大脑的物理学
因此,从进化和生物学的角度说,进化已经不再选择更聪明的人了, 至少没有几千年前那样快了。
物理学定律也似乎表明,人类已经到达了智力进化的最大自然极限, 因此,提升人类智力只能从外部进行。研究大脑神经学的物理学家得出的 结论是,有一种“平衡预防机制”(trade-offs preventing)使我们无法再提 升智力。我们每次有希望得到更大、或更致密、或更复杂的大脑时,就会 遭遇这种负面的平衡制约。
可以适用于大脑的第一个物理学原理是物质和能量守恒,
即规定一个 系统中的总物质和总能量恒定不变的法则。尤其对大脑而言,它要完成各 种不可思议的大脑任务,就必须节约能量,因此,它制造出许多捷径。我们的眼睛所看见的东西事实上是拼凑起来的,其中发挥作用的正是节能机制。对每次危机都进行完整的分析要花去太多的 时间和能量,因此,大脑就以情感的形式进行跳跃式的判断,从而达到节 约能量的目的。遗忘是节省能量的另外一种方法。有意识的大脑只能调用 影响大脑的非常微小的一部分记忆。
所以,当下的问题是:提升大脑容量或增加神经元的密度是否会使我 们更聪明?
也许不会。剑桥大学的西蒙•劳克林博士说:“大脑皮层灰质神经元与轴突一起工作,而轴突已经相当接近物理极限。”用 物理规律提升人类智力有好几种方法,但每一种都有着自身的问题:
1. 我们可以提升大脑的容量,增加神经元的长度。
这里的问题是,在 这种情况下大脑会消耗更多能量,在此过程中会产生更多热量,这对于我们的生存是有害的。如果大脑消耗更多能量,进而发热,那 么人体组织就会因为体温太高而受到损伤。(人体的化学反应和新 陈代谢都要求人体温度必须在一定范围内。)另外,更长的神经元 也意味着信号在大脑中传递需要更长的时间,这会使整个思维过程 的速度下降。
我们可以把神经元变得更薄,从而能够在同一空间放进更多的神经元。但如果神经元越来越薄,那么在轴突中进行的复杂化学反应/电反应就会失败,最后导致神经元更容易错误释放。道格拉斯•福 克斯在《科学美国人》中写道:“神经元用以生成电脉冲的蛋白质称为离子通道,其本身是不稳定的:你可以把它作 为所有限制的来源。”
我们可以把神经元变得更厚,从而提升信号传递的速度。但这也会 增加能量的消耗,散发出更多热量。这还会增加大脑的体积,进而 延长信号达到目的地所用的时间。
2. 我们可以在神经元之间建立更多的连接。但这仍会增加能量的消耗 和热量的释放,从而使大脑变得更大,而运行得更慢。
可以看到,每次我们要改变大脑,
我们就会遇到障碍。物理规律似乎 表明,我们已经达到了人类智力本身所能达到的最大值。除非人类的脑容 量突然增大,或者神经元的本质发生改变,不然,我们似乎已经达到了智 力的最高水平。如果我们要提升智力,这就必须通过提升大脑效率的方式 (通过药物、基因,还可以使用类似经颅电磁刺激式的机器)来进行。
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