道格拉斯·??怂?/p>
人類的智力可能已經(jīng)接近極限,無法進(jìn)化到更高層次了。多種證據(jù)表明,通往更高智力層次的進(jìn)化途徑都已被物理定律堵死??茖W(xué)家能否找到突破極限的辦法?
⊙大腦進(jìn)化受物理限制⊙
就拿大腦容量來說,容量越大,智力層次也越高,但大腦容量增大卻有一個(gè)反作用:大腦會(huì)消耗更多的能量,運(yùn)行速度也會(huì)變慢。大腦內(nèi),更好的神經(jīng)連接也需要消耗能量,不成比例地占據(jù)大腦空間。如果大腦中的神經(jīng)連接變多變細(xì),就會(huì)碰到熱力學(xué)極限,正如計(jì)算機(jī)芯片上的晶體管所遇到的問題一樣:容易產(chǎn)生“噪聲”。
有人認(rèn)為,通過進(jìn)化,我們大腦中的神經(jīng)元數(shù)量變多,或者神經(jīng)元之間的信息交流速度加快,我們就會(huì)更聰明。但若匯總新近的一些研究,根據(jù)結(jié)果進(jìn)行邏輯推斷,你會(huì)發(fā)現(xiàn),如果大腦真朝這個(gè)方向進(jìn)化,很快就會(huì)觸到物理極限。這些限制與神經(jīng)元的自身性質(zhì),以及神經(jīng)元之間頻繁的化學(xué)信號(hào)交流有關(guān)。
⊙大腦越大越聰明?⊙
要使腦力變強(qiáng),最明顯的方法就是增加大腦容量。100多年來,大腦容量與智力之間的關(guān)系一直是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。19 世紀(jì)末到20世紀(jì)初,生物學(xué)家花了大量時(shí)間來探索生命體的一些共同特征與體重,尤其是與大腦容量相關(guān)的、在整個(gè)動(dòng)物界都適用的數(shù)學(xué)定律。大腦容量增大的一個(gè)好處是,可以容納更多的神經(jīng)元,神經(jīng)元的生長(zhǎng)、連接也可以更復(fù)雜。然而,大腦容量的大小并不是決定智力高低的唯一因素:牛的腦體積是老鼠的800 倍,但牛并不見得比老鼠聰明多少。身體越大,大腦反而需要完成更多的瑣碎工作,比如監(jiān)管更多的觸覺神經(jīng)、從更大的視網(wǎng)膜上整合信號(hào)、控制更多的肌纖維等與智力無關(guān)的內(nèi)務(wù)工作。
大腦所需的能量中,相當(dāng)一部分都耗費(fèi)在信息交流網(wǎng)絡(luò)上:人類大腦皮層中,80% 的能量都用于信息交流。不過,隨著腦容量的增大,神經(jīng)間的連接似乎會(huì)在更精細(xì)的結(jié)構(gòu)層次上,遇到更嚴(yán)重的問題。事實(shí)上,早在20 世紀(jì)中葉,當(dāng)生物學(xué)家在收集關(guān)于大腦重量的數(shù)據(jù)時(shí),他們也在探究一個(gè)更有挑戰(zhàn)性的問題:弄清楚大腦的“設(shè)計(jì)原則”,以及這種原則又是如何在大小各異的大腦上發(fā)揮作用的。
大腦內(nèi)的神經(jīng)元都通過一條條叫軸突的細(xì)長(zhǎng)“尾巴”來連接,軸突就像一根根電話線,可以連接大腦的不同部位,或形成神經(jīng)束,從中樞神經(jīng)系統(tǒng)延伸到全身各處。
在觀測(cè)了多個(gè)物種的大腦之后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),隨著腦容量增大,就會(huì)發(fā)生一些微妙卻不可持續(xù)的變化。首先,神經(jīng)元的平均大小在變大。由于神經(jīng)元的總數(shù)也在增多,這種改變使得神經(jīng)元可以連接越來越多的“同胞”。但在大腦皮層上,神經(jīng)元變大后,密度卻下降了,導(dǎo)致神經(jīng)元之間的距離增大,連接神經(jīng)元的軸突也得相應(yīng)增長(zhǎng)。軸突越長(zhǎng),神經(jīng)元之間的信號(hào)傳遞就要耗費(fèi)更多時(shí)間,因此只有軸突變得更粗,才能保證神經(jīng)信號(hào)的傳遞速度(軸突越粗,信號(hào)傳遞越快)。
⊙能否突破極限⊙
大腦功能可能受到了一些硬性限制,如同光速受到的限制一樣。但除了進(jìn)化之外,人類可能會(huì)有更好的智力提升方法:比如通過社會(huì)交往和所掌握的科學(xué)技術(shù);幾千年來,書面語言讓人們可以在體外儲(chǔ)存信息,不再局限于大腦記憶;或者運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)方面的技術(shù)讓我們了解更多的知識(shí),從中挑選我們所需要的。在這個(gè)過程中,我們的智力和能力將在一定程度上獲得提高。