第1章　大腦，一切精妙而復雜的“衍生故事”的開端

最初，人類還只是靈長目動物。而后，人類的大腦這高度復雜、由860億個盤根錯節的神經元組成的網絡，沿著進化的隨機進程漫無目的地游走，歷經多次“心智大爆炸”，數百萬年后，人類智能誕生了。起初，這種智能漫無邊際、無拘無束，宛如某種生物等離子體般迅速擴張。但很快，這心智大熔爐便鍛造出了可直立行走的雙足、靈巧的雙手、制造工具的能力、口頭語言和書面語言、復雜的社會關系，乃至抽象思維、內省、意識和自由意志。

人類生命體也從這同一個心智熔爐中獲得了有史以來關于空間與時間最縝密而又全面的概念。這一概念的形成仿佛開啟了一扇閘門，大腦的抽象能力得以如洪水般傾涌而出，而這種抽象能力正是人類賴以發展的靈丹妙藥。很快，構成心智的磚塊開始主導人類生存環境以及文明的本質——從自我本位到利己意識，到人類對精心設計的經濟體系和政治結構的最深刻信仰，再到人類特有的、對周圍環境的神經重構。在不起眼的神經電磁風暴中，塑造人類一切物質現實的偉大雕刻家現身了——它是我們史詩般悲劇歷史的高超作曲家和唯一締造者，是洞察大自然最深刻奧秘的探險家，是永不停息尋找神秘起源真相的求知者。它是偉大的魔術師、離經叛道的神秘主義者、多才多藝的藝術家以及抒情詩人，它將其精確無誤的神經元韻律注入了每一部作品、每一聲低喃。它創造了所有精妙的神話、洞穴壁畫、宗教信條、書面記錄與科學理論，所有屹立的紀念碑、探險遠航和史詩般的征服，以及在這個我們稱之為“家”的完美藍色星球上生活過的每一個原住民的愛戀與夢想。

在這場“大進化”發生了大約10萬年之后，當真正的萬物創造者回首這些近乎奇跡的成就時，它驚訝地發現自己已創造出一個全新的宇宙。

大腦相對論

《腦機革命》講述了人類大腦運作方式的故事，以及它在人類宇宙中獨特的中心位置。當我說到“人類宇宙”時，我是指由人類大腦孕育的一切——知識、感知、神話、藝術、科技、宗教信仰、科學與哲學理論、文化與道德倫理傳統以及智力與體能的超越……簡而言之，人類宇宙包含了定義人類這一物種的一切，包括好的和壞的。然而，這并非一本歷史書，也不是一份神經科學綜述，而是一部力圖以一個嶄新的架構理解大腦的科學之書。本書的核心在于介紹一種全新的理論，詳細展示人類大腦如何獨自或協同其他大腦完成種種壯舉。我把這個新的理論框架稱為“大腦相對論”。

當我開始計劃寫作這本書時，我試圖圍繞腦科學構建中心論點，畢竟這是我多年來一直研究的領域。然而，我很快意識到這一選擇過于狹隘了。我需要將眼界拓寬并冒險進入那些神經科學家很少涉足的領域，諸如哲學、藝術、考古學、古生物學、計算機史、量子力學、語言學、數學、機器人學和宇宙學等領域。

研讀了幾個月的資料后，我仍然不知道如何展開敘述。在這個過程中，我偶然讀到了杰出的英國藝術史家恩斯特·貢布里希（Ernst Gombrich）的著作《藝術的故事》（The Story of Art）。我母親是巴西著名的小說家，她當時擔心我有寫作障礙，便將這本書作為圣誕禮物送給了我。有一天晚上我很晚才到家，決定在睡覺前閱讀一會兒，便拿起了這本書。沒想到開頭的寥寥數語就使我睡意全無。就是它了！我用純黑色墨水在白色光面紙上寫下：“這就是我的故事的開端！”直到第二天清晨，我都無法將書合上。

貢布里希這樣寫道：“實際上并沒有藝術這種東西，只有藝術家而已。所謂的藝術家從前是用有色土在洞窟的石壁上大略畫個野牛形狀，現在是購買顏料，為招貼版設計廣告畫。過去也好，現在也好，藝術家還做其他許多工作。”(1)

不經意間，我找到了一個盟友。貢布里希和我發現了同一個秘密：如果沒有人腦——我們這種靈長目動物的大腦，如果它未經獨特的進化過程并極為偶然地演變為今天的樣子——恐怕整個廣袤宇宙中的任何地方都不會發生第二次，世上根本不會存在藝術。因為藝術表現都是好奇和無情的人類大腦的副產品，它渴望將自己內在的神經元宇宙投射到現實世界。

這個秘密似乎微不足道，不過是對一些我們看待事物的慣常方式的贅述，看似毫無意義。但將人腦置于人類宇宙的中心有著深遠的影響，它將改變人類對現在的生活的看法，也將決定人類的后代會繼承什么樣的未來。事實上只要稍作修改，貢布里希的評論便可以作為任何描述人類大腦思維產物的圖書的開篇，比如一本介紹物理學的書。我們的物理理論已經能夠成功描述多個空間尺度上發生的自然現象，然而大多數人，包括物理學家，往往會忘記物理學的基礎，比如質量或電荷，真正意味著什么。我的好朋友馬塞洛·格萊塞（Marcelo Gleiser）是一位在美國達特茅斯學院工作的巴西理論物理學家。他在其精彩著作《知識之島》（The Island of Knowledge）中寫道：“質量與電荷本身并不存在，它們只是人類為了描述自然世界構建的一種敘述方式。”

馬塞洛和我對人類宇宙的含義做出了同樣的表述：假如另一個智慧生物來到了地球，并能與人類交流，比如《星際迷航》（Star Trek）(2)中來自瓦肯星（Vulcan）的斯波克先生，我們很可能會發現，他用于描述他們那一物種的宇宙觀，包括他們對宇宙的解釋和理論，乃至使用的基礎概念與構建框架，都與人類的宇宙觀大相徑庭。圖1-1展示了我提出的“大腦中心論宇宙觀”，我會在第8章中詳細介紹這一概念。難道不正應該這樣嗎？畢竟，斯波克先生的大腦是由瓦肯星而非地球上的進化歷程與文化歷史塑造的，因而與人類的大腦完全不同。在我看來，人類與斯波克先生的宇宙觀難分高下，這兩種宇宙觀只代表了兩種不同類型的有機智能憑借宇宙提供給他們的東西構建出了最為近似的兩種宇宙觀。不論這個誕生于138億年前的宇宙（請注意，這是人類的估計）中存在著什么，人類的大腦都會認為，宇宙是巨量潛在信息的集合，正等待著一個智慧的觀察者從中提取知識，并幾乎在同一瞬間為這一切賦予意義。我敢說，對任何外星人的大腦來說同樣如此。

賦予事物以意義、創造知識，這是真正的萬物創造者擅長的領域。知識使我們能夠適應瞬息萬變的環境，也使我們獲得了從宇宙中持續不斷提取信息的能力。質子、夸克、星系、恒星、行星、巖石、樹木、魚、貓、鳥……我們如何稱呼它們并不重要（斯波克先生一定會說他能想出更好的名字）。從人類大腦的角度看來，這些都是描述宇宙提供給我們的原始信息的不同方式。人類大腦賦予所有這些物體名稱和意義，但它們的內核始終是相同的：潛在信息。

你或許會開始懷疑巴西的神經科學家和物理學家在圣保羅或里約熱內盧長大時，喝的水里一定被人放了什么奇怪的東西，他們才會這樣胡言亂語。那么，我們來分析一下這個觀點。大多數時候我們談論物理學時，會把它當作某種普遍存在的、有生命的實體，就像貢布里希提到的有大寫字母A的Art（藝術）一樣。然而，物理學本身根本不存在。真正存在的是人類心智構建的集合，該集合提供了迄今為止對自然世界的最佳和最準確的描述。物理學，就像數學或任何其他科學知識的積累一樣，是由曾經在某些富有遠見的人類大腦中閃現的電磁波風暴的影響和回聲來定義的。這些大腦屬于泰勒斯、畢達哥拉斯、歐幾里得、阿基米德、丟番圖、花剌子模、海亞姆、哥白尼、開普勒、伽利略、牛頓、麥克斯韋、玻爾、居里夫人、盧瑟福、愛因斯坦、海森堡、薛定諤、斯塔克爾伯格等。

貢布里希對藝術的定義也遵循著同樣的邏輯。在過去的數萬年中，人類大腦中產生了無數絢爛耀眼的心智圖像，并通過雕刻或繪畫記錄下來，從而將內心深處的記憶、情感、欲望、信仰、宇宙觀、預感或預言記錄在各種媒介上。最初的媒介是自己的身體，然后是石頭、骨頭、木材、巖石、洞穴墻壁，接下來是金屬、畫布、大理石、紙張和教堂天頂與窗戶，而后有了錄像帶、CD-ROM、DVD、半導體存儲器和云存儲。從舊石器時代阿爾塔米拉洞穴壁畫的不知名創作者，到波提切利、米開朗琪羅、達·芬奇、卡拉瓦喬、弗米爾、倫勃朗、透納、莫奈、塞尚、梵高、高更和畢加索等藝術家，這些藝術家將大腦中不可捉摸的電磁風暴轉化為五彩斑斕的史詩寓言，記錄了他們對于人類意義的探尋。

因此，我們有理由相信，人類對宇宙做出的最好、最準確的描述無非是大腦的一系列精妙而杰出的“心智衍生故事”，比如數學與邏輯。許多理論都是以其創造者的名字命名的，比如開普勒定律、伽利略相對性原理、牛頓運動定律、描述電磁現象的麥克斯韋方程組、愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論、海森堡不確定性原理和薛定諤方程。

這種觀點看似會惹惱物理學家，可它實際上完全沒有貶低他們的成就，而只是補充了一條錦上添花般的注釋：盡管大多數物理學家通常認為自己的科學探究過程完全沒有受到個人意識的干擾，但其實他們中的每一位都是才華橫溢的神經科學家，能夠觸及人類心智最深處的運作過程。而這一觀點也意味著，在尋找物理學“圣杯”——可囊括萬物的物理學終極理論時，如果不與全面的人類心智相關的綜合理論相結合，那么探索就不可能成功。大多數傳統的物理學家往往十分抗拒這類觀念，他們認為科學理論獨立于人的主觀性而存在，與人的心智毫無關系。但我希望在本書中展示一些最神秘的自然現象，包括時間和空間等原始概念。

至此，我們可以開始了。

一切都是大腦的投射

根據目前最被大眾普遍接受的描述，在孕育宇宙的奇異大爆炸事件后僅僅40萬年，光最終逃逸了出來，穿梭于浩瀚宇宙，直到它遇到能夠重現其史詩般旅程并試圖賦予其一些意義的人或事。在大約50億年前，一塊小小的藍色石頭（地球）在星際塵埃的聚變中誕生了，當它圍繞著一顆普通的中微子黃色恒星運行時，它自己也迷失在某個普通星系中一個不起眼的角落里。來自宇宙深處的光遇見了渴望了解它的人，這些人在進化過程中獲得了智慧，掌握了制造工具的能力，他們開始認真地在大腦中重塑潛在信息流的來路，迫切地探尋著它可能意味著什么。這是人類心智的一次偉大的集體創作。圖1-2描述的三種宇宙觀或許可以使我們對這一史詩般的人類集體心智創造行為的艱巨性略知一二。無論是面對美國國家航空航天局（NASA）對已知宇宙的最前沿描述，還是面對米開朗琪羅繪制的教堂天頂畫，或是拉斯科巖洞壁畫，都不免令人一時感到無法呼吸，謙卑之感油然而生，尤其會因這位真正的萬物創造者在如此短的一瞬中創造出的輝煌奇跡而深深感動。