寫在前面
恭喜你購(gòu)得了這款獨(dú)一無(wú)二的產(chǎn)品，絕對(duì)為你量身打造。請(qǐng)仔細(xì)閱讀本書，并將其擺放在隨時(shí)能拿到的地方，以便在任何情況下都可參閱。
你的大腦為你提供著無(wú)可替代的特別服務(wù)。有感覺(jué)系統(tǒng)用來(lái)感知環(huán)境，有神經(jīng)系統(tǒng)用來(lái)控制運(yùn)動(dòng)器官，更有完整的意識(shí)用來(lái)識(shí)別與判斷，這些服務(wù)隨時(shí)啟動(dòng)，令你可以連續(xù)多年享受自己的存在感。
著名的發(fā)明家托馬斯·愛(ài)迪生曾說(shuō)：身體是服務(wù)大腦的工具。他的說(shuō)法可能有些絕對(duì)，但細(xì)細(xì)想來(lái)也的確如此。
世界上充斥著上百萬(wàn)種操作手冊(cè)。在電子產(chǎn)品手冊(cè) 下 載 網(wǎng)（Manuals Online）上就有超過(guò) 70 萬(wàn)種，任何一個(gè)機(jī)器都可以擁有一本，比如微波爐、割草機(jī)、電動(dòng)牙刷、車庫(kù)門等等。然而在這樣一個(gè)煩瑣信息組成的小宇宙中，竟然沒(méi)有一本提到這個(gè)我們每個(gè)人都天生擁有的重要機(jī)器大腦。
大腦是一臺(tái)機(jī)器。因?yàn)樗�可以同時(shí)完成一系列復(fù)雜計(jì)算，實(shí)時(shí)解讀來(lái)自無(wú)數(shù)相互關(guān)聯(lián)的邊緣感受器的信息，其中最復(fù)雜的就是視覺(jué)信息。大腦的反應(yīng)機(jī)制可以類比算法，思維就像是在大腦這個(gè)硬件中運(yùn)轉(zhuǎn)的軟件一樣。
不過(guò)大腦并不是嚴(yán)格意義上的機(jī)器。它既不是硬件也不是軟件。有人稱之為濕件，用濕來(lái)強(qiáng)調(diào)大腦的生物特性。
它是生物進(jìn)化中最杰出、最神秘的產(chǎn)物。
杰出是因?yàn)樵谡麄�(gè)宇宙中都沒(méi)有什么東西可以和大腦的復(fù)雜性相媲美。而且，元素周期表中組成大腦的原子和組成恒星的原子別無(wú)二致，這些原子經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的排列組合過(guò)程，最終制造出了思維、語(yǔ)言與行為，然后在此基礎(chǔ)上又派生了大量其他產(chǎn)物：歷史、哲學(xué)、音樂(lè)、科學(xué)……
神秘則是因?yàn)�，作為大腦自身產(chǎn)物之一的科學(xué)對(duì)其仍舊知之甚少，甚至可以說(shuō)是一無(wú)所知。
我們不僅不清楚大腦的具體運(yùn)作機(jī)制，甚至連大腦的本質(zhì)是什么都還不能達(dá)成共識(shí)。比如，關(guān)于大腦最奇特的功能意識(shí)，就仍然沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法，數(shù)個(gè)世紀(jì)以來(lái)，我們一直對(duì)其缺乏了解，而且還點(diǎn)燃了無(wú)休止的瘋狂爭(zhēng)論，參與者還不止神學(xué)家和哲學(xué)家。再舉個(gè)例子，就睡眠這種持續(xù)失去意識(shí)的活動(dòng)，我們也并未達(dá)成共識(shí)，有超過(guò)二十種理論來(lái)解釋大腦究竟為何不能持續(xù)工作而需要睡眠。而關(guān)于睡眠障礙的本質(zhì)以及睡眠障礙帶來(lái)的消極結(jié)果如抑郁等，同樣沒(méi)有準(zhǔn)確的答案。而且，對(duì)于抑郁也并不存在統(tǒng)一的研究方法或理論。這樣類似的問(wèn)題一環(huán)接一環(huán)可以無(wú)限說(shuō)下去。當(dāng)然，我們已經(jīng)知道的東西也有不少。
早期的哲學(xué)家常常爭(zhēng)論意識(shí)究竟存在于大腦還是心臟，其中包括亞里士多德在內(nèi)的最具權(quán)威性的大哲學(xué)家都認(rèn)為存在于后者。如今我們很清楚大腦才是所有脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的控制中心。我們也知道大腦的進(jìn)化經(jīng)歷了哪些階段，知道大腦的組成物質(zhì)。我們知道每個(gè)細(xì)胞都保存有完整的遺傳密碼，我們還知道如何解讀遺傳密碼。我們有功能性核磁共振成像技術(shù)（fMRI）、腦磁圖技術(shù)（MEG）等先進(jìn)的技術(shù)手段幫助我們觀察意識(shí)活動(dòng)的情況。我們正在以飛快的速度推進(jìn)著我們對(duì)自身整個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。
一臺(tái)冰箱的使用手冊(cè)是由冰箱制造商來(lái)編制的。而人的大腦則是幾百萬(wàn)年長(zhǎng)期進(jìn)化而來(lái)的產(chǎn)物，只有一代代的人類智慧重構(gòu)出來(lái)的線索才能最終解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)。人類的智慧正尋求理解自身，這或許是整個(gè)進(jìn)化機(jī)制不可避免的一個(gè)進(jìn)化過(guò)程。
如果有一本完整的使用手冊(cè)講述我們對(duì)大腦的全部認(rèn)知，或至少是我們認(rèn)為我們所知道的全部知識(shí)，那這樣一本復(fù)雜而深?yuàn)W的書或許只有神經(jīng)科學(xué)家才能讀懂。而你正在閱讀的這本手冊(cè)則是為我們普通的人腦用戶編寫的。這是一本將復(fù)雜知識(shí)簡(jiǎn)單化的科普手冊(cè)，不過(guò)足以解釋日常生活中大腦使用過(guò)程中的一些功能。
如果我們?nèi)祟惖拇竽X真那么簡(jiǎn)單，那么容易理解，那如此簡(jiǎn)單的一顆大腦根本就不可能做到理解自己。這是一句很有名的引言，名望大到它被歸到至少三個(gè)名人名下。
不過(guò)我們可以十分肯定，人類最終能夠理解人腦，這只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題而已。雖然明天不可能完成，但 20 年、100 年、200 年以后，人類的大腦一定能夠理解自身。但從大腦開(kāi)始進(jìn)化起一直到今日，已經(jīng)過(guò)去了幾千幾萬(wàn)個(gè)世紀(jì)。
這本使用手冊(cè)和其他任何一種產(chǎn)品的說(shuō)明書一樣，既不會(huì)追溯到我們?nèi)匀粺o(wú)知的陳舊過(guò)往，也不會(huì)暢想現(xiàn)今知識(shí)水平根本無(wú)可企及的遙遠(yuǎn)未來(lái)。這本手冊(cè)只探討目前人類所知道的人腦可以實(shí)際做到的事情，不過(guò)這些事情比人們想象的多得多。
科技的進(jìn)步，以及近 20 年來(lái)神經(jīng)科學(xué)的高速發(fā)展在不斷印證著圣地亞哥·拉蒙 - 卡哈爾（Santiago Ramòn y Cajal）的直覺(jué)判斷這位神經(jīng)科學(xué)之父之一早在 1897 年就預(yù)言：只要愿意，每個(gè)人都可以成為自己大腦的雕刻師。
他的大腦和其他用戶的大腦一樣，知道如何做、為何做，這很好。
后記
宇宙的起源、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、生命之謎和智慧的進(jìn)化是現(xiàn)代科學(xué)面臨的四大問(wèn)題，投身其中的科學(xué)家需要花費(fèi)數(shù)十年，甚至是未來(lái)的幾個(gè)世紀(jì)來(lái)解決這些問(wèn)題。然而，我認(rèn)為智慧問(wèn)題是屬于這一世紀(jì)的挑戰(zhàn)，正如物理學(xué)之于 20 世紀(jì)上半葉、遺傳生物學(xué)之于 20 世紀(jì)下半葉一樣。
理解和重塑智慧雖然艱難異常，但它無(wú)疑是四個(gè)問(wèn)題中最關(guān)鍵的一個(gè)挑戰(zhàn)。原因是，解決智慧問(wèn)題取得的進(jìn)展既讓我們?cè)鲩L(zhǎng)了自己的智慧，也讓幫助我們解決其他重大問(wèn)題的計(jì)算機(jī)變得更加聰明。
就在 100 年前，我們還相信銀河就是整個(gè)宇宙，直到愛(ài)德文·哈勃（Edwin Hubble）向我們揭示了銀河系只是大約 200 億個(gè)星系之中的渺小一員。就在 70 年前，我們還不知道遺傳的奇跡是如何創(chuàng)造出來(lái)的，直到弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森向我們揭示了隱藏在每個(gè)細(xì)胞中的密碼。從那時(shí)起，科學(xué)發(fā)展幾乎讓我們的平均壽命翻了一倍，更讓我們的知識(shí)成倍增長(zhǎng)。換句話說(shuō)，科學(xué)為人類進(jìn)化增添了又一份力量。
顯然，自然選擇塑造了現(xiàn)代人，用同樣的工具它也塑造了蕨類植物和猴面包樹(shù)、昆蟲(chóng)和大象：這些工具就是基因。但只是基因不足以解釋人類智慧的演化。這其中還有思想，也就是生物學(xué)家理查德·道金斯（Richard Dawkins）稱之為模因的東西。模因就像基因一樣，能夠相互競(jìng)爭(zhēng)或相互合作，既能保存也能變異。的確，思想的傳播正如病毒一樣，先是復(fù)制，然后再進(jìn)化、選擇。
人類發(fā)展出的科技，從火的利用到輪子的發(fā)明都已經(jīng)演變成了人類自身進(jìn)化中的一個(gè)組成部分，人類進(jìn)化已然和文化發(fā)展、科技發(fā)展無(wú)法分割了。從這一角度看，我們可以說(shuō)人類逐漸擁有了一種超級(jí)大腦，一種全面的智慧，超越了個(gè)體的智慧。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：世界上沒(méi)有一個(gè)人能夠明白（或制造）所有的微芯片、所有的飲食和交流系統(tǒng)，更不能明白現(xiàn)代智能手機(jī)中包含的所有軟件如今的一臺(tái)智能手機(jī)比 NASA 最初幾次阿波羅任務(wù)中使用的電腦要強(qiáng)大幾百萬(wàn)倍。
我們正站在人工智能，特別是機(jī)器學(xué)習(xí)正式邁出腳步的歷史關(guān)鍵點(diǎn)上。神經(jīng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的融合注定要將一定量的智慧注入不斷完善的機(jī)器中，這一點(diǎn)可能會(huì)在公眾健康、教育、安全等領(lǐng)域引起爭(zhēng)議，也會(huì)在更廣泛的意義上影響到這個(gè)從艱難選擇中誕生的艱難世界的整體繁榮。我個(gè)人一直深信，在未來(lái)，人工智能將會(huì)幫助我們做出更優(yōu)越的集體選擇。在這樣一個(gè)已然全球化的、被人類徹底改變的地球上，這些選擇對(duì)于我們應(yīng)付困境來(lái)說(shuō)是非常有必要的。
有人可能認(rèn)為，這種對(duì)于智慧進(jìn)化的宇宙觀和未來(lái)觀念對(duì)于一本大腦科普讀本來(lái)說(shuō)沒(méi)什么關(guān)聯(lián)。我覺(jué)得事實(shí)正好相反。正是大腦一代又一代積累的知識(shí)繪制了整個(gè)我們熟知的世界。不過(guò)就像馬克·馬格里尼觀察到的那樣，神經(jīng)機(jī)器的個(gè)人用戶對(duì)機(jī)制的工作原理普遍不甚了解。大腦的異常機(jī)制有時(shí)無(wú)法預(yù)知、違背直覺(jué)，在神經(jīng)科學(xué)研究中越來(lái)越為人們熟知，但對(duì)此大多數(shù)的人們還是一無(wú)所知。
到了 21 世紀(jì)，應(yīng)該消除這樣的差距。學(xué)校的任務(wù)是提供教育內(nèi)容，然而卻絲毫沒(méi)有涉及關(guān)于這個(gè)學(xué)習(xí)用的復(fù)雜生物機(jī)器到底是什么、它是如何工作的等等問(wèn)題。認(rèn)識(shí)情緒和感情背后、動(dòng)力與創(chuàng)造力背后的電化學(xué)過(guò)程完全不會(huì)減少生活的樂(lè)趣，這樣反而能夠讓人真正地更加清醒地生活。從我個(gè)人出發(fā)，我希望能有越來(lái)越多的人，從各個(gè)國(guó)家的代表性從政人士開(kāi)始，能夠了解我們迄今為止掌握的知識(shí)，并準(zhǔn)備好隨時(shí)為了明天將會(huì)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)而改變想法。
就像哥白尼、伽利略和哈勃改變了人們關(guān)于我們?cè)谟钪嬷兴�處位置的知識(shí)一樣，大量神經(jīng)科學(xué)研究正在探索整個(gè)宇宙中最復(fù)雜、最驚人的東西人腦。這本書就為此做了一個(gè)非常完美的總結(jié)，甚至還成功地用風(fēng)趣的形式展現(xiàn)了出來(lái)。
托馬索·波喬
麻省理工學(xué)院 大腦、意識(shí)與機(jī)器研究中心（CBMM）主任