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[2]这并不一定是对的。其实大型动物单位体重所产生的热量,低于小型动物,也就是说,体积越大,新陈代谢的效率越低。原因为何至今众说纷纭,我并不打算在这里详述。想知道更多的人,请参阅我的另一本书《能量、性、死亡》。不过,就算大型动物单位体重产热比小型动物低,它们的保温能力还是比小动物来得好。
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[3]这里我要向知名布鲁斯歌手“嚎叫野狼”致歉,为偷用他的歌词:“有些人长得这样,有些人长得那样。但是我的长相,你不应该用肥胖形容我。因为我并非为速度而设计,我是为了舒适而设计的。”
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[4]如果你还是不太理解这么多种特征,怎么可能一次就全选出来,那请观察一下你周围的朋友。有些人的运动细胞明显比其他人要好,有一小群人甚至有奥运会运动员的水平。或许你自己不想被筛选,不过如果成立一个计划,让运动员和运动员配在一起去产生运动员后代,然后从中挑选最适者,几乎可以保证绝对会制造出“超级运动员”。用大鼠做的实验可以证明这一点,在做糖尿病研究的时候,科学家发现只需10代就可以让大鼠的有氧能力改善350%(因此也降低得糖尿病的概率)。这些大鼠的寿命也会延长6个月,差不多延长了大鼠生命周期的20%。
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[5]澳大利亚卧龙冈大学的两位进化学家艾尔斯和胡伯,曾大力提倡一个有趣的观点,他们认为这种关联和细胞膜的脂质组成有关。因为较高的代谢速率,会需要一个能让物质快速通过的细胞膜,这样的细胞膜通常含有较高比例的多元不饱和脂肪酸,因为它们扭曲的链状结构可以保有较大的流动性,就像是猪油和色拉油的差别。如果一只动物被筛选成具备高有氧能力,那么它一定会倾向保有较多的多元不饱和脂肪酸。如果内脏含有较多这种脂肪酸的话,那静息代谢速率就会被迫升高。但这理论的缺点在于,动物理应可以根据组织的不同去改变细胞膜的组成,而在某种程度上也确实如此,所以我并没有被这假设说服。此外,它也没有解释为何热血动物的内脏需要有较多的线粒体。这一现象暗示着这些内脏的高新陈代谢速率是被刻意筛选出来,而非仅是细胞膜脂质组成改变所造成的意外。
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[6]美国古生物学家埃德温·阿尔伯特于1969年在南极洲发现了水龙兽化石,有助于证明在当时还充满争议的板块构造说,因为当时已经在南非、中国和印度等地发现水龙兽了。南极大陆后来才漂走的解释,应该比矮胖的水龙兽会游泳来得可信。
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[7]根据美国耶鲁大学进化生物学家理查德·普伦的看法,羽毛基本上是管状物。从胚胎学的角度来看,管状这个概念十分重要,因为管状物有许多“轴”:管状物直立起来可以区分成上端下端,或从横切面来看,可以分成里面外面。化学信号分子沿着这些轴会产生浓度梯度,沿着轴线扩散下去。这样不同浓度的分子,就会沿着轴线启动不同的基因,如此可以控制胚胎发育。对于胚胎学家来说,身体,基本上也是一种管状物。
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[8]身为一个戒烟者和登山者,我以前不管在哪个高度都会气喘吁吁。我只能大约想象一下鸟如果吸烟的话会怎么样。以它们那种效率极高持续渗入的气体交换系统,一定会马上头晕目眩。
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[9]根据兽脚类恐龙的头骨显示,它们的大脑大,或许高代谢效率才可能支持这样的大脑。不过大脑的体积很难说,因为很多爬行类颅腔里面塞的不全是大脑。兽脚类恐龙头骨化石上的痕迹指出,供应脑部血液的脑血管是贴在头骨上,这显示它们的大脑很可能充满颅腔,但也不完全肯定。另外,还有很多比使用热血更方便的方法去供应大体积的脑袋,所以这两者之间并没有必然的关系。
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[10]所有这些证据,都以“同位素标记”的形式留在岩层中。想知道更多的人,我会推荐我在《自然》期刊上所写的文章,标题是《阅读死亡之书》(2007年7月刊)。
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生命进化的跃升:40亿年生命史上10个决定性突变 第九章 意识——人类心智的根源
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我们总觉得自己的意识有些“非物质”,但当有了基本的情绪、动机、痛觉等知觉,其他的高级认知,如语言,都只不过是一堆复杂的脑回路,被设定在复杂的社会中工作而已。那我们的大脑是如何产生意识的呢?
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1996年教宗约翰·保罗二世曾经给梵蒂冈宗座科学院写了一封非常有名的信,在文中他承认进化论不只是个假说。“经过不同知识领域里的一系列发现,该理论渐渐被所有研究人员接受,确实值得注目。所有独立研究的结果到后来都渐渐趋同,而非刻意或捏造,这就是对进化论最强烈的支持。”
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并不令人惊讶的是,教宗也没打算就此因小失大。他认为,人类的心智,将永远超乎科学的范畴。“众多进化理论以及启发它们的哲学思想,都认为心智来自生物物质的某种力量,甚至只将其视为这些物质引起的附加现象,这些均与生而为人的事实不符。同时它们也无法树立生而为人的尊严。”他接着说道,人类的内在经验、自我体认,所有这些我们用来与上帝交流沟通的形而上机制,都远非科学客观的量测所能窥见,因此这一领域将由哲学与神学继续统治。简而言之,尽管他承认进化论的真实性,却谨慎地将教会的教导权区分出来,置于进化论之上。[1]
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这不是一本讨论宗教的书,我也无意冒犯任何人虔诚的信仰。然而,教宗因为关注进化论而写下这段话(教会的教导权与进化论有直接关系,因为它们都关乎“人”的概念),基于同样的理由,科学家也关注心智问题,因为它关乎进化论的概念。如果心智不是进化的产物,那它是什么?它又如何与大脑互动?大脑显然由物质组成,因此和其他动物的大脑一样应是进化的产物,并且有许多(就算不是全部)相似的结构。心智是否随着大脑一起进化?比如说在过去数百万年内,是否随着人科动物头骨的扩大而进化(这已不是科学争论的重点)?物质与精神要如何在分子层面交流?它们必定会交流,否则脑伤或药物就不会影响人的意识了。
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美国著名进化学家史蒂文·杰伊·古尔德曾经乐观地认为科学与宗教这两大权威可以互不相干。然而事实上,在某些地方这两个领域不可避免地会相遇,意识就是首要的阵地。这些议题的历史相当久远,当年笛卡儿主张精神与物质一分为二的二元论,其实就是将自古以来教会所赞同的想法形式化了而已,身为一位虔诚的天主教徒,他可不希望和伽利略一样被教会定罪。定义精神之后,笛卡儿解放了身体甚至大脑,将其交给科学去研究。然而现在很少有科学家是彻头彻尾的笛卡儿二元论支持者,深信精神与物质可以互相区分。不过这个概念并不可笑,而且我上面所提出的问题都可以由科学探索。比如量子力学就是通往神秘心智宇宙的一扇大门,等下我们会看到。
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我在这里引述宗教的内容,是因为我认为他所说的内容其实超越了宗教的范畴,进入了自我概念的核心。事实上,就算没有宗教信仰的人,都可能会觉得自己的精神层面多少有点“非物质”,是人类独有的而且超越科学的。很少有读者阅读到这里还认为科学对于意识问题无权置喙,不过恐怕也很少有读者会认为进化学家比其他不同领域的专家,比如机器人科学、人工智能学、语言学、神经学、药学、量子力学、哲学、神学、冥想、禅宗、文学、社会学、心理学、精神分析、人类学、行为学等等,更有资格宣称自己别有洞见。
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我要在此声明,这一章与本书其他章节不同。不同之处在于科学不仅不知道问题的答案,甚至根据已知的物理、化学或信息科学的定律,也不能预测答案应有的样子。关于神经活动如何引发强烈的个人感受,其工作原理如何,在学界都没有一致的看法。
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然而这正是我们最应该去问的“科学能给我们怎样的答案?”以及“科学在哪里遇到了瓶颈?”。教宗的观点对我来说还是有一定道理的,毕竟到目前为止我们都不知道“物质”如何产生可感知但却非物质的心智,我们甚至不知道这些物质是什么,它们为何存在,为何不是空无一物?(在某方面来说有点像在问:为什么会有意识?而不只是无意识的信息处理?)然而我认为,或者应该说我相信,进化论可以解释心智这个最捉摸不定的伟大杰作。[2]已知的人类心智的运作过程如此了不起,是不了解的人无论如何也想象不到的,我们完全有理由将生而为人的尊严建立在生物大脑之上。
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此外还有另一个更迫切的理由,需要科学接受心智的挑战。人类的心智并不总是我们所珍视的强大器官,大脑疾病会剥夺它的功能。阿尔茨海默病会残酷地剥下人的外表,最终显露出他们不成人的内在。重度抑郁症也常常发生,这种恶性抑郁会从内在消耗我们的心智。精神分裂症会引发真实磨人的幻觉,癫痫发作的时候则一下子将意识抽离,暴露出如同僵尸般的内在。这种种症状都显露出心智的脆弱,不但吓人而且让人印象深刻。克里克曾说过一句名言:“你不过是一大堆神经而已。”他大可再加上一句,还搭成了一座脆弱的纸牌屋。不论是社会还是医学,如果不急于去了解并且治疗这些疾病,就等于否定了慈善的价值,而教会是如此重视这个价值。
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科学上要解释意识,遇到的第一个问题就是定义,对每个人来说,意识代表的意义都不同。如果我们把意识定义为知觉存在于世界中的自我——根植于个人过往经验,在社会、文化与历史情境中定义个人,同时带有对未来的希望与不安,并且可用深思熟虑的语言符号把这一切表达出来——如果这是对意识的定义,那么人类当然是独一无二的。人类和动物之间有个巨大的鸿沟,没有动物使用语言,就连我们的祖先和小孩也没有。
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或许这个观点发展到极致促成了一本奇怪的书:《二分心智的崩塌:人类意识的起源》,作者是美国心理学家朱利安·杰恩斯。杰恩斯很巧妙地总结了他的理论:“在过去某个时期以前,人类的本性本来是一分为二的。有一个管理者我们称为神,以及另一个追随者我们称为人。这两部分都没有意识。”让人惊讶的是,杰恩斯把这个时间定得很近,大约在两本古希腊史诗《伊利亚特》与《奥德赛》创作完成之间(当然,杰恩斯认为这两本很不一样的史诗,应该是由两位不同的“荷马”所写,其间相隔了好几百年)。对于杰恩斯而言,所谓的意识从根本上讲是社会与语言的产物,因此意识是最近的产物。只有当我们的心灵察觉到它是有意识的时候,它才有意识,也就是在它突然觉醒的那一刻,意识才产生。作为一个理论,这没什么问题,不过任何一个理论如果把条件设得过高,高到把所有《伊利亚特》以前的作者都排除在外,那未免也太高了。如果较老的那位荷马没有意识,难道他会是某种无意识的僵尸吗?如果不是的话,那应该有个什么意识连续谱之类的东西,在连续谱上最高级的一群人应该有自主意识,同时具有读写能力,而剩下低级的就只有纯粹的反应。(基本上杰恩斯认为早期人的心智分为两部分,就像政治上的两院一样,众议院接受来自参议院的指令,很自然地认为这是神的指示,而不知道这是自己大脑的意识,直到后来受到文化语言影响,两院崩解,才忽然觉醒产生自主意识。)
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大部分的神经科学家会把意识分成两种形式,这是有大脑结构支持的。这两种形式的名称和定义或有不同,不过基本上“扩展意识”包含了人类心智活动的所有殊荣,构筑了语言、社会。而“主要意识”或“核心意识”则比较一般,更像动物,比如情绪、动机、痛觉、基本的自我感觉(但缺乏过往经验或死亡之类的思考)、对周遭物体的知觉。以狐狸为例,当它被捕兽器夹住后,会咬断自己的脚逃跑。杰出的澳大利亚生物学家登顿曾观察到这种现象,记载在他写的一本关于动物知觉的书《原始的情绪》中。他说,动物当然知道自己被陷阱咬住,并且企图重获自由。它能意识到基本的自我,而且有一定的计划。
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有趣的是,扩展意识相对来讲反而比较容易解释,当然“容易”这个词可能需要斟酌一下。这里我的意思是,考虑到有了初级的“知觉”之后,扩展意识就没有什么超越我们理解的部分。它们只是一堆让人望而却步的脑电回路,被设定在复杂的社会中工作而已。举例来说,社会本身并没有什么特别神奇的地方。一个小孩如果在一个与世隔绝的山洞里面长大,那他只会具备最基本的意识,但同理我们也可以假设一个克罗马农人小孩(一种晚期智人),若是活在当代巴黎,那他的举止应该会与法国人无异。语言也一样,虽然大部分人都会同意,如果没有语言,任何人或任何生物都无法发展出扩展意识,这么讲当然没错。但是语言本身也没有任何神奇之处。我们可以把语言用程序写入一台聪明的机器体内,让它可以通过某些智力测验(比如图灵测试),但机器本身并不需要变成“有意识的”,甚至连基本知觉的能力都不必有。记忆也是一样,可以被程序化,感谢老天,我的电脑可以记住我打出来的所有字。就算是“思考”都可以程序化——只需要想一想下棋的计算机程序“深思”(根据小说《银河系搭车客指南》命名)以及它的后继者“深蓝”,曾在1997年击败当年的世界象棋冠军加里·卡斯帕罗夫。[3]如果人类可以将这些东西程序化,毫无疑问,自然进化也能做到。
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