第一章 引言
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。
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。
还需要说明两个更具哲学意味的观点。首先,大脑的许多行为是quot;突现quot;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。
突现(emergent)一词具有双重含义,首先它具有神秘的色彩。这就意味着,突现行为无论如何(哪怕在原理上)也不能理解为各个分离部分的组合行为,我发现很难说明这种想法指的是什么。突现的科学含义(或者说至少我是这样使用的)是指如下假设,即使整体行为不等同于每一部分的简单叠加,但这种行为至少在原理上可以根据每一部分的本性和行为外加这些部分之间如何相互作用的知识去理解。
一个简单的例子就是基础化学中的有机化合物,比如苯,苯分子由对称地排列在一个环上的六个碳原子和环的外侧与每个碳原子相连的氢原子组成。除了质量之外,苯分子的其他特性并非都是十二个原子的简单叠加。然而,只要了解各部分的相互作用机制,其化学反应和光谱吸收等特性都可以计算出来。当然,这需要量子力学告诉我们如何去做。奇怪的是,并没有人会从quot;苯分子大于其各部分的总和quot;的说法中获得神秘的满足感。然而却有很多人津津乐道于用这样的方式谈论大脑。大脑如此复杂而又因人而异,因此,我们也许永远得不到某个特定大脑如何工作的详细知识。但我们至少有希望了解,大脑如何通过很多部分的相互作用产生复杂的感觉和行为的普遍原理。
当然,也许还有某些重要的过程尚未发现。但我怀疑,即使我们已经知道大脑某个部分的确切行为,在某些情况下,我们也无法立刻了解对它的解释。因为其中可能包含了许多尚未阐明的新的概念和想法。但是我们并不像某些悲观主义者那样,认为我们的大脑生来就不能理解这些想法。如果这些困难确实存在,当我遇到它们时,我宁愿正视它们。我们具有高度进化和发达的大脑,它使我们能够顺利地处理与日常生活紧密关联的很多概念,无论如何,受过训练的大脑能够把握许多超越我们日常经验的现象,比如相对论和量子力学,这些思想是违反直觉的,但长期的实践能使受过训练的大脑正确地理解和熟练地处理这些现象。有关我们大脑的想法很可能具有同样的基本特点。初看起来它们似乎很陌生,但经过实践我们也许能满怀信心地操纵它们。
无论是大脑的各个组成部分,还是它们之间的相互作用,都没有明显的理由说明,我们无法获得这些知识。只是由于所涉及过程的极端复杂性和多样性,我们的进展才如此缓慢。
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,在这里,我们不想被卷人由此引发的喋喋不休的争论之中。我只想陈述一下我自己的研究假设: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。如我们将在下文中看到的那样,我们不可能意识到我们头脑中所发生的一切,我