《皇帝的新腦》中對(duì)意識(shí)等的內(nèi)容

轉(zhuǎn)載《皇帝的新腦》中對(duì)意識(shí)等的內(nèi)容1.意識(shí)棲息在何處？有關(guān)頭腦的狀態(tài)和意識(shí)現(xiàn)象的關(guān)系，人們表達(dá)了許多不同的觀點(diǎn)。對(duì)于具有這么明顯重要性的現(xiàn)象只有極少的共識(shí)。然而，下面這一點(diǎn)是很清楚的，即頭腦的所有部分不是同等地牽涉到意識(shí)的呈現(xiàn)。例如上面所暗示的，小腦似乎比大腦更可被視為一臺(tái)“自動(dòng)機(jī)”。仿佛小腦控制的動(dòng)作幾乎是不必思考就自動(dòng)進(jìn)行的。人們能夠有意識(shí)地決定從一處走到另一處，但他不會(huì)時(shí)時(shí)想到為控制運(yùn)動(dòng)所必須詳細(xì)計(jì)劃的肌肉動(dòng)作。對(duì)無意識(shí)的反射行為亦是如此，譬如把自己的手從熱火爐上移開的動(dòng)作，可能根本不是由頭腦而是由脊柱上部分傳遞的。人們至少從這些很容易推理出，意識(shí)現(xiàn)象和大腦的作用比和小腦或脊髓的作用更有關(guān)系。另一方面，十分不清楚的是，大腦是否總能發(fā)覺自己的活動(dòng)呢？例如我在上面所描述的，人們?cè)谡Ｐ凶邥r(shí)，并不意識(shí)到自己肌肉和四肢的細(xì)節(jié)活動(dòng)。這種活動(dòng)的控制主要來自于小腦（頭腦的其他部分和脊髓予以幫助），大腦的首位運(yùn)動(dòng)區(qū)域似乎也參予控制。此外，首位感覺區(qū)域也是一樣：例如，人們可能不知道走路的時(shí)候在腳底的壓力變化，但是觸覺皮層的相應(yīng)區(qū)域仍然繼續(xù)受到刺激。杰出的美國--;加拿大神經(jīng)外科醫(yī)生懷爾德?彭費(fèi)爾德（大部分人腦運(yùn)動(dòng)和感覺區(qū)域內(nèi)的精細(xì)映射是他在1940和1950年代間做出的）論斷說，一個(gè)人的知覺不只和大腦活動(dòng)相關(guān)聯(lián)?；趯?duì)許多有意識(shí)的病人進(jìn)行腦手術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，他提出，主要由丘腦和中腦組成被他稱為上腦干的區(qū)域（參閱彭費(fèi)爾德和雅斯帕1947），在相當(dāng)意義上應(yīng)被視為是“意識(shí)所在處”，盡管他在心里曾經(jīng)屬意于網(wǎng)狀形成作為“意識(shí)所在處”。彭費(fèi)爾德斷言，上腦干和大腦處于聯(lián)絡(luò)狀態(tài)，只要腦干的這個(gè)區(qū)域和大腦皮層的適當(dāng)區(qū)域（也就是和任何具體感覺、思維、記憶相關(guān)的特別區(qū)域）處于直接聯(lián)絡(luò)的狀態(tài)，或者那時(shí)候動(dòng)作被有意識(shí)地發(fā)覺或喚起，則“意識(shí)知覺”或“有意識(shí)的意志行為”就會(huì)產(chǎn)生。他指出，例如，當(dāng)他刺激病人引起右臂動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)皮層的區(qū)域（而且右臂的確會(huì)動(dòng)作），這不會(huì)使病人想要運(yùn)動(dòng)其右臂。（的確，病人甚至可能伸出其左臂去阻止右臂的動(dòng)作，正如在彼得?塞勒著名的斯特任奇拉夫博士的電影描寫中那樣！）彭費(fèi)爾德指出，動(dòng)作的欲望也許和丘腦的關(guān)系比和大腦皮層的關(guān)系更大。他的觀點(diǎn)認(rèn)為意識(shí)是上腦干活動(dòng)的呈現(xiàn)，但是除此以外必須還要有東西被意識(shí)。這樣，不僅是腦干，而且此時(shí)正和上腦干聯(lián)絡(luò)的大腦皮層的某些部位都被涉及，它們的活動(dòng)代表了意識(shí)的主體（感覺印象或記憶）或客體（意志行為）。其他神經(jīng)生理學(xué)家還指出，特別是網(wǎng)狀形成可能被認(rèn)為是意識(shí)的“所在處”，如果這樣的處所的確存在的話。網(wǎng)狀形成畢竟是負(fù)責(zé)頭腦一般的警覺狀態(tài)（馬魯奇和馬貢1949）如果它受到損害，其后果就是變成無意識(shí)。只要頭腦處于清醒的意識(shí)狀態(tài)，那網(wǎng)狀形成便是活躍的；如果頭腦不處于這種狀態(tài)，網(wǎng)狀形成就不活躍。在網(wǎng)狀形成的活動(dòng)和人們通常認(rèn)為“意識(shí)的”狀態(tài)之間的確有種清楚的關(guān)聯(lián)。然而，情況由于以下事實(shí)變得復(fù)雜起來。在夢(mèng)境里，在當(dāng)時(shí)人們確實(shí)曉得自己在做夢(mèng)的這個(gè)意義上講是“知覺的”。然而，這時(shí)在正常情況下網(wǎng)狀形成的活躍部分仿佛不處于活躍狀態(tài)。要把意識(shí)這樣的榮耀地位歸于網(wǎng)狀形成的人還要憂慮一件事，用演化的術(shù)語講，它是頭腦中非常古老的部分。如果成為有意識(shí)的全部所需只是一個(gè)活躍的網(wǎng)狀形成，那么青蛙、蜥蜴甚至鱈魚都是有意識(shí)的！我個(gè)人認(rèn)為上面這論斷不是很有說服力。我們有何證據(jù)說蜥蜴和鱈魚不具備某種低程度的意識(shí)呢？我們有什么權(quán)利像一些人那樣宣稱，人類是我們行星上僅有的被賜予“知覺”的實(shí)際能力的居民呢？在地球生物中，難道我們是惟一可能“有意識(shí)”的嗎？我表示懷疑。雖然青蛙和蜥蜴，特別是鱈魚，在我凝視著它們時(shí)，它們并沒使我十分確信“那里有某一個(gè)生靈”也在看著我。但是當(dāng)我看到狗或貓，尤其是動(dòng)物園的猩猩和猴子在看著我時(shí)，我有很深的“意識(shí)存在”的印象。我不要求它們像我這樣感覺，甚至也不要求它們感覺有多少深度。我不堅(jiān)持它們?cè)谌魏螐?qiáng)烈意義上是“自我知覺的”（盡管我猜想自我知覺的某一因素能夠存在①）。我所堅(jiān)持的是，它們有時(shí)候至少有感覺！至于做夢(mèng)的狀態(tài)，我自己愿意接受的是，存在某種形式的知覺，但是它被認(rèn)定為低水平的。如果部分網(wǎng)狀形成以某種方式單獨(dú)負(fù)責(zé)知覺，那么它們必須是活躍的，即使在做夢(mèng)狀態(tài)時(shí)其活躍的程度很低。（做夢(mèng)就是意識(shí)的一個(gè)標(biāo)志）另一種觀點(diǎn)（奧基費(fèi)1985）仿佛認(rèn)為，海馬的行為和意識(shí)狀態(tài)的關(guān)系更大。正如我早先評(píng)論的，海馬對(duì)于長久記憶的記錄十分重要。有理由可以認(rèn)為，永久記憶記錄和意識(shí)相關(guān)聯(lián)。如果真如此，則海馬在意識(shí)知覺的現(xiàn)象中的確起了主要的作用。還有人堅(jiān)持大腦皮層本身負(fù)責(zé)知覺。由于大腦是人的驕傲（雖然海豚的大腦也一樣大！）而且和智力關(guān)系最密切相關(guān)的心理活動(dòng)似乎是由大腦執(zhí)行，那么這里肯定是人的靈魂棲息之所！這正是有些人，譬如強(qiáng)人工智能者觀點(diǎn)的結(jié)論。如果“知覺”只是算法之復(fù)雜性的一個(gè)特征，或者說算式的“深度”或“微妙程度”，那么按照強(qiáng)人工智能的觀點(diǎn)，由大腦皮層進(jìn)行的復(fù)雜算法使該區(qū)域具有顯示意識(shí)能力的呼聲最高。很多哲學(xué)家和心理學(xué)家似乎認(rèn)為，人類意識(shí)是和人類語言密切相關(guān)。因而，正是多虧了我們的語言能力，人類才能得到微妙的思考能力。它正是人性的標(biāo)志以及我們靈魂的表現(xiàn)。按照這種觀點(diǎn)，正是語言把我們和其它動(dòng)物區(qū)別開來，并提供我們剝奪它們自由以及肆意捕殺它們的借口。正是語言允許我們用哲理推究并描述我們所感覺的，這樣我們可以使別人信服，我們知悉我們的客觀世界和自我。正是從這一種觀點(diǎn)出發(fā)，我們的語言被當(dāng)作我們具有意識(shí)的關(guān)鍵因素。現(xiàn)在，我們必須想起我們的語言中心（對(duì)絕大多數(shù)的人）正好在我們頭腦的左邊（伯洛卡和溫尼克區(qū)域）。剛剛表述的觀點(diǎn)仿佛意味著，意識(shí)只和左邊而不和右邊大腦皮層相關(guān)聯(lián)！的確，這似乎是很多神經(jīng)生理學(xué)家的看法（特別是約翰??？死账?973），雖然對(duì)于我這個(gè)門外漢來說，這觀點(diǎn)確實(shí)非常古怪，我將會(huì)解釋其理由。頭腦分裂實(shí)驗(yàn)我將提到和這些相關(guān)的許多奇異的觀察，在這些試驗(yàn)中病人（或動(dòng)物）的胼胝體完全被割除，使得大腦皮層的兩個(gè)半球不能互相聯(lián)絡(luò)。在人的情況下2，切除胼胝體是作為治療手術(shù)來進(jìn)行的，人們發(fā)現(xiàn)這是對(duì)受癲癇癥之苦特別嚴(yán)重的病人有效的處方。羅杰?斯帕雷和他的助手在對(duì)這些病人動(dòng)手術(shù)后進(jìn)行了許多心理學(xué)試驗(yàn)。他們是這樣進(jìn)行的，左邊和右邊的視界受到完全分開的刺激，這樣左半球只接受放在右邊的視覺信息，而右半球只接受，到左邊的。如果用鉛筆的畫片在右邊閃動(dòng)，同時(shí)用杯子的畫片在左邊閃動(dòng)，則病人會(huì)說“那是一只鉛筆”，因?yàn)橹挥秀U筆而不是杯子被顯然有語言能力的那一半頭腦所感知。然而，左手會(huì)選一只盤子，而不是一張紙，去和杯子作適當(dāng)?shù)南嗯洹Ｗ笫衷谟野肭虻目刂浦?，右半球雖然不能講話，卻能實(shí)現(xiàn)某些相當(dāng)復(fù)雜的人類特有的動(dòng)作。的確有人建議過，認(rèn)為幾何思維（尤其是三維的）還有音樂通常主要是在右半球內(nèi)進(jìn)行的，這樣就和左邊的言語和分析能力相平衡。右邊頭腦能理解普通的名詞或基本句子，并能進(jìn)行非常簡單的算術(shù)。這些頭腦分裂實(shí)驗(yàn)中最令人吃驚的是，頭腦兩邊仿佛實(shí)際上像兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)人那樣行為。每一半可分別與實(shí)驗(yàn)者聯(lián)絡(luò)。由于右半球缺乏口語的能力，它比左半球的聯(lián)絡(luò)更為困難，并處于更原始的程度。病人大腦的一半可和另一半以簡單的方式聯(lián)絡(luò)，例如看著由另一半控制的手臂運(yùn)動(dòng)，或者聽到指令的聲音（像是盤子的碰撞聲）。但是，即使是兩邊之間這么原始的聯(lián)絡(luò)也可由仔細(xì)控制實(shí)驗(yàn)室條件而消除。模糊的情緒仍可由一邊傳到另一邊，然而這可能是由于那些沒分開的部位（譬如下視丘）仍然與兩邊處于聯(lián)絡(luò)狀態(tài)。人們?nèi)滩蛔?huì)問這樣的問題：在我們同一身體里是否居住有兩個(gè)分別意識(shí)的個(gè)體呢？這個(gè)問題曾是許多爭議的主題。有人會(huì)堅(jiān)持說肯定“是”的，而其他人宣稱兩邊都不能成為單獨(dú)存在的。有人會(huì)爭論道，對(duì)于兩邊能夠有共同的情緒這個(gè)事實(shí)，可證明只含有一個(gè)單體。然而，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，只有左邊半球代表了有意識(shí)的個(gè)體，而右邊為一臺(tái)自動(dòng)機(jī)。認(rèn)為語言是意識(shí)主要部分的人相信這一點(diǎn)。確實(shí)，只有左半球能令人信服地對(duì)口頭問話“你有意識(shí)嗎？”答復(fù)“是的！”而對(duì)右半球，正如一條狗、一只貓或一只黑猩猩，會(huì)困難得甚至不能解釋組成這個(gè)問題的詞，也不能夠正確地口頭回答。然而，這個(gè)問題不能就這么輕易地放過。道納爾德?威爾遜和他的合作者（威爾遜等1977；伽桑尼伽，列多克斯和威爾遜1977）在一個(gè)更新近而引人注意的實(shí)驗(yàn)中考察一位代號(hào)“P?S?”的病人。在分裂手術(shù)后，只有左半球能講話，但是兩個(gè)半球都能理解語言；右半球后來也學(xué)會(huì)講話；兩個(gè)半球很明顯地都是意識(shí)的。而且，由于它們有不同的愛好和需求，所以顯得有各自的意識(shí)。例如，左半球描述說它希望成為制圖員，而右半球希望成為賽車手！我本人根本不相信普遍的斷言，認(rèn)為平常人類語言于思維和意識(shí)是必須的。（我將在下一章指出我的一些理由。）所以，我和那些大致相信頭腦分裂病人的兩半各具有獨(dú)立意識(shí)的人立場(chǎng)相同。P?S?的例子強(qiáng)烈地暗示，至少在這一種特殊情形下，兩半的確都是有意識(shí)的。依我的意見，在這一方面P?S?和其他人的真正差別是他的右邊意識(shí)能實(shí)際使其他人相信它的存在！如果我們接受P?S?的確具有兩個(gè)獨(dú)立的精神，則就面臨著令人驚異的情景。假定，每一分裂頭腦的病人在手術(shù)之前只具有單獨(dú)的意識(shí)；但在此之后就有了兩個(gè)意識(shí)！這原先單獨(dú)的意識(shí)被某種方式分叉了。我們還記得在第一章28頁假想的旅行家，他把自己交給一臺(tái)遠(yuǎn)距運(yùn)送機(jī)，忽然醒過來時(shí)發(fā)現(xiàn)所謂“實(shí)在的”自我已到達(dá)金星。在那里，他的意識(shí)的分叉仿佛會(huì)導(dǎo)出佯謬。因?yàn)槲覀儠?huì)問，“他的意識(shí)流‘實(shí)際上'是沿著什么途徑？”如果你是這旅行家，哪一個(gè)被歸結(jié)成“你”？遠(yuǎn)距運(yùn)送機(jī)可當(dāng)成科學(xué)幻想而不再予以考慮，但是在P?S?的情形下，我們的處境非常相似，而這是實(shí)在發(fā)生的！哪個(gè)P.S的意識(shí)是手術(shù)前的P.S.？無疑許多哲學(xué)家會(huì)將此問題斥為無稽。這是由于沒有決定這個(gè)爭論的有效辦法。每一個(gè)半球都在分享施行手術(shù)前的意識(shí)之記憶，并且無疑兩者都會(huì)宣稱是原來的那個(gè)人。這雖令人驚異，但本身并非佯謬。盡管如此，還有一些令人困惑的問題未被解決。如果兩個(gè)意識(shí)后來又被合并在一起，則困惑就更惡化了?，F(xiàn)代技術(shù)要把胼胝體單獨(dú)切斷的神經(jīng)接在一起仿佛是天方夜譚。但是人們可以摹想，在開初時(shí)改用一種比實(shí)際切除神經(jīng)纖維更溫和的辦法。也許這些纖維可被暫時(shí)冷凍，或用某種藥麻痹。我不知道這類實(shí)驗(yàn)是否做過，但是我認(rèn)為在不太久的將來將會(huì)變成可行的?？梢栽O(shè)想，在胼胝體重新激發(fā)后，結(jié)果只會(huì)有一個(gè)意識(shí)。想象這一個(gè)意識(shí)就是你本人！對(duì)于你在過去某一時(shí)刻曾經(jīng)有過兩個(gè)顯著不同的各自的“自我”將作何感想呢？盲視頭腦分裂實(shí)驗(yàn)似乎至少指出，“意識(shí)”的“棲息處”不必是唯一的。但是還有其他實(shí)驗(yàn)暗示，大腦皮層的某些部分比其他部位與意識(shí)有更密切的關(guān)聯(lián)。其中一種和盲視現(xiàn)象有關(guān)。視覺皮層某個(gè)區(qū)域的損害會(huì)引起相應(yīng)視野的盲視。如果一個(gè)對(duì)象放在那個(gè)區(qū)域的視野，那個(gè)對(duì)象就不會(huì)被感知。相當(dāng)于那個(gè)視覺區(qū)域發(fā)生了盲視，然而，一些古怪的發(fā)現(xiàn)指出（參閱魏斯克朗茨1987），事情并非這么簡單。一位名叫“D?B?”的病人有些視覺皮層必須被除去，這使他在視野特定區(qū)域內(nèi)看不見任何東西。然而，當(dāng)把某物放在這個(gè)區(qū)域并要D?B?去猜是什么東西時(shí)（通常像一個(gè)十字或圓形標(biāo)志或是以某一角度傾斜的線段），他幾乎可百分之一百地猜中！這個(gè)“猜測(cè)”的準(zhǔn)確度甚至使D?B?本人都感到驚訝！他仍然堅(jiān)持說，自己不能感知放在該區(qū)域的任何東西。①由視網(wǎng)膜接受到的影像還在視覺皮層以外的某些頭腦區(qū)域加工，一個(gè)較不清楚的區(qū)域是下部顳葉。D.B.應(yīng)該是基于在下部顳葉得到的信息作“猜測(cè)”。在刺激這些區(qū)域時(shí)不能直接有意識(shí)地知覺任何東西，但是信息在哪兒，只有從D?B?“猜測(cè)”的正確性中得以顯現(xiàn)。實(shí)際上在經(jīng)過一些訓(xùn)練后，D.B.能夠得到這些區(qū)域有限量的實(shí)際知覺。所有這些似乎表明，大腦皮層的某些地方（例如視覺“皮層”）比其他地方和意識(shí)知覺更有關(guān)聯(lián)。但是，其他一些區(qū)域經(jīng)過訓(xùn)練后，顯然能進(jìn)入直接知覺的范疇。視覺皮層的信息加工在如何處理接收到的信息方面，人們對(duì)視覺皮層比頭腦中的任何其他部分都理解得更好；人們?yōu)榱苏f明這個(gè)作用曾提出了不同的模型3。事實(shí)上，有些視覺信息的處理在到達(dá)視覺皮層之前就在視網(wǎng)膜本身進(jìn)行。（視網(wǎng)膜實(shí)際上被當(dāng)成頭腦的一部分?。┮恍┳钕劝凳疽曈X皮層如何處理信息的實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)為大衛(wèi)?胡帕勒和托斯騰?溫塞爾贏得1981年的諾貝爾獎(jiǎng)。他們能在實(shí)驗(yàn)中顯示貓的視覺皮層某些細(xì)胞對(duì)視野中具有特定斜率的線產(chǎn)生反應(yīng)。而其他附近的細(xì)胞對(duì)不同斜率的線產(chǎn)生反應(yīng)。什么東西具有這個(gè)角度通常沒有關(guān)系。它可以是從亮處到暗處的或從暗處到亮處的邊界線，或僅僅是亮的背景中一條黑線。進(jìn)行考察的特殊細(xì)胞已經(jīng)把“斜率”這一特征抽象化了。而其他細(xì)胞對(duì)特定的顏色或?qū)γ恐谎劬邮盏降牟顒e產(chǎn)生感應(yīng)并由此感知所得到的深度。隨著距離首位接受區(qū)域越來越遠(yuǎn)，我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)我們所看見的東西越來越細(xì)微部分敏感。例如，當(dāng)我們看圖9.7時(shí)就會(huì)發(fā)覺一個(gè)完全的三角形圖像；而在圖上并沒有畫出形成三角形的線，它是由推斷而來的。人們實(shí)際上發(fā)現(xiàn)視覺皮層（所謂第二位視覺皮層）中的細(xì)胞能記錄這些推斷出的直線位置！在本世紀(jì)七十年代初葉，文獻(xiàn)記載宣稱4，發(fā)現(xiàn)猴子視覺皮層有一個(gè)細(xì)胞，只有當(dāng)一個(gè)臉的像被記錄在視網(wǎng)膜時(shí)才反應(yīng)。在這種信息的基礎(chǔ)上，人們提出了“祖母細(xì)胞假設(shè)”。根據(jù)這種假設(shè)，頭腦中存在某種細(xì)胞，它只有當(dāng)頭腦主人的祖母進(jìn)入房間才反應(yīng)！的確，最近有人發(fā)現(xiàn)某種細(xì)胞只對(duì)特殊的詞有反應(yīng)。也許這正進(jìn)一步支持祖母細(xì)胞假設(shè)！關(guān)于頭腦中進(jìn)行的處理過程，肯定有極多尚待研究的地方。對(duì)這些高等頭腦中心如何實(shí)行其功能所知甚少?，F(xiàn)在讓我們放下這個(gè)問題，而轉(zhuǎn)去注意頭腦中實(shí)際產(chǎn)生這些奇異功能的細(xì)胞。神經(jīng)訊號(hào)如何工作？頭腦（以及脊柱和視網(wǎng)膜）所有處理過程都是由稱作神經(jīng)元的多功能體細(xì)胞完成的5。讓我們看看神經(jīng)元是什么樣子。我在圖9.8中畫出了一個(gè)神經(jīng)元的圖。它有一個(gè)苞狀的主體，或有點(diǎn)像星形，通常比較像蘿卜，這主體稱為軀體，其中包含有細(xì)胞核。一根很長的神經(jīng)纖維從軀體的一端延伸出來。相對(duì)于一個(gè)單獨(dú)的微細(xì)胞而言，神經(jīng)纖維有時(shí)的確非常長（以人類而言通常達(dá)幾厘米），它稱作軸突。細(xì)胞的輸出信號(hào)就是沿著軸突這根“導(dǎo)線”傳送。從軸突可發(fā)芽出許多小的分枝，它要分枝好幾回。在這些形成的神經(jīng)纖維終端可找到所謂的小突觸結(jié)。軀體的另一端通常向四面八方往外分枝，這就是樹狀的樹突。輸入資料正是沿著樹突進(jìn)入軀體。（在樹突之間偶然也會(huì)出現(xiàn)突觸結(jié)，叫做樹狀樹突的突觸。由于它們的復(fù)雜性超過其重要性，我將在討論中省略。）作為一個(gè)自足的單元，神經(jīng)元用細(xì)胞膜把軀體、軸突、突觸結(jié)、樹突和所有一切都包圍起來。為了使信號(hào)從一個(gè)神經(jīng)元傳到另一個(gè)，它們必須設(shè)法“越過之間的隙礙”。這是在叫做突觸的交結(jié)處完成。一個(gè)神經(jīng)元的突觸結(jié)附到另一神經(jīng)元的某一點(diǎn)上，不是在它的軀體本身就是在它的一個(gè)樹突上（見圖9.9）。實(shí)際上，在突觸結(jié)和它所附上的軀體或樹突之間有一非常窄稱為突觸裂的縫隙（圖9.10）。信號(hào)從一個(gè)神經(jīng)元傳達(dá)到另一個(gè)時(shí)必須穿越過它。當(dāng)信號(hào)沿著神經(jīng)纖維傳遞并穿過突觸裂時(shí)采取什么形式呢？是什么引起下一個(gè)神經(jīng)元去發(fā)射信號(hào)呢？從我這個(gè)局外人看來，大自然實(shí)際采取的步驟真是非同尋常��簡直使人著迷！人們也許會(huì)認(rèn)為信號(hào)只不過像沿著導(dǎo)線的電流，但是它比這要復(fù)雜得多。一根神經(jīng)纖維基本上是一個(gè)圓柱管，裝有普通鹽（氯化鈉）和氯化鉀（主要是后者）的混合溶液，這樣在管子里有鈉、鉀和氯離子（圖9.11）。在外面也有離子，但是其成份比例不同，外部的鈉離子比鉀離子多。神經(jīng)處于靜態(tài)時(shí)，管子內(nèi)帶負(fù)電荷（也就是氯離子比鈉離子加鉀離子的總和還多��我們記得鈉離子和鉀離子是帶正電的，而氯離子是帶負(fù)電的），而在外頭是帶正電荷（也就是鈉和鉀比氯多）。構(gòu)成圓柱表面的細(xì)胞膜有點(diǎn)“漏洞”，所以離子有移動(dòng)穿越過它并中和電荷差的傾向。為了補(bǔ)充以及維持里頭過量負(fù)電荷，一個(gè)“新陳代謝泵”緩慢地把鈉離子通過周圍的膜向外輸送回去。這作用同時(shí)可維持內(nèi)部鉀比鈉的數(shù)量更多。還有另一個(gè)新陳代謝泵（稍微小一些）把鉀從外頭輸送到里面去，所以對(duì)內(nèi)部的鉀過量有貢獻(xiàn)（雖然它的作用和保持電荷不平衡相反）。一個(gè)信號(hào)是沿著神經(jīng)纖維移動(dòng)的一個(gè)區(qū)域，其中具有相反的電荷不平衡（也就是現(xiàn)在內(nèi)部是正的，外部是負(fù)的）（圖9.12）。想象有人位于神經(jīng)纖維上這種反向帶電區(qū)域之前方。當(dāng)這個(gè)區(qū)域靠近時(shí)，它的電場(chǎng)在細(xì)胞膜上打開了稱為鈉門的小“門”；這允許鈉離子從外面往里面流回去（由電力和因濃度差引起的壓力，亦即“滲透壓”的結(jié)合效應(yīng)）。結(jié)果使內(nèi)部帶正電而外部帶負(fù)電。這些發(fā)生過后，構(gòu)成信號(hào)的反轉(zhuǎn)電荷區(qū)域即到達(dá)我們的位置。它現(xiàn)在促使另外一個(gè)小“門”（鉀門）打開，這門允許鉀離子從里面往外面流回去，這樣開始恢復(fù)內(nèi)部超量的負(fù)電荷。信號(hào)現(xiàn)在就通過了！最后，隨著信號(hào)再次遠(yuǎn)離而去，泵緩慢而堅(jiān)決的行為再次把鈉離子趕到外面去，而把鉀離子趕到里面去。這就恢復(fù)了神經(jīng)纖維的靜態(tài)，并為下一個(gè)信號(hào)作好準(zhǔn)備。值得注意的是，信號(hào)就是由一個(gè)沿著纖維移動(dòng)的相反帶電區(qū)域所構(gòu)成。實(shí)際的物質(zhì)（也就是離子）移動(dòng)得非常小，只是在細(xì)胞膜兩邊穿進(jìn)穿出！這種古怪奇異的機(jī)制顯然極其有效。不管是脊椎動(dòng)物還是無脊椎動(dòng)物都普遍利用它。但是脊椎動(dòng)物有個(gè)更完善的設(shè)施，也就是神經(jīng)纖維由稱為髓鞘質(zhì)的白色脂肪物質(zhì)絕緣層所包圍。（正是髓鞘質(zhì)層使頭腦的“白色物質(zhì)”呈現(xiàn)其顏色。）這種絕緣使神經(jīng)信號(hào)能不衰減并以高達(dá)每秒120米的相當(dāng)?shù)乃俣龋ㄔ凇稗D(zhuǎn)換站”之間）行進(jìn)。當(dāng)一個(gè)信號(hào)到達(dá)一個(gè)突觸結(jié)時(shí)，它會(huì)發(fā)射出稱為神經(jīng)傳導(dǎo)物的化學(xué)物質(zhì)。這種物質(zhì)從它的一些樹突或軀體本身的某一點(diǎn)通過突觸裂移動(dòng)到另外的神經(jīng)元去。有些神經(jīng)元具有一種突觸結(jié)，它會(huì)發(fā)射出神經(jīng)傳導(dǎo)化學(xué)物質(zhì)，趨向于促進(jìn)下一個(gè)神經(jīng)元軀體去“激發(fā)”，也就是開始一個(gè)沿著它的軸突傳出去的新信號(hào)。這種突觸稱作興奮突觸。另外有一種傾向于阻礙下一個(gè)神經(jīng)元激發(fā)稱作抑制突觸。在任何時(shí)刻要把活躍的興奮突觸這效應(yīng)全部加起來，并減去活躍的抑制突觸的效應(yīng)，如果凈值達(dá)到某一臨界值，則下一個(gè)神經(jīng)元就會(huì)被激發(fā)。（興奮突觸引起下一個(gè)神經(jīng)元里外之間預(yù)期的正電位差，而抑制突觸引起預(yù)期的負(fù)電位差。這些電位差適當(dāng)?shù)丶釉谝黄?。?dāng)附在軸突處的電位差達(dá)到臨界水準(zhǔn)時(shí)神經(jīng)元就被激發(fā)，使得鉀跑出來的速度不至于快到能恢復(fù)平衡。）電腦模型神經(jīng)傳導(dǎo)的一個(gè)重要特點(diǎn)是其（大部分）信號(hào)完全是“全有或全無”的現(xiàn)象。信號(hào)強(qiáng)度不變化：它要么有要么沒有。這使得神經(jīng)系統(tǒng)的行為具有類似數(shù)字電腦的特點(diǎn)。事實(shí)上，大量互相聯(lián)結(jié)的神經(jīng)元其行為與具有導(dǎo)線和邏輯門（下面還要講到）的數(shù)字電腦內(nèi)部作用有很多相似處。在原則上用電腦模擬特定神經(jīng)元系統(tǒng)的行為并不困難。有一個(gè)問題就自然產(chǎn)生了：這是不是意味著，不管頭腦的線路細(xì)節(jié)是什么樣子，總是可以用電腦的功能來模擬？為了使這個(gè)比較更清楚，我應(yīng)該講清楚究竟什么是邏輯門。在一臺(tái)電腦中，我們也有所謂“全有或全無”的情形。導(dǎo)線不是有電流脈沖，就是沒有電流脈沖。在有電流脈沖時(shí)強(qiáng)度總是相同的。由于每件事都被非常準(zhǔn)確地計(jì)時(shí)，沒有脈沖亦是個(gè)明確的訊號(hào)，并會(huì)被電腦“注意到”。實(shí)際上，在我們使用術(shù)語“邏輯門”時(shí)，我們隱含用脈沖有和無分別來表示“真”或“偽”。這真?zhèn)闻c實(shí)際的真理和謬誤毫無關(guān)系；只不過借以了解通常用的術(shù)語而已。讓我們還把“真”（脈沖存在）寫為數(shù)字“I”，“偽”（沒有脈沖）寫為“0”，而且正如在第四章那樣，可以用“＆”當(dāng)作“并且”（這個(gè)“陳述”表示兩者都是“真”的，也就是兩個(gè)論斷都為1時(shí)，其答案為1）,“V”表示“或者”（這“表明”兩者之一或兩者都為“真”時(shí)答案為1，也就是唯有兩個(gè)論斷都為0時(shí)答案為0），“”表示“意味著”（也就是AB表示“如果A是真的，那么B是真的”，這和“或者A是偽的，或者B是真的”相等），“”表示“如果并且如果”（兩者皆“真”或兩者皆“偽”），以及“?”表示“非”（如果“偽”的話為“真”如果“真”的話為“偽”）。人們可把這些不同的邏輯運(yùn)算列成所謂“真值表”：在每種情形下A標(biāo)記行數(shù)（也就是A=0表示第一行，A=1表示第二行），類似地B標(biāo)記列數(shù)。例如A=0，B=1表示每一個(gè)表右上方的值，而在第三表上AB得到1。（作為實(shí)際邏輯的例子：斷言“如果我在睡覺，那么我就快樂”肯定是可證實(shí)的；在特殊情形下，即如果我剛好醒著而且快樂時(shí)，肯定被無趣地證實(shí)。）最后，“非”邏輯門的效應(yīng)簡單地是~0=1和~1=0。這些是邏輯門的基本類型。還有一些其他類型，但是所有那些都可由剛才提到的類型組合而成6。現(xiàn)在，我們可否在原則上用神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)建造一臺(tái)電腦呢？我將指出，甚至從我們前面剛討論過的神經(jīng)元激發(fā)的非常原始的考慮而言，這的確是可能的。讓我們看看如何在原則上用神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)建造邏輯門。我們需要一些數(shù)字編碼的新方法，因?yàn)橛嵦?hào)不存在時(shí)不能觸發(fā)任何東西。讓我們（完全隨意地）用雙脈沖表示1（或“真”），而單脈沖表示0（或“偽”），并且采取一個(gè)簡單的方案，就是激發(fā)神經(jīng)元的臨界值總是剛好兩個(gè)同時(shí)發(fā)生的興奮脈沖。很容易建立一個(gè)“與”門（也就是“＆”）。正如圖9.13所示，我們可取兩根輸入神經(jīng)纖維作為輸出神經(jīng)元上的僅有一對(duì)突觸結(jié)的終端。（如果兩者都是雙脈沖，則第一次脈沖和第二次脈沖都達(dá)到所需要的兩倍脈沖的臨界值，如果有一根只有一次脈沖，則兩根中只有一根達(dá)到臨界值。我假定脈沖被非常仔細(xì)地計(jì)時(shí)，而且在雙脈沖的情形，為了確定起見，用這雙脈沖中的第一次計(jì)時(shí)。）建造一個(gè)“非”門（也就是“?”）要更復(fù)雜一些，圖9.14畫出了一種辦法。輸入訊號(hào)沿著一根分成兩個(gè)分枝的軸突進(jìn)來。有一分枝走迂回的路徑，其長度使訊號(hào)延遲的時(shí)間正好等于雙脈沖兩次脈沖間隔的時(shí)間。然后兩根軸突又重新分叉，這兩根軸突各有一根分支終結(jié)于一個(gè)抑制神經(jīng)元上，但是從延遲分支來的又分裂成直接和迂回的路徑各一條。在單脈沖輸入時(shí)，這個(gè)神經(jīng)元的輸出是沒有，而在雙脈沖輸入時(shí)，（在延遲的位置上）就有一個(gè)雙脈沖。攜帶這一輸出的軸突分叉成三個(gè)分枝，所有分枝都以抑制突觸結(jié)終止于最后一個(gè)興奮神經(jīng)元上。原先分叉的軸突余下的兩部分，每一根再分成兩根，所有四根分枝以興奮突觸結(jié)終止于最后這個(gè)神經(jīng)元上。讀者也許愿意去檢查，這最后的興奮神經(jīng)元是否提供了所必須的“非”輸出（也就是如果輸入是單脈沖則輸出為雙脈沖，輸入若是雙脈沖則輸出為單脈沖）。（這一方案仿佛過于復(fù)雜，但是我已經(jīng)盡力而為了?。┳x者可以自己消遣，為上面其他邏輯門提供直接的“神經(jīng)元”構(gòu)造。當(dāng)然，這些顯明的例子不能認(rèn)真當(dāng)做頭腦真正詳細(xì)行為的模型。我只想指出，我在上面給出的神經(jīng)元激發(fā)模型和電子電腦構(gòu)造之間具有本質(zhì)上等價(jià)的邏輯。容易看出一臺(tái)電腦可以模擬任何這類神經(jīng)元相互聯(lián)結(jié)的模型；而上述的詳細(xì)構(gòu)造表明以下這個(gè)事實(shí)，即神經(jīng)系統(tǒng)反過來可以模擬一臺(tái)電腦，并因此能像一臺(tái)（普遍的）圖靈機(jī)那樣行為。雖然在第二章討論圖靈機(jī)時(shí)并沒有用到“邏輯門”7，而事實(shí)上如果我們要去模擬一臺(tái)一般的圖靈機(jī)，需要比邏輯門更多的東西。假定我們?cè)试S自己用巨大卻有限的神經(jīng)元貯庫去近似一臺(tái)圖靈機(jī)的無限磁帶，這樣做并沒有牽涉到新的原則問題。這似乎是在論斷，頭腦和電腦本質(zhì)上是等價(jià)的！但在我們過于輕率地下這個(gè)結(jié)論之前，應(yīng)該考慮神經(jīng)行為和現(xiàn)代電腦行為之間各種可能有意義的差異。首先，把激發(fā)神經(jīng)描述成全有或全無的現(xiàn)象是有些過于簡化。那現(xiàn)象是指沿著軸突移動(dòng)的單脈沖。但事實(shí)上，當(dāng)一個(gè)神經(jīng)元“激發(fā)”時(shí)，它發(fā)射出一整串距離很近的脈沖。甚至在神經(jīng)元不激發(fā)時(shí)，它也發(fā)射脈沖，只是以很慢的速率而已。當(dāng)它激發(fā)時(shí)，是連續(xù)脈沖的頻率極大地提高。神經(jīng)元激發(fā)還有隨機(jī)的一面。同樣的刺激不總產(chǎn)生同樣的結(jié)果。此外，頭腦行為并不需要電子電腦電流所需要的那么準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)；必須指出，神經(jīng)元?jiǎng)幼鞯淖羁焖俾蕿槊棵胍磺Т危茸羁焖俚碾娮泳€路慢很多，大約慢10-6倍。還有，盡管我們現(xiàn)在知道頭腦（在誕生時(shí)）聯(lián)結(jié)的方式比五十年前我們以為的方式更為精密，它不像電子電腦中非常準(zhǔn)確的接線，神經(jīng)元的實(shí)際連接仍有很多隨機(jī)性和重復(fù)性。上面的大部分好像是說，在比較頭腦和電腦時(shí)頭腦處于不利地位。但是頭腦還有其他有利的因素。邏輯門只有很少的輸入輸出導(dǎo)線（譬如最多三至四根），而神經(jīng)元可以有大量的突觸附在上面。（一個(gè)極端的例子，稱為普奇涅細(xì)胞的小腦神經(jīng)元大約有80，000個(gè)興奮突觸末端。）還有，頭腦中神經(jīng)元的總數(shù)甚至超過最大電腦的晶體管總數(shù)--頭腦中可能有10E11個(gè)，而電腦中大約“只”有109個(gè)！當(dāng)然，電腦中的數(shù)目將來很可能增加8。而且，頭腦細(xì)胞數(shù)目之大主要來自在小腦中發(fā)現(xiàn)的極大數(shù)目的小顆粒細(xì)胞一億（3X10E10）個(gè)。如果我們相信僅僅是由于神經(jīng)元的巨大數(shù)目就能使我們得到意識(shí)經(jīng)驗(yàn)，而現(xiàn)代電腦不能具有意識(shí)，那么我們必須尋求更多理由來說明為何小腦行為顯得完全無意識(shí)，而大腦跟意識(shí)有關(guān)，大腦神經(jīng)元數(shù)目僅是小腦的兩倍（大約為7X10E10），其密度也更小得多。頭腦可塑性在大腦行為和電腦行為之間還有其他不同之處。這就是與所謂頭腦的可塑性有關(guān)。依我看來，其重要性超過迄今所提到的一切。認(rèn)為大腦只是用導(dǎo)線連結(jié)起來固定的神經(jīng)元組合，在實(shí)際上是不成立的。神經(jīng)元之間的相互連結(jié)不像上述電腦模型中那樣固定，它會(huì)隨著時(shí)間不斷改變。我不是說軸突或樹突的位置會(huì)改變。大部分復(fù)雜的“接線”在人一出生就建立了大致輪廓。我是指不同神經(jīng)元的突觸結(jié)實(shí)際發(fā)生聯(lián)絡(luò)的地方。這些經(jīng)常發(fā)生在叫做樹突柱的地方，那是樹突上非常微小的突起，和突觸結(jié)的接觸可發(fā)生在這里（見圖9.15）這里所謂“接觸”不表示碰觸，而是留下距離剛好大約四萬分之一毫米的狹縫（突觸裂）?，F(xiàn)在按照一定的條件下，這些樹突柱能縮小離開并且斷開接觸?；蛘咚鼈儯ɑ蛐碌模┠荛L出并產(chǎn)生新的接觸。這樣，如果我們認(rèn)為頭腦中神經(jīng)元連接實(shí)際上構(gòu)成了一臺(tái)電腦，那它就是一臺(tái)能夠一直隨時(shí)變化的電腦！根據(jù)長效記憶如何記錄的主導(dǎo)理論之一，突觸連接的這種變化正是提供儲(chǔ)存必要信息的方法。如果真如此，那么我們就看到，頭腦可塑性不僅是偶發(fā)的復(fù)雜性，而且是頭腦活動(dòng)的主要特征。這些連續(xù)變化的基礎(chǔ)機(jī)制是什么呢？這些變化可進(jìn)行得多快？第二個(gè)問題的答案似乎很有爭議，但是至少有一學(xué)派堅(jiān)持可在幾秒鐘內(nèi)進(jìn)行這種變化。如果永久記憶的儲(chǔ)存歸功于這種變化，那是可以預(yù)料到的，因?yàn)橛洃浀挠涗洿_實(shí)是在幾秒鐘之內(nèi)的事（參閱肯達(dá)爾1976）。這對(duì)于我們下面的討論有重大的含意。在下一章我們將回到這個(gè)重要的問題上來。什么是頭腦可塑性的基礎(chǔ)機(jī)制呢？有一種天才理論（歸功于道納爾德?赫伯1954）提出，具有如下性質(zhì)的某些突觸（現(xiàn)在稱作“赫伯突觸”:每當(dāng)神經(jīng)元A激發(fā)后跟著神經(jīng)元B亦激發(fā)，在這兩個(gè)神經(jīng)元之間的赫伯突觸就會(huì)被加強(qiáng)，否則就會(huì)被減弱。這和赫伯突觸本身是否影響到B的激發(fā)沒有關(guān)系。這引起了某種形式的“學(xué)習(xí)”?；谶@種理論，出現(xiàn)了各種試圖模擬一個(gè)學(xué)習(xí)/解決問題的活動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。這些被稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這類模型似乎的確具有某些基本的學(xué)習(xí)能力，但迄今它們離開頭腦的實(shí)際模型還遙遠(yuǎn)得很。不管怎么說，控制突觸聯(lián)結(jié)變化的機(jī)制很可能比已經(jīng)提及的機(jī)制更復(fù)雜，這很明顯需要我們?nèi)ジ钊肜斫?。與突觸結(jié)釋放神經(jīng)傳遞物相關(guān)的還有另一方面。這些釋放有時(shí)根本不發(fā)生在突觸裂，而是進(jìn)入一般的細(xì)胞之間的液體，也許是為了影響非常遠(yuǎn)處的其他神經(jīng)元。許多不同的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)似乎是以這種方式發(fā)射出來。而且有些記憶理論和我在前面指出的不同，這些理論依賴于不同種類可能涉及的化學(xué)物質(zhì)。頭腦狀態(tài)肯定以一般方式受頭腦其他部分產(chǎn)生而存在的化學(xué)物質(zhì)（譬如荷爾蒙）的影響。神經(jīng)化學(xué)的整個(gè)問題是復(fù)雜的，提供涵蓋所有有關(guān)方面的可靠而精細(xì)的電腦模擬將是非常困難的。并行電腦和意識(shí)的“一性”許多人顯然持這種意見，認(rèn)為發(fā)展并行電腦是建立具有人腦功能的機(jī)器之關(guān)鍵。我們?cè)谙旅婧喡缘乜紤]這種目前流行的觀念。并行電腦，和串行電腦相對(duì)比，能獨(dú)立進(jìn)行非常大數(shù)量分開的計(jì)算，而這些大體上獨(dú)立運(yùn)算的結(jié)果，斷斷續(xù)續(xù)地合并在一起，對(duì)整體計(jì)算作出貢獻(xiàn)。建造這類型電腦的主要?jiǎng)訖C(jī)來自于模仿神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)行，因?yàn)轭^腦不同部分的確似乎具有進(jìn)行分開而獨(dú)立計(jì)算的功能（例如，在視覺皮層處理視覺信息）。在這里必須說明兩點(diǎn)。首先，并行和串行電腦在原則上沒有什么不同。事實(shí)上兩者皆為圖靈機(jī)（參閱第二章52頁）不同處只在于整個(gè)計(jì)算的效率或速度。有些類型的計(jì)算用并行組織的確更有效率，但并不總是這樣。第二點(diǎn)，至少我自己的意見是，并行經(jīng)典計(jì)算不可能掌握我們意識(shí)思維的關(guān)鍵。意識(shí)思維的一個(gè)顯著特征是它的“一性”（至少當(dāng)一個(gè)人處于正常心理狀態(tài)，而且不是“頭腦分裂”手術(shù)的患者時(shí)?。?，這和同時(shí)進(jìn)行大量獨(dú)立活動(dòng)成顯明對(duì)比。類似“你怎么能期望我同時(shí)想兩件事情呢？”的抱怨乃是司空見慣的事。一個(gè)人的意識(shí)究竟能同時(shí)進(jìn)行許多不同的思考嗎？也許有人能同時(shí)進(jìn)行一些思考，但是與其說像是同時(shí)、有意識(shí)地、獨(dú)立地實(shí)際思考不同的題目，不如說像是在這些題目之間跳來跳去。如果一個(gè)人在意識(shí)中完全獨(dú)立地想兩件事，甚至那怕是在短暫的時(shí)間里，則就似乎具有兩個(gè)分開的意識(shí)。而對(duì)于正常人而言，所能體驗(yàn)到的是一個(gè)單獨(dú)的意識(shí)，該意識(shí)可以模糊地知悉許多事，但是在任一個(gè)時(shí)刻只能集中于一件特定的事情。當(dāng)然，我們這里所說的“一件事”的含義一點(diǎn)也不清楚。在下一章我們將在彭加萊和莫扎特靈感中遇到一些“單獨(dú)思想”的非常顯著的例子。但是，為了辨識(shí)一個(gè)人在任何時(shí)刻都可能有非常復(fù)雜的意識(shí)，我們不必舍近求遠(yuǎn)。例如，想象一個(gè)人決定晚飯要吃什么。這樣一個(gè)意識(shí)思維之中牽涉到大量信息，而且要用相當(dāng)長的言語才能完全描述清楚。對(duì)我來說，這種意識(shí)認(rèn)知的“一性”似乎和并行電腦圖像相去甚遠(yuǎn)。另一方面，那個(gè)圖像也許更合適作為頭腦無意識(shí)行為的模型。不同的獨(dú)立動(dòng)作--散步、扣鈕扣、呼吸或者甚至講話可同時(shí)多多少少自動(dòng)地進(jìn)行，人們不必在意識(shí)上感覺到任何動(dòng)作在進(jìn)行！另一方面，我認(rèn)為在意識(shí)的“一性”和量子平行主義之間可以想見具有某種關(guān)系。我們記得量子理論中，在量子程度上允許不同選擇在線性疊加中共存！這樣子，一個(gè)單獨(dú)的量子態(tài)在原則上可由大量不同的、而且同時(shí)發(fā)生的活動(dòng)組成。這就是所謂的量子平行主義。我們很快就要考慮“量子電腦”的理論觀念，這樣的量子平行主義在原則上可用于同時(shí)進(jìn)行大量的計(jì)算。如果意識(shí)的“心理狀態(tài)”在某種形式上和量子態(tài)同類，那么思維中某種形式的“一性”或整體性對(duì)量子電腦就比對(duì)普通并行電腦更為適合。這個(gè)觀念中有一些方面引人注意，我在下一章再回到這上面來。但是在認(rèn)真接納這個(gè)思想之前，我們必須提出以下問題，就是量子效應(yīng)究竟和頭腦活動(dòng)有何相關(guān)。量子力學(xué)在頭腦活動(dòng)中有作用嗎？上面有關(guān)神經(jīng)活動(dòng)的討論全部都是經(jīng)典的。除了迄今必須提起的一些物理現(xiàn)象，其基礎(chǔ)的機(jī)制必須包含一部分量子力學(xué)的因素以外（例如離子，以及它們的單位電荷、鈉和鉀門、決定神經(jīng)訊號(hào)開關(guān)特性確定的化學(xué)勢(shì)、神經(jīng)傳導(dǎo)物的化學(xué)作用）。真正量子力學(xué)控制在某些關(guān)鍵處還有更清楚的作用嗎？如果上一章結(jié)尾的討論不是無的放矢的話，結(jié)論似乎是肯定的。事實(shí)上，至少在一個(gè)明顯的地方，單量子水平的作用對(duì)于神經(jīng)活動(dòng)很重要，這就是視網(wǎng)膜。（我們記得視網(wǎng)膜事實(shí)上是頭腦的一部分！）以蟾蜍做的實(shí)驗(yàn)顯示，在適當(dāng)條件下，一顆單獨(dú)光子打到已適應(yīng)黑暗的視網(wǎng)膜上就足以觸發(fā)一個(gè)宏觀的神經(jīng)訊號(hào)（貝勒、蘭姆和邱1979）。這也適用于人眼（赫希特、施勞爾和皮蓮遜1941），但是在此情況下還存在額外的壓抑這種弱信號(hào)的機(jī)制，使得它們不會(huì)由于太多的視覺“噪音”而混淆了感覺到的視像。為了能使已適應(yīng)黑暗的人實(shí)際上得知光子的來臨，大約需要七顆光子的組合的信號(hào)。盡管如此，對(duì)單光子敏感的細(xì)胞的確存在于人類的視網(wǎng)膜中。既然在人體中存在單量子的情況下就能觸發(fā)的神經(jīng)元，尋找人腦主要部分何處能發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞就是很合理的了，據(jù)我所知，對(duì)此還未找到證據(jù)。所有考察過的細(xì)胞類型都有一個(gè)臨界值，要激發(fā)該細(xì)胞就得需要大量的量子。然而人們猜測(cè)，在頭腦的某一深處可望找到對(duì)單量子靈敏的細(xì)胞。如果證明情形的確如此，則量子力學(xué)對(duì)頭腦活動(dòng)的意義就非常重大。即便如此，在這里量子力學(xué)還不顯得非常有用。這是由于量子只是一種用來激發(fā)信號(hào)的手段。沒有得到量子特有的干涉效應(yīng)。我們從這些得到的，最多似乎只是確定一個(gè)神經(jīng)元是否會(huì)激發(fā)，這很難看出對(duì)我們有多大用處。然而，這里牽涉到的問題不是那么簡單。讓我們重新考慮視網(wǎng)膜。假定從一半鍍銀的一面鏡子反射來一顆光子到達(dá)視網(wǎng)膜。它的狀態(tài)涉及以下狀況的復(fù)線性疊加：光子打到視網(wǎng)膜細(xì)胞和光子沒打到視網(wǎng)膜細(xì)胞，譬如穿過窗戶飛到空中去（參閱圖6.17第292頁）。到達(dá)它可以打到視網(wǎng)膜的時(shí)刻，只要量子理論的線性規(guī)則U（也就是薛定諤態(tài)矢量演化，參閱287頁）成立，則我們就能得到有神經(jīng)訊號(hào)和沒有神經(jīng)訊號(hào)的復(fù)線性疊加。當(dāng)它作用到主體的意識(shí)上時(shí)，兩個(gè)不同選擇中只有一個(gè)被感知發(fā)生，這時(shí)另一個(gè)量子步驟R（態(tài)矢量減縮，參見287頁）應(yīng)該起了作用。（我在此不理會(huì)多世界觀點(diǎn)，它本身有許多問題！參閱341頁。）連同上一章結(jié)尾觸及的考慮，我們應(yīng)該問，訊號(hào)的通過是否擾動(dòng)了足夠的物質(zhì)，達(dá)到那一章的單引力子水平。雖然把光子能量轉(zhuǎn)變成實(shí)在訊號(hào)中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，視網(wǎng)膜的放大效應(yīng)真是令人印象深刻--運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的放大也許達(dá)到10E20倍--但這個(gè)質(zhì)量仍比普郎克質(zhì)量mp小許多數(shù)量級(jí)（譬如大約為10E8）。然而，一個(gè)神經(jīng)訊號(hào)在它周圍產(chǎn)生了可以探測(cè)得到變化的電場(chǎng)（一個(gè)以神經(jīng)為軸，沿著神經(jīng)運(yùn)動(dòng)的圓環(huán)形電場(chǎng)）。這場(chǎng)會(huì)顯著地?cái)_動(dòng)周圍環(huán)境，單引力子標(biāo)準(zhǔn)在這些環(huán)境中可容易地達(dá)到。這樣，按照我提出的觀點(diǎn)，R過程在我們感知或沒有感知閃光之前早就已經(jīng)進(jìn)行過了。由此觀之，我們的意識(shí)對(duì)于態(tài)矢量縮減不是必要的！10.量子電腦如果我們猜測(cè)在頭腦深處對(duì)單量子敏感的神經(jīng)元會(huì)有重要的作用，我們就想知道他們會(huì)有什么效應(yīng)。首先我將討論德義奇的量子電腦概念（還參閱第四章168頁），然后看看是否和這里的討論有相關(guān)之處。正如前面指出的，其基本概念是利用量子平行主義。根據(jù)這個(gè)原理，兩個(gè)完全不同的事情應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為在量子線性疊加中同時(shí)發(fā)生。正如光子被半面鍍銀的鏡子反射，同時(shí)光子又穿過鏡子或者是通過兩個(gè)縫隙中的每一個(gè)。對(duì)于量子電腦，這兩個(gè)疊加的不同情況就是兩個(gè)不同的計(jì)算。我們對(duì)兩個(gè)計(jì)算的答案不感興趣，而是對(duì)利用從這對(duì)疊加抽取出的部分資料感興趣。最后，當(dāng)兩個(gè)計(jì)算都完成時(shí)，對(duì)這些計(jì)算進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹坝^察”以得到必須的答案9。儀器用這種同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)計(jì)算的辦法來節(jié)約時(shí)間！迄今這個(gè)方法并沒獲得什么重大好處，這是因?yàn)榭梢韵胍娎靡粚?duì)分開并行的經(jīng)典電腦（或一臺(tái)單獨(dú)的經(jīng)典并行電腦）比用量子電腦更直截了當(dāng)?shù)枚?。然而，量子電腦可能要到需要非常大量的（也許是無限大的數(shù)目）并行計(jì)算時(shí)才會(huì)有真正的好處。我們對(duì)個(gè)別計(jì)算的答案不感興趣，而對(duì)所有答案適當(dāng)?shù)慕M合感興趣。量子電腦的建造在細(xì)節(jié)上會(huì)涉及量子形式的邏輯門，其輸出為應(yīng)用在輸入上某個(gè)“么正運(yùn)算”的結(jié)果。這是u作用的一種情形，而電腦所有的運(yùn)行就是U過程進(jìn)行到最后階段，直到最后的“觀察行為”R為止。根據(jù)德義奇的分析，量子電腦不能用來進(jìn)行非算法的運(yùn)算（也就是超越圖靈機(jī)功能的事）。但是在非常巧妙的設(shè)計(jì)情形下，在復(fù)雜性理論意義來說（參閱162頁），它能比標(biāo)準(zhǔn)的圖靈機(jī)獲得更大的速度。對(duì)于這么杰出的設(shè)想，目前的結(jié)果仍有點(diǎn)令人失望，但是這有點(diǎn)言之過早。量子電腦和包含極多數(shù)目單量子敏感神經(jīng)元的頭腦，兩者行為會(huì)有如何關(guān)系呢？這個(gè)類比的主要的問題是量子效應(yīng)在“噪音”中很快就消失了--頭腦太“熱”不能在足夠長的時(shí)間內(nèi)維持量子相干性（就是通?？梢杂胾的連續(xù)作用有效地描述的行為）。以我的術(shù)語，這表明連續(xù)達(dá)到單引力子的水平，使得R作用持續(xù)不斷地進(jìn)行，其間穿插著U演化。我們期望量子力學(xué)對(duì)了解頭腦有所幫助，但目前看來希望并不大。也許我們注定只是電腦而已！我個(gè)人不這么認(rèn)為。但是如果我們要找到答案，就必須要更深入地思考。11.超越量子理論？我希望能回到這本書的基本論題上來。我們的世界圖像是由經(jīng)典和量子理論的法則所制約的，就現(xiàn)在所理解的這些法則而言，這圖像足以描述頭腦和精神嗎？對(duì)我們頭腦“通?！钡牧孔用枋鲆欢ù嬖谝环N困惑，因?yàn)椤坝^察”行為被當(dāng)成解釋傳統(tǒng)量子理論的要素。是不是只要思維或知覺一旦進(jìn)入意識(shí)，“頭腦”就被認(rèn)為在“自我觀察”？量子力學(xué)如何顧及這一點(diǎn)并應(yīng)用到整個(gè)頭腦，傳統(tǒng)理論沒有提供我們明確的法則。我曾試圖為