《惊人的假说》是(英)
弗朗西斯·克里克创作的科普读物。
内容简介
意识问题是对当代科学的巨大挑战,克里克通过本书引导读者穿越
脑科学的丛林。本书深入浅出地论述了三部分内容。
第一部分由五章构成。
在第一章中作者首先以其在研究脑过程中采用的方法为基础,大胆地提出建立在推动物理学、化学和
分子生物学发展的主要理论方法——“
还原论’’基础上的“惊人的假说”。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”,并讨论了人类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,作者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。此外作者还简要地介绍了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。
在第二章中作者略述了意识的一般性质,介绍了时任
普林斯顿大学心理系教授的菲力普。约翰逊一莱尔德等提出的有关意识的三种观点,并把意识与
注意机制和极
短时记忆联系在一起。为研究意识,作者提出了两条基本假设。第一条是我们需要对某件事情做出
科学解释。第二条是意识的所有不同方面,如
痛觉和
视觉意识、都使用一个基本的共同机制或者几个这样的机制。同时从方法论的角度说明了作者为什么要集中于一类特殊的意识(视觉意识),而不是其他类型的意识,如痛的意识、
自我意识等问题的缘由。
第三章作者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。虽然,至今我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。第四第五章作者用相当长的篇幅描述了视知觉心理学中的错觉、
视差、视觉
恒常性、盲点、记忆和视觉注意等问题。
第二部分作者对大脑,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基本知识。在第七章中概述了脑的
解剖学。第八章中给出单个神经细胞的简要描述。第九章介绍了有关
脑研究中常用的(包括
细胞学和分子生物学的)实验方法,随后两章概述了较高级
灵长类视觉系统的一般性质。第
十二章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。第十三章描写了各种
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。
第三部分由第十四章到第十八章及一个跋构成,这--11分论述了意识、
自由意识及各种研究视觉意识的实验方法等。
作者认为:“我们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。我想道,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对着某个物体时,就会获得更多的信息。”
作者举例说,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
鱼类的脑与哺乳动的脑存在着极为明显的差别,但它们毕竟还有
亲缘关系的。书中简单描述了IIJL期及幼年期脑的发育过程。这些都是有助于我们了解成熟脑的重要课题。作者认为,一般说来,基因(以及正在发育中由基因控制的后天过程)似乎规定着神经系统主要的结构,但是还需要他详细地阐述了神经元是什么样子,以及它是由什么构成的。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儿细胞体内还有其他一些特殊结构,它们(例如:细胞的
能源基地——
线粒体)具有自己的DNA人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10万个不同的基因。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。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。
作者对当时已发展的从头颅的外面或直接深入脑的m勺113所进行的人和动物脑的
研究方法进行了详细评述。作者认为所有这些方法都存在着这样或那样的局限性,或者是
时间分辨率、
空间分辨率不足,或者过于昂贵。有些结构非常容易解释,但仅能提供有限的信息;另外一些测量做起来很容易,结果却很难解释。只有通过综合不同的方法才有希望解开大脑的
奥秘。
如果
新皮层有某些秘密的话,这就是它有能力处理等级上进化出新的层次,特别是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
高级动物与所谓这样的低级动物的特别地猜测薪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,如
小脑和
纹状体(它们并没有这种复杂形式的等级)。依此作者建立两个普适要点:受损坏的视觉系统以一种奇怪而神秘的方式工作,它的行为与科学家所发现的关于
猕猴和我们自己的视觉系统的连接方式和行为并不矛盾。
作者提到,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的某些行为,检验脑是如何工作的。如果一个系统是非线性的,从数学上理解它通常比
线性系统要困难得多,它的行为可能更为复杂,因此对相互作用的神经元群体进行预测变得十分困难,特别是最终的结果往往与直觉相反。
作者从诸如寻找
犯罪动机的
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: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。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,
视觉知觉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。
接着他强调,意识研究是一个
科学问题。科学与意识之间并没有什么难以逾越的鸿沟,如果从本书中能学到些什么的话,那就是我们现在看到了用实验的方法可以探索这个问题。那种认为只有哲学家可以解决这个问题的观点是没有道理的。过去2000年来哲学家有着如此糟糕的记录,他们常常表现的那样高高在上。毫无疑问,因而他们最好显得谦虚一些,而不要像他我们那些关于脑的工作原理的暂时性观点需要澄清和扩展。作者希望能有更多的哲学家学习有关脑的足够的知识,以便提出关于脑工作的观点,并在与科学证据相抵触时,能放弃自己所钟爱的理论,否则他们只会受到嘲弄。
作者认为历史上,
宗教信仰在解释科学现象方面的记录是如此的差,几乎没有理由相信这些
传统宗教会在将来能表现得更好。意识的许多方面,如可感知的特性,完全有可能是科学所不能解释的。过去我们已经学会了生活在这种局限当中(例如,
量子力学的局限),它们仍将伴随着我们的生活,这并不意味着我们将被迫去信仰宗教。
关于“自由意识”的跋中,作者提出了自由意识的三个假设。第一个假设是:人脑的某部分与制订进一步行动的计划有关,但不一定执行它。也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,而只知道它做出的最终“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,但不知道做出这个决定的计算过程,即使可以知道一个计划在进行中。
作者简介
弗朗西斯·克里克,英国
物理学家和
生物化学家,他与
詹姆斯·沃森合作发现了DNA的分子结构,获得了1962年
诺贝尔奖。他也是《狂热的追求》(自传)、《生命本质》和《分子和人》等著作的作者。
作品目录
创作背景
本书是
诺贝尔医学奖分子
生物学家和
DNA双螺旋结构发现者,英国科学家弗朗西斯·克里克为那些对于意识问题有科学兴趣却没有专业知识的一般读者而写的探索人类意识奥秘的学术著作。
作者用相对简单的术语解释意识方面的有关知识,并试图从科学的角度来解释意识的奥秘。他坚信,意识这个心理学难题,可以用
神经科学的方法来解决。