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作者：佚名 二十世纪下半叶在心理的脑机制问题上产生了许多理论,其中以鲁利亚的机能系统学说和Jerry Fodor的模块说(Module Theory)影响最大。鲁利亚通过对脑损伤病人大量的观察和治疗，在《神经生理学原理》中提出了将大脑分为调节激活与维持觉醒、信息接收、加工与存储和编制行为程序三大系统。 Jerry Foder在《心理的模块性》(Modularity of Mind)中把大脑分为“输入系统”和“中心系统”。每个系统因功能不同又细分为许多模块，各模块共同协作完成任务。这些理论的提出明显受到了计算机科学的影响。如果说前者还植根于神经生物学的长期知识积累，那么后者对于模块“领域特殊性”“信息封闭性”模块特征的描述很明显具有C++式的面向对象计算机语言中“类”概念的风格。 可是大脑和计算机的类比在信息处理的模式上毕竟有着很大的不同。最关键的一点在于人脑是一个能够处理大量反馈信息的动态系统，而计算机的算法使其只能对问题进行程式化的解决，难于根据反馈信息作出精致的调节，因为后者的复杂程度通过迭代会引起信息的指数式暴涨。因此，一个更加自然化，更加优越的理论是必要的。现在的大脑模型就好像推理小说里的犯罪现场，线索错综复杂，案情迷离曲折。可是，正如《名侦探柯南》里工藤新一常说的那样“我相信真相只有一个。” 混沌理论致力于研究复杂的非线性怎样通过反馈（具体通过迭代来实现）在混沌和秩序间获得精妙的平衡和发生不可预料的变化。它诞生于洛伦兹对于天气系统初始条件敏感性的研究。 混沌系统的第一个特征是初始条件的敏感性，最著名的例子就是巴黎的一只蝴蝶扇动翅膀就可能引起美洲雨林的一场暴雨。看起来这是不可思议的，但洛伦兹当时仅仅省去了一个参数后的第四到六位小数就得到了两种完全不同的预报结果。其原因是多次迭代把偏差放大到了天文数字。迭代就是自我相乘的意思。 但是对迭代的深入研究却发现混沌中隐藏着令人着迷的秩序，这是混沌的第二个特征，在迭代的过程中似乎存在着一些位置，系统可以保持惊人的稳定。这些点被称为“吸引子”。这是混沌中最有魅力的词语之一。在我们的生活里无处不在。 自然状态下假设有一个长期稳定的环境，我们放进两只繁殖力极强的兔子，用不了多久它们就会填满有限的空间。这时候食物不足，兔子数量就开始下降，经过反复波动最后常常稳定在一定数值，在它上下小范围涨落。这个数值就是一个吸引子。在极端复杂的系统里，有时也会存在超乎想象的稳定的吸引子。一个英国工程师曾发现在湍动的水流里有时会出现一列非常稳定的水波，可以漂移很远都不变形。他称之为“孤波”并用毕生的精力去研究。 混沌的第三个特征是自指性。迭代的魔法会让稳定的图案在不同尺度一次次重复出现，它总是指向它自己。我们观察一棵大树会发现它树叶的经脉，树枝的形状和大树本身的样子是极其相似的。这被混沌科学家认为是我们世界，包括生命构成的基本模式。 混沌理论研究的极端复杂系统和大脑有很大的相似性。它是目前最复杂最有活力的交叉学科，能够从许多学科汲取养料。通过混沌理论研究大脑目前刚刚起步，没有完整的理论。但是一些局部的研究的理论的设想仍然显示了巨大的想象力和创造力。“许多研究人员收集了大脑是一个非线性反馈装置的实验证据，若干神经生理学研究者正在竞争提大脑非线性作用机理的整体画面的荣誉。”（F D Peat＆J Briggs《湍鉴》，商务印书馆1998） 目前的研究主要在以下几个方面上进行： 神经生物方向： 加州大学洛杉矶分校的Don Walter和Alan Garfinkel把三个神经元连在一起，产生了具有隐秩序的低水平混沌的证据。加州大学伯克利分校的Walter freeman和Christine Skarda把64个电极植入兔子的嗅球中，监测脑电波模式，发现当一种气味被检测出时，这个大脑中的低水平混沌立刻自组织成秩序状态。斯坦福大学的Roy King发现，精神分裂症和大脑多巴胺的释放速率有一定关系。在某个速率的临界点上，一个吸引子分裂成两个，大脑不断受到两个吸引子之间跳跃的混沌攻击。癫痫的发病也是处于类似的原因。 还有不少科学家着迷的寻找大脑中的吸引子，如布鲁塞尔自由大学的A babloyantz测量了睡眠时大脑在不同阶段的吸引子的分维。洛斯阿拉莫斯非线性研究中心的科学家研究了麻醉状态下的吸引子。 认知方面： Karl Pribram认为记忆的存储是一幅“全息图”.大脑的信息被存储在每一个细胞里。和全息底片存储全息照片的方式类似。如果通过大脑的波形与被存储的波形雷似，信息就会被提取。（在一篇即将写完的科幻小说里，我假设这种过程和所谓的“灵感”有重要关系。而刘慈欣的一篇科幻小说里用它揭示意识之谜）。虽然试验已经证实视觉系统的某些细胞会作出全息反应，但神经科学家仍然未能证实记忆存储的全息波形机制。 人工智能的研究者用300台计算机连接成一个叫作“言语网络”系统学习英语单词发音。在1800个接头处有升降穿过接头的信号强度的容量控制器.起初容量控制器随意设置,但单词表和试错学习计划公布以后网络开始自组织,变的越来越会得出正确发音.即使删除若干”神经元”,网络的机能虽然变得有些模糊,它仍然保持着英语发音的能力。 理论构建方面： 芬兰赫尔辛基大学生理学研究所的Matti Bergstrom致力于建立他称之为“双极发生器”的大脑模型。这个模型把大脑分为“信息端”和“混沌端”。当刺激视网膜或其他感觉器官时，输入沿两个方向进行。一个方向经过皮层，皮层受过组织把刺激转变成极限环吸引子，即信息的有组织形式；另一方面通过位于脑干和边缘系统的“混沌发生器”环行。它把来自感觉器官和植物性神经的输入综合在一起，是无结构的，或者说结构复杂的我们无法破译。 当来自混沌发生器的电活动场遇到由信息发生器产生的模式，就会导致已被混沌干涉扰动和重组过的“概率云”。这些概率云中蕴含着许多激烈竞争的“突变”（Susan Blackmore在《迷米机器》中把这种东西叫作“迷米”(meme),她把它看作基因(gene)一样，可以复制传播），稍后我们还会看到这个词）最后是我自己的一些胡思乱想。 关于我们每天“知识”和“思想”本身，我想透过混沌之镜，会看到一些有趣东西。我们知道，我们的“知识”和“思想”，是通过一种叫作“逻辑”的东西把自身连接起来的。我们的语言有语言逻辑，自然学科有数理逻辑，侦探通过严密的思维逻辑推理破案。在我们的数学课本的证明题里，循环论证是被严格禁止的，但是没有循环论证，我们的知识体系将不复存在！翻开任何一部字典，对于稍难解释的词语，比如“时间”，是用“期间”和“时刻”这样的词语来定义的。而“期间”和“时刻”呢？最终又返回到“时间”这个词。这是典型的混沌式的迭代，也是语言进化，发展的基本原理。“时间”可以被看作是一个“吸引子”。 数学逻辑看似严密，但实际上，但它仍然是强烈依赖着“公理”的循环论证，比如欧氏几何中，任何演绎的起点和归纳的终点都是那几条基本公理。在公理体系内部谁也无法证明公理。但只要公理不被推翻，公理体系就能够进化发展，枝繁叶茂。哥德尔正是敏锐地发现了数学中存在的这一悖论，才证明了“哥德尔定理”，打破了数学家“绝对真理”的迷梦。在这里“公理”是“吸引子”。 语言逻辑和数学逻辑构成了人文科学和自然科学绝大多数的逻辑基础。前者看起来混沌一片而后者通常被认为逻辑清晰。混沌和秩序被大尺度地放大了。这两个看起来关系不大的学科由同一个奇怪吸引子维持着体系的完整――哲学。 哲学被定义为“对认识的认识”。听起来有些拗口，但看过语言逻辑和数理逻辑中的怪圈也就不奇怪了。正是通过哲学对科学的反思（反馈作用），人类的知识体系才得以构建并取得今天这样大的成就。不同的哲学体系构建起不同的知识体系，甚至意识形态。但是哲学吸引子的内部却是混沌的，总有一种说不清道不明的感觉在里面。不同的哲学体系之间可能会有根本的对立。 把哲学吸引子微分，我们又能发现循环论证的怪圈，这个怪圈的吸引子可能是我们大多数知识逻辑形成的起点，哲学家把它叫做世界观。不同的世界观之间本无孰优孰劣，不过如果从构建知识体系的牢固程度和复杂程度来评价世界观吸引子的话，唯物主义的世界观显然比唯心主义的世界观效率要高一些。 由此看来，被许多人崇拜的“知识”，也许并不是一种多么伟大的东西，只不过是无数循环论证纠葛在一起的巨大的逻辑怪圈。它们借助我们的大脑复制、生长、进化，并且可能比我们想象的要主动得多。（就象Susan Blackmore说的那样，我们都是迷米机器）历史上许多伟大的“哲学家”“思想家”，完成的工作不过是使怪圈内的逻辑更加精致。人类对知识并不具有绝对的控制力。 再来看看思维逻辑，思维实际上是动态的知识构成。我们从外界获取一个信息，或从内部产生一个信息，这个信息在大脑皮层被加工编码，最终被我们“理解”或“不理解”，这两者的区别我猜测可能与是否生长出足够多的突触，在大脑形成反馈通路有关。当一个信息被纳入我们已经存在的知识体系中并且形成一个完整的反馈通路，又回到它自己时，这个信息就会成为知识体系中不可分割的一部分，即被“理解”。而“真”“假”等思维逻辑的判断标准我猜测也与反馈通路的形成与否有密切关系。 曾几何时，我们狂热地相信是所谓的理性构成人类知识体系的基础。就像尼采在《悲剧的诞生》中提到的日神阿波罗，闪耀着秩序的光辉。但是在混沌的世界图景里，我们的知识体系摘下阿波罗的面具，露出酒神狄奥尼索斯的面孔，欢愉而迷醉。我们的知识正在变的难于理解，就像混沌教父普里高津说的那样：“作为近代科学基础的这个神话可以看作是特殊复杂性的产物，该复杂性在中世纪建立起经济政治社会宗教哲学和技术各方面之间互相放大的条件。但是，这个复杂性的迅速分解使经典科学在一种变形的文化中受到孤立并处于困境。” 然而这或许是世界最真实的面目。 |
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