克里克的代表作是《惊人的假说》。

　　【内容提要】

　　“惊人的假说”把一个长期困扰哲学、心理学界的复杂的意识问题还原成一个典型的现代神经科学问题。作者认为“人的精神活动完全由神经细胞、胶质细胞的行为和构成及影响它们的原子、离子和分子的性质所决定”。他坚信，意识这个心理学的难题，可以用神经科学的方法来解决。在《惊人的假说》一书中，他把视觉作为研究意识问题的突破口，认为意识源于“注意”和“短时记忆”相结合的过程。在本书的末尾，作者大胆地涉足“自由意志”问题。他分析了某些大脑损伤患者的行为反应，提出“自由意志”的解剖部位可能与“前扣带回”密切相关。他还提出了研究意识问题的一系列心理学、解剖学和神经科学的实验设计和方法，这些观点、理论和方法显然是对意识问题研究中长期处于主导地位的哲学、心理学思想方法的严重挑战。

　　作者在引导读者穿越脑科学的丛林中，深入浅出地论述了三部分内容。在第一部分中，作者大胆地陈述他的“惊人的假说”，概括了他在研究脑过程中采用的方法。为了弄清楚人类自身，必须要知道神经细胞是如何活动的，它们又是如何进行相互作用的。接着，比较了意识和灵魂的前科学思想与宇宙的现代科学知识的不同。并且作者也简要地讨论一些带有哲学味道的问题，诸如还原论、可感受性、突现行为以及世界的现实性。随后，他略述了意识的一般性质，并把它与注意机制和极短时记忆联系在一起。然后是为解决这个问题他提出了种种假设。接着他继续说明了为什么多数人所具有的关于如何看东西的朴素想法在很大程度上是不正确的。作者说，虽然至今人们还不清楚当我们观看事物时，头脑中真正发生了什么，但是，至少可以大概地说出用科学的方法来研究这一问题的可能途径。他用相当长的篇幅描述了视知觉心理学中的少数几个复杂问题。第二部分主要对大脑，特别是视觉系统，作了扼要的概述。为了读者理解的方便，作者只提供了关于神经系统如何组织和如何工作的一些知识，概述了脑的解剖学，给出了单个神经细胞的简单描述，介绍了有关脑研究中常用的（包括细胞学和分子生物学的）实验方法。随后概述了较高级灵长类视觉系统的一般性质，说明了如何从研究大脑受到伤害的患者病例中获得有用的信息，描写了各种理论模型（称为“神经网络”），它可以用来模拟由一小群类似神经元所构成的单元的行为。

　　怎样才能科学地研究意识呢？作者认为，意识具有多种形式。初始的科学探索通常把精力集中到看来最容易研究的形式。作者认为所以选择视觉意识而不是痛觉意识或自我感受等其他的什么形式，就是因为人类很大程度上依赖于视觉。而且，视觉意识具有特别生动和丰富的信息。此外，它的输入高度结构化，也易于控制。正是由于这些原因，许多实验工作已围绕它展开。同时，作者说明，他主要关心的是视觉注意，而不是在听音乐或从事某种活动时的注意。注意被认为起码对某些形式的意识有所帮助。视觉注意的一种形式就是眼动（经常辅助以头部运动）。由于在靠近凝视中心的地方我们看得较清楚，所以当我们双眼的视线正在对着某个物体时，就会获得更多的信息。

　　从老鼠到人类，所有的哺乳动物的神经系统犹如按照同样的设计图构建的一样，尽管它们在尺寸上有极大的差别，比如，老鼠和大象，它们脑的大小不同，各个部分的比例也不尽相同。爬行动物、鸟类、两栖类和鱼类的脑与哺乳动物的脑存在着极为明显的差别，但它们毕竟还有亲缘关系的。作者认为，这些都是有助于我们了解成熟脑的重要课题。一般说来，基因（以及正在发育中由基因控制的后天过程）规定着神经系统主要的结构，但是还需要靠经验不断调整、精炼该结构的许多部件，这是贯穿整个生命过程的。

　　作者详细地阐述了神经元的构成。在许多方面，神经元类似于人或动物体内的其他细胞。它的许多基因由DNA构成，而DNA位于细胞内一个被称为“细胞核”的特殊结构中的染色体上。细胞体内还有其他一些特殊结构，它们具有自己的DNA。体内几乎所有细胞都有两套基因信息的复制品，分别来自每个母体。每一套都约有100000个不同的基因。并不是所有的基因都在所有的细胞中活动。有些在肝脏的细胞中更活跃，有些在肌肉细胞中更活跃，等等。一般认为，在脑中各个部位的基因比任何其他器官中所具有的基因都更加活跃。

　　作者说，如果新皮层有某些秘密的话，这就是它有能力在处理等级上进化出新的层次，特别是在那些等级较高的层次更是如此。这些额外层次的处理可能是区别人或高级动物与刺猬这样的低级动物的特征。他猜测新皮层使用了一些特殊的学习算法，使得尽管每个上层区域包含在复杂的处理等级上，但它们各自都能从经验中提取新的类型。这种能力可能使大脑皮层区别于其他形式的神经结构。作者同时认为，神经网络是由具有各种相互联系的单元组成的集合。每个单元具有极为简化的神经元的特性。神经网络常常被用来模拟神经系统中某些部分的行为，生产有用的商业化装置以及检验脑是如何工作的一般理论。

　　作者从诸如寻找犯罪的动机问题讨论了神经。凶手犯罪能得到某种利益吗？他是否能得到经济上的好处呢？倘若如此，赃款被运到哪里去了呢？如果我们能在那里找到的话，我们或许就能跟踪追查到凶手。用神经的术语讲，视觉信息被发送到脑中的哪些部位？这些部位又是如何与皮层视觉区域连接的呢？简单地说，通过大量的实验手段能从观念上将我们引导到所寻找的神经元及它们的行为。

　　作者确信当我们完全理解了意识的神经机制时，这些知识将回答两个重要问题：第一，意识的一般本质是什么。进而使我们可以有意义地谈论其他动物的意识的本质，以及人造机器（如计算机）的意识。第二，意识给有机体带来了哪些好处，从而我们可以发现为什么会有意识。最终或许会发现，视觉觉知的出现是因为它的详细信息需要发送到脑的若干不同区域。把这些信息彻底明晰化可能比把它们以隐含的方式沿着不同的通道传递更有效。具有一个单独的清晰的表象也可以防止脑的一部分使用对视觉场景的一种解释而同时另一部分使用另一种相当不同的解释。当信息仅需要被送到一个地方时，它会按照经验而不必有意识便可以到达那里。关于研究人和动物的脑的方法，作者提到，其中一些方法从头颅的外面进行研究，另外一些方法则直接深入脑的内部。所有的方法都有这样或那样的局限性，或者是时间分辨率或空间分辨率不足，或者过于昂贵。有些结构非常容易解释，但仅能提供相当有限的信息；另外一些测量做起来很容易，结果却很难解释。作者认为只有综合不同的方法才有希望解开大脑的奥秘。

　　在第三部分，作者对意识展开三个假设。第一个假设是：人脑的某人分与制定进一步行动的计划有关，但不一定执行它。假定人可以意识到这个计划，即，至少可以直接回忆起来。第二个假设是：人不能意识到这部分脑所执行的“计算”过程，而只知道它作出的最终“决定”，也就是计划。当然，这些计算依赖于这一部分大脑的结构（部分由于进化，部分由于过去的经验），也取决于来自脑其他部分的当时输入。第三个假定是：执行这个计划或那个计划的决定受到同样的限制。换句话说，人可以直接回忆起决定是什么，但不知道作出这个决定的计算过程，即使可能知道一个计划在进行中。

　　作者说，要理解大脑，非常重要的一点就是要懂得，大脑是在长期的进化过程中自然选择的最终产物，大脑并非由工程师设计的，但它却能在狭小的空间内靠消耗微不足道的能量来完成十分巧妙的工作。由双亲遗传给我们的基因经历了千百万年的进化，它受到我们远古祖先生活经历的深刻影响。这些基因以及在出生前由其引导的发育过程决定了大脑各部位的基本结构。出生时的大脑并非白纸一张，而是一个复杂的结构，它的很多部分已经各就各位。经验将会不断调节这一大体确定的装置，直到它能完成精细的工作。

　　但同时，作者说：“进化并非是一个彻底的设计者。”正如法国分子生物学家雅克布（Franccois Jacob）所说：“进化是一个修补匠。”它主要通过一系列较小的步骤，根据从前已有的结构去构造。进化又是机会主义的，只要某一新装置可以工作，即使工作方式很奇特，进化也会采用它。这就意味着，最有可能被进化选上的，是那些较容易地叠加到已有结构上的改变和改进。它的最终设计不会很彻底，而是一群相互作用的小配件的零散累加。令人奇怪的是，这种系统比直接针对某项任务设计的机器往往工作得更好。

　　因此，作者指出，成熟的大脑是自然和培育的共同产物。从语言方面就很容易认识到这一点。只有人类才具备流利地使用复杂语言的能力，而与我们有着最近亲缘关系的类人猿，即使经过长期的训练，它的语言也是很贫乏的。而且我们学得的实际语言也在很大程度上依赖于我们成长的环境和生活方式。

　　作者最后说明了两个更具哲学意味的观点。首先，大脑的许多行为是“突现”的，即这种行为并不存在于像一个个神经元那样的各个部分之中。仅仅每个神经元的活动是说明不了什么问题的。只有很多神经元的复杂相互作用才能完成如此神奇的工作。第二个需要澄清的哲学难题涉及外部世界的真实性。我们大脑的进化结果主要适宜处理我们自身以及与周围世界的相互作用。但这一世界是真实的吗？这是一个由来已久的哲学问题。对此，作者认为，确实存在一个外部世界，它大体上不依赖于我们对它的观察。我们也许永远不能全面了解这个外部世界，但我们能够通过我们的感觉和大脑的操作获得外部世界某些方面的近似信息。我们不可能意识到我们头脑中所发生的一切，我们只能意识到大脑活动的某些方面。此外，无论是对外部世界本质的解释还是对我们自身内省的解释，这些过程都可能出现错误，我们可能以为，我们知道自己某项活动的动机，但至少在某些情况下很容易说明，我们实际上是在欺骗自己。因此，有关真实性的问题一直是个谜。

　　精彩语录

　　1、遗憾的是，现在关于这些瞬间改变的工作极少，这主要是由于突触强度的长时程改变（一个当前很热门的话题）更容易研究。大多数神经网络的理论工作也没有考虑这种情况。因此我们处于很奇怪的境地：一种对意识（特别是视觉觉知）可能是十分重要的现象，同时被实验学家和理论学者忽略了。

　　2、在贮存记忆时，许多突触连接的强度（以及其他参数）被改变了，使得在给定合适的线索后，所需要的神经活动能被重新生成。这样记忆就贮存在脑中了。

　　3、与我们身体其他器官相比，人脑不是个单一的结构。像心脏、肝、肾、胰具有极不相同的功能一样，大脑的各个区域也具有特定的功能。……同样在大脑中也存在着许多的相互作用，参与运动控制的不仅有脊髓，而且还有在它上面的许多区域，例如运动皮层、纹状皮层与小脑。参与视觉的有上丘、丘脑的视觉部分与视皮层，它们必须各司其职。

　　4、身体的其他部分怎样附属于脑，又如何与之通讯的，这是一个极为明显的事实，却很少有人问津。神经系统就是接收来自身体上各种不同的传感器的信息。所谓传感器就是把化学或物理的影响，如光、声或压力，转换为电信号。

　　5、活动回忆和潜在记忆，（这两种记忆形式中）哪一种参与了我们所感兴趣的极短时记忆呢？比较可能的是活动形式的记忆，即，你对一个目标或一个事件的立刻的记忆很可能是以神经的主动发放为基础的。