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意识是不是物质 柔若水 一、问题的提起 辩证唯物主义认为，世界的统一性在于它的物质性。但哲学教材中又说：“世界上的一切事物和现象，归结起来，无非属于两大类：物质现象和精神现象。”（《辩证唯物主义和历史唯物主义原理》6页）这句话虽然出自论述哲学的基本问题部分，但影响很大很广，许多人都认为意识不是物质。那么意识到底是不是物质？对于这个问题，马克思有明确的回答：“观念的东西不外是移入人的头脑并在人的头脑中改造过的物质的东西而已”。观念是怎样移入人的头脑的？在人脑中是如何改造的？ 对于那种看起来完全没有感觉的物质如何跟那种由同样原子（或电子）构成但却具有明显的感觉能力的物质发生联系的问题，我们还需要研究再研究。唯物主义明确地把这个尚未解决的问题提出来，从而促进了这一问题的解决，推动人们去作进一步的实验研究。（《列宁选集》第二卷，41页）列宁认为，在解决问题所需的材料还没有充分收集起来的时候，在哲学上是不能解决相应问题的。这就是辩证唯物主义者研究哲学的科学态度。关于研究的方法，列宁明确提出要用科学实验的方法，而不是思辨。因为对物质的本质和运动规律的科学认识是靠观察、实验基础上的科学推理，而不是靠想象和思辨。 列宁的《唯物主义和经验批判主义》发表于1908年，距今已有99年了。现代生物、化学、物理、计算机等科学的研究已经取得了巨大的成就，虽然目前人们还没有完全弄清意识活动的细致过程，还没有完全实现对于人脑意识的模拟，但现有的知识完全可以说明，意识是以人脑为中心的神经系统的机能，是一种信息的储存和处理过程，是一种“物质的东西”。 二、神经系统的组成和功能 神经系统由中枢神经系统和周围神经系统两部分组成。中枢神经系统包括脑和脊髓，它们分别位于颅腔和椎管内；周围神经系统的一端同中枢神经系统的脑和脊髓相连，另一端通过神经末梢装置与身体其他器官、系统相联系。周围神经系统根据其功能的不同，可分为传入神经和传出神经两部分。传入神经（感觉神经）是将外周感觉器发生的神经冲动传至中枢的神经纤维；传出神经（运动神经）是将中枢发出的神经冲动传至外周效应器的神经纤维。传出神经又可以进一步分为支配骨骼肌的躯体运动神经和支配内脏器官的植物性神经。 中枢神经系统通过周围神经系统与全身其他的器官、系统相联系，接受、储存、处理、输出信息，从而在机能上调节其他器官、系统的生理活动，成为人体生理活动的控制者和调节者。神经系统对生理机能的调节作用是一个复杂过程，其基本活动形式是反射。17世纪，法国哲学家笛卡尔根据接触角膜时会引起有规律的眨眼这一事实，把机体对刺激的规律性反应和镜面对光线的反射作了简单类比，最先提出了反射学说。实现反射活动的全部结构叫反射弧，由感受器、传入神经、中枢神经、传出神经和效应器五个部分组成。简单反射和复杂反射都由以上五个部分组成。它们的区别仅在于中枢部分中间神经元数量的多少和活动形式的不同。反射活动中刺激和反应之间的输入和响应关系是明显的。反射弧中任何一个环节发生障碍，反射就会减弱或消失。 三、神经系统活动的一般规律 １.生物电现象 神经组织是神经系统的主要构成成分。它的组织结构包括神经元和神经胶质两种细胞。神经胶质有支持、保护、营养和修补的作用。神经元就是神经细胞，是神经系统的结构和功能单位。它能接受刺激，产生和传导神经活动。神经元外部有神经膜包围，有接受刺激和传导神经冲动的功能。神经元分细胞体和突起两部分。胞体内有细胞质和细胞核，是神经元代谢和营养的中心。胞体内除含有一般的细胞器外，还含有尼氏体和神经元纤维，前者是粗面内质网，与合成蛋白质有关，后者是微丝和微管，跟运输代谢物质有关。神经元的突起分为树突和轴突。树突把冲动传入细胞体，轴突把冲动从细胞体传出。每个神经元有树突一到几个，轴突一个。树突分支多，能增加接触面。轴突分支少，末端有分支。轴突和长树突总称神经纤维。 活组织在有效的刺激作用下，可以产生一种能够传播的，并伴有特殊生物电现象的反应过程，称为兴奋。但有时也可以在局部产生并不传播的局部电位，称为局部兴奋。但是在整体中，神经发生兴奋后，不仅沿神经纤维传导，而且，当传到与它有突触关系的另一个神经细胞时，将影响后一个细胞的活动，使之发生兴奋。要引起神经的兴奋必须具备一定的条件，当刺激作用时间不变时，要引起组织兴奋必须有一个最小的刺激强度，此强度称为刺激阈或阈值。阈值可以反应组织兴奋性的高低，阈值低表示兴奋性高，阈值高表示兴奋性低。刺激作用时间长，刺激强度变化率大，则容易引起反应。兴奋具有适宜性，某一组织对有的刺激反应较灵敏，对有的刺激反应弱或不反应。 细胞、组织兴奋时，不论其外部表现如何不同，它们都有电位的变化，统称为生物电。将微细电极和参考电极放在静息的神经纤维表面上，经导线输入放大器与电流计或阴极射线示波器联结，构成电路。两极的电位差为零，表明神经纤维表面各部分的电位差是相等的。将微细电极插入膜内（可以认为无损伤或不引起损伤），参考电极仍在膜外，立即发现膜内外存在着一定的电位差，膜外电位较高，带正电，膜内较低，带负电，犹如电池的正负极。这种膜外为正电位，膜内为负电位，两者电位差呈稳定的水平状态，称为极化状态。此时神经在静息的状态下，膜内外的电位差称为静息电位。 ２.神经纤维的传导 根据离子学说，神经膜内外离子分布情况，在正离子方面，细胞内钾离子离子浓度高，细胞外钠离子浓度高。在负离子方面，细胞外氯离子浓度高，细胞内主要是有机物。在静息状态下，膜对钾离子、氯离子有较大的通透性，对钠离子通透性很差。钾离子的通透性的要比钠离子的通透性大50─100倍左右，因此，钾离子比较容易经过静息膜而扩散，钠离子则较难扩散。由于细胞膜有选择性的通透能力，使膜内外离子呈不均衡分布，形成膜内的钾离子浓度高于膜外，因此在膜两侧建立起电位差。膜外为正，膜内为负。钾离子在建立膜电位差的稳定中起什么作用呢？当钾离子继续向外扩散时，膜两侧电位差不断增大，膜外正电位便排斥钾离子的外流，从而使钾离子内流，直至足以阻止钾离子使它不能继续向外扩散时为止，即两个方向的流动量相等时，此时钾离子处于平衡状态。所以说，静息电位就是钾离子的扩散电位，这时的电位差称为钾离子的平衡电位。这样，膜两侧电位差就维持在一定的数值上，这就是极化状态的维持。极化状态的存在，直接与膜内外钾离子的浓度比率有关，膜内外钾离子的浓度差越大，两者的电位差也越大。静息电位是极化状态的具体表现，也是组织能够发生兴奋的基础。由此可见，钾离子在建立膜电位中的作用。可以这样认为，钾离子的浓度对神经和肌肉兴奋的发生和传导有重要影响。膜外钠离子的浓度高于膜内，钠离子的通透性很低，可是也有一定数量的钠离子向膜内扩散，但细胞利用代射能量，通过神经细胞膜的钠泵作用，又不断地将钠离子的逆差浓度差泵出膜外，使神经纤维保持稳定状态。 处于极化状态的细胞膜，当某一点受到刺激影响，如施予达到阈值的电刺激，此时神经膜上的钠通道打开，膜对钠离子的通透性突然提高，超过对钾离子的通透性，由于浓度梯度的推动和膜内负电位的吸引使大量的钠离子快速流入膜内。结果造成膜内电位反而比膜外为正，产生去极化，在该点上膜电位倒转，称为反极化或超射。此刻在神经的正常部位和去极化部位之间形成电位差，产生局部的微小电流。该电流引起邻近膜的去极化，并在该处相继产生局部电流。这样，膜的去极化过程犹如火焰沿导火线蔓延一样，立即以很快的速度传遍整个神经纤维，这就是所说的神经冲动。因此，冲动一词含有兴奋和传导两个意义。当神经组织受到刺激而兴奋时，沿神经纤维传导的兴奋称为动作电位。动作电位的发生是非常短促的，传播也相当快。膜电位经过短暂的去极化、反极化后，又很快地得到恢复。因为神经维持活动后，由于离子泵的作用又将钠离子逐出膜外，并使膜内重新获得钾离子，即恢复到原来的状态。 ３.神经系统活动的一般规律 不同神经元的突触小泡含有不同的递质，兴奋性突触小体内的突触小泡含有兴奋性递质，抑制性突触内的突触小体含有抑制性递质。当兴奋性递质与突触后膜上的特殊受体蛋白质结合时，使钠离子通道开放。细胞外钠离子浓度高于膜内，钠离子内流，促使突触后膜去极化。此时可在突出后膜神经元胞体处记录到一个电位变化。这种突触后膜局部电位变化的反应称为兴奋性突触后电位。当突触后膜的去极化达到阈电位水平时，可引起突触后神经元产生一次神经冲动。其突触被称为兴奋性突触。当抑制性递质与突触后膜上的特殊受体蛋白质相结合时，使钾离子或氯离子通道开放，分别引起钾离子外流或氯离子内流，其作用都可以引起突触后膜的超极化。此时在突触后神经元的胞体上可记录到一个电位变化，称为抑制性突触后电位。由于突触后膜超极化，使突出后神经元的兴奋性降低，不容易产生神经冲动，表现为抑制。该突触称为抑制性突触。 抑制有突触后抑制和突触前抑制。突触后抑制是由抑制性中间神经元实现的，在中枢神经系统内存在着相当数量的这种神经元。当它兴奋时，其轴突末梢释放抑制性递质，在突触后膜形成抑制性突触后电位，致使突触后神经元呈现抑制性效应。由于这种抑制是由突触后膜出现抑制性突触后电位造成的，故称为突触后抑制。例如屈肌反射的传入神经纤维进入脊髓后，一方面可直接兴奋屈肌运动神经元，另一方面经侧支同时兴奋抑制性中间神经元，通过突触后抑制作用可抑制伸肌运动神经元。突触后抑制在中枢神经系统内是普遍存在的，因而是人体活动通过中枢神经系统能达到协调的主要基础。 如果抑制的原因发生在突触前膜，称为突触前抑制。从神经元结构来看，突触前抑制是通过轴突—轴突型突触的活动而发生的。设神经元b与神经元a构成轴突——轴突型突触。神经元a与神经元c构成轴突——胞体型突触。神经元b与神经元c并不直接接触。b对神经元c发生抑制性影响时，在神经元a兴奋之前，先使神经元b兴奋并在末梢释放递质，使神经元a去极化。在去极化尚未消失期间，神经元a的冲动沿轴突到达突触小体时，由于神经元b预先去极化，由神经元a传来的冲动所发生的动作电位幅度将低于正常，释放的递质减少。因此，造成神经元c突触后膜不容易甚至不能发生兴奋，即不能达到阈电位水平，不能产生神经冲动，因而呈现抑制效应。突触前抑制在中枢神经系统内也是广泛存在的，尤其常发生在感觉传导通路中。例如当感觉传入冲动到达脊髓时，可以引起感觉通路中第二级神经元兴奋，同时也引起周围神经元产生突触前抑制，使之减少或消除主要信息周围的其他信息，这样就可以使传入大脑的感觉信息显得明晰突出，由此可见突触前抑制对调节感觉的传入作用具有重要意义。 四、感觉器官与人的感觉 神经系统由中枢神经系统和周围神经系统两大部分组成。各种感觉器官的神经冲动通过周围传入神经，经过一定的环节和路径传入中枢神经系统。感受器发出的神经冲动经特异投射系统和非特异投射系统分别投射到大脑皮质的各个不同部位，两者具有不同的生理功能。特异投射系统是指感受器发出的神经冲动沿特定的传入通路传到大脑皮质而产生的特异性感觉的传导路径而言的。人体通过各种感受器，接受适宜的刺激，产生神经冲动，通过脑干上行，沿特异投射系统传向大脑皮质。第二级神经元传入途中通过脑干时发出侧支，与脑干网状结构的神经元发生突触联系。通过脑干网状结构的联络区再激活网状结构中的效应区中的上行激活系统，在网状结构中反复换神经元，于是失去了来自各种感受器原有冲动的特性，形成非特异的投射。最后再弥漫性地投射到大脑皮质的广泛区域，对大脑皮质起易化作用，使大脑皮质保持清醒状态。在此基础上才能进行思维活动。这样，通过非特异投射系统的活动和特异投射系统的活动使大脑既处于清醒状态，又能产生特定的感觉。 感受器和感觉器官这两个名称有时可以通用，但含义不完全相同。感受器是具有感觉神经末梢的特殊感受装置，能感受刺激并转变其为传入神经冲动。感觉器官则常指除了具有感受器外还有一些辅助装置或附属结构的器官。根据感受器所在的位置的不同，它可分为外感受器和内感受器两大类。视、听、嗅、味和皮肤痛、温、触、压感受器位于体表或接近体表，都属外感受器。这些感受器接受相应的外界刺激，产生并传入冲动至脑的高级部位，能引起清晰的主观感觉。内感受器位于身体的内部，存在于血管、内脏、骨骼肌、关节、肌腱、内耳前庭器官等处。内感受器感受内环境的变化，有的专门感受内脏器官的活动和机能状态，如内脏压力感受器或牵张感受器、化学感受器等；有的则专门感受身体在空间的位置和运动状态，如肌肉、肌腱中的牵张感受器和前庭器官的位置和平衡感受器等。 １.视觉 光源色：欲使原子发光，必须先将它激发，使它处于激发状态。具有一定能量的电子、原子、分子与某个原子相碰撞就可能将后者激发；此外原子吸收一个光子也能引起激发，这是光的吸收过程；热激发是高温物体发光的主要原因，如果采用与原子激发类似的方式激发分子，分子同原子一样也可以发光。分子光谱比原子光谱要复杂得多。由于自然原因和人为原因出现各种光源，如太阳光、星光、各类灯光、荧光和磷光等，它们自身会发光，具有各自的特点，我们只讨论太阳光。 人类一直生活在太阳光下，但过去的人们不了解太阳光是什么。1666年，英国科学家牛顿让一小束太阳光透过三棱镜投射到白色屏幕上，出现了一个彩虹似的色带，而且按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的次序排列。可见光由七种颜色的光复合而成，太阳光具有最丰富的光谱成份。太阳光习惯上被称为白光，我们已经知道它是由多光谱混合组成的复色光。现代物理学认识到光既具有粒子性也具有波动性,是一种电磁波。电磁辐射的波长范围很广，可见光的波长范围一般是指380nm(纳米）到780nm，称为可见光谱。小于380nm波长的称为紫外辐射，大于780nm波长的称为红外辐射。在可见光谱范围内，不同波长的辐射使人们感觉到不同颜色，一般来说，700nm为红色、580nm为黄色，510nm为绿色，470nm为蓝色，400nm为紫色。 物体色：当光照到一个物体上后，一部分光会被这个物体反射（或透射），而另一部分光进入物体被吸收。一切物体的各种各样的颜色，完全取决于光线照射到该物体上时被吸收、被反射或被透过的状态。如果被照物体将射来的光线完全反射，该物体呈现为白色；假如物体把射来的光线全部吸收，该物体呈现为黑色；若该物体除某一波长的光线被反射出去，其余波长的光线都被吸收，那么该物体显出的颜色就是被反射的波长的光线作用的结果。如被反射光线的波长为700纳米，物体表现为红色，其余依此类推，所以物体表面的特性是决定“它的颜色”的重要因素。物体表面对光的反射，往往与照射光的特点或角度有关。光束从什么角度照射，眼睛从什么角度观看，都会影响到所“看到的颜色”。 光和物体都是客观存在的，光的颜色是不同频率的光在人的视觉神经里的反应。光线自外界进入眼球，在到达视网膜之前，必须通过一系列折光力不同的透明介质，即通过由角膜、房水、晶状体和玻璃体组成的复杂光学系统，与光线通过凸透镜的折射、聚焦和成像原理相同。光线通过眼内折光系统的折射在视网膜上聚成焦点并形成物像。视网膜在眼球壁的内层，它是眼球的感光部分，是一个透明薄膜，其中有视觉感光细胞—锥体细胞和杆体细胞。在视网膜中央有一个特别密集的锥体细胞区域，它是黄色的，故称为黄斑，直径约为2—3毫米。黄斑中央有一个小凹，叫中央窝，是视觉最敏感的所在。锥体细胞能够分辨“颜色”和物体的细节，杆体细胞适合于弱光视觉，但不能分辨“颜色”和细节。感光细胞外段的圆盘膜上存在着能吸收光能的感光物质。感光物质受光照射而发生光化学反应，释放能量，引起了感光细胞膜对钠离子的通透性变化和电位变化，通过双极细胞等视网膜神经细胞的信息处理和传递，转变为视神经纤维上冲动发放频率的变化，这时它已经不是物的像，信息的质能形式发生了变化。神经冲动经过传递最后传到大脑枕叶皮层的高级视觉中枢，经过神经中枢的解码，人就产生了物体的大小、形状和颜色感觉。值得一提的是，不同的人，由于民族、性别、年龄、文化程度、疲劳状况及职业等因素的不同，对颜色感觉会略有差别。 总之，光的照射，物体的表面特性和人眼的视觉功能，是人感觉到颜色的必要因素。 ２.听觉 ３.嗅觉 ４.味觉 其他感觉的形成和以上四种感觉形成的原理是一致的。感觉是外界的刺激作用于感受器后，引起感觉器官的兴奋，产生神经冲动传至大脑皮层而引起的大脑皮层特定部位的兴奋。它是通过各种感觉器官对事物的个别性质的反映，它以函数的形式沟通感觉意识与外部世界的直接联系。 五、中枢神经系统的结构与知觉的形成 １.神经系统的结构、分区与知觉的形成 人体大部分传入神经冲动，都先传入脊髓后才上传至脑。由脑发出的神经冲动，大部分需经脊髓而后传至效应器，因此脊髓是人体各部分与脑之间的联系通路。另外，脊髓存在着低级的躯体反射和内脏反射中枢，但脊髓的正常功能状态，需要高级中枢的调节。 脑位于颅腔内，由大脑、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑六个部分组成。通常把中脑、脑桥和延髓三个部分合称为脑干。大脑分左右两个大脑半球，是中枢神经系统的最高级部位。大脑的每个半球表面被覆一层灰质，皮质的内部是髓质。在大脑半球和小脑半球，大量神经元胞体和树突所形成的灰质集中于半球表层，特称为皮质。人类大脑皮质的总面积约为2000—2480平方厘米，大脑皮质细胞总数为100亿左右。表面有很多皱褶，陷下的缝称为沟，隆起的部分称为回。大脑皮质分为四个部分：额叶、枕叶、顶叶和额叶。人的额叶得到了充分的发展，它占皮质表面的29%。髓质位于皮质内部，由皮质发出的神经元纤维组成。髓质中埋藏一些灰质核团，称为基底神经节。髓质纤维包括大脑回与回之间，叶与叶之间，两个半球之间及皮质与脑干脊髓之间的上下联系的神经纤维。脑就是通过这些神经纤维的联系来完成其功能的。 大脑皮质由各种神经元、神经纤维及神经胶质构成。根据细胞的形状，皮质神经元主要有锥体细胞、梭形细胞和星形细胞三种。锥体细胞和梭形细胞常有一条长的树突，从胞体顶端发出，指向皮质表面，短的树突从胞体向其他部分发出。较小的神经元树突向四周辐射，止于细胞体附近。锥体细胞和梭形细胞的树突上有许多侧棘，是形成突触接触的地方，颗粒细胞的侧棘较少。皮质的厚度介于1.3—4.5毫米之间。皮质中的细胞都是以分层方式排列的，形体上多少相似的细胞聚集成一定的层次。大部分皮质共同的基本结构，可以分为六层。根据皮质细胞轴突的行径，可分为四种主要类型。第一型神经元的轴突穿过皮质下行，到达深面的白质，并可延伸到皮质下脑干或脊髓水平的投射纤维，或延续到皮质其他区域的联络纤维。这类细胞沟通了大脑皮质的不同区，沟通了大脑皮质和其他神经的联系。第二型具有较短的轴突，终止于细胞体附近，沟通细胞之间的联系。第三型神经元有一上行的轴突，在一个或多个皮质内分枝，沟通皮质不同层次之间的联系。第四型的轴突在皮质内水平方向通行，沟通了皮质内同一层神经元之间的联系。根据大脑皮质六层构造的基本形式，主要基于细胞类型的区别以及纤维疏密不同，Brodmann把人脑分为52区。如运动区、感觉区、听区等等。大脑皮质的不同地区具有不同功能，形成不同的中枢区。 由于人的感受器是多种多样的，我们所感知的客观事物的性质，一般都不是只有一个兴奋灶的感觉。大脑皮质经常具有持续的、节律性的电位变化，称之为自发脑电活动，即大脑皮质无任何明显刺激时所发生的电位变化。不同部位的神经元自发电活动的频率和振幅有所不同。当感受器和传入神经系统受刺激时，在大脑皮质一定部位记录的电位变化，称为诱发电位。诱发电位的产生使这一地区和周围形成电位差。如大脑皮质的不同区域产生电位差，则在一定的条件下，由于两个诱发电位之间的电位差使联系两个诱发电位所在神经元之间的神经纤维两端产生电位差，形成动作电位，从而将两个或多个兴奋灶联系起来。我们同时或在间隔的时间内从不同的感受器感受物体而产生的知觉兴奋灶，由于它们之间刺激的联系，使大脑中的这些兴奋灶处于相对活动状态而发生联系，使感觉发展为知觉。 经感受器输入的信息使人产生感觉，由于同一物体对人体各感受器的刺激有密切联系，由于人脑神经元之间的有机联系，人所获得的关于同一物体和形、色、味等感觉的兴奋沟通，我们便可得到某个事物的知觉。知觉是多种感觉的有机组合，它与事物的整体性质相对应。我们对事物的个别性质的感觉越丰富，获得的信息越多，对事物的知觉也就越完整。这是就知觉的初始形成而言的，对于已有思维、情感的人来说，过去的经验、思维和语言活动也影响人的知觉。 贝克莱认为，物是感觉的组合。如何把这个“物”理解为知觉意识物，才是正确的。人通过知觉把感觉整合起来，形成意识之物，从数学的角度看，感觉是知觉的元素，知觉是感觉的集合。知觉是客观事物的意象，意象是物象的反映，意象和客观物体是两种不同的物质存在。如果把客观事物的输出当作自变量，它也形成一个集合。客观事物的输出信息与人脑中的意象形成一种函数关系，但两个集合的元素之间不是一一对应的关系，因为每一粒沙子中都有不可穷尽的知识。 休谟认为，研究人类感觉应该是解剖学和自然哲学家的事情，而不是精神哲学家的事情。其实精神正是神经解剖组织的活动，不通过解剖神经研究感觉，就难以得出唯物主义的结论。唯心主义对于意识的研究方法是自我反省和黑箱方法，包括分析哲学家的语言和逻辑哲学都是黑箱研究方法。这种方法不能科学地说明意识的实质和运动规律，在实践中不能指导制造具有高级人工智能的电脑。只有白箱研究才能彻底解决这个问题。 ２. 感觉和知觉信息的贮存就是记忆。信息贮存多数发生在大脑皮质，在边缘系统、丘脑、脑干的网状结构等部分也具有贮存信息的能力。短期记忆可以用震荡环路的原理解释。实验说明，当一强刺激直接加于大脑皮质表面，经数秒钟后再移去，由这种刺激所兴奋的局部区域，可以在短期内仍然继续发放节律性动作电位。这一效应中，神经冲动可能在局部环路中震荡，或者在大脑皮质与丘脑之间的复杂联系的神经元环路中震荡，因而延长了兴奋的持续时间。据推测，到达大脑皮质的感觉信息，能引起同样的兴奋回环震荡，这可能是短期记忆的基础。以后当返回环路发生疲劳时回环震荡中断，或者新的信息干扰了返回过程时，短期记忆便消失了。 长期记忆的机制，在环路中可能与神经元突触传递的易化有关，是神经元环路的持续震荡使突触发生了某些物理、化学变化而引起结构的变化所造成的。这些变化可能使突触易化的程度半永久或永久性增高，使信息通过突触越加容易。如不断地得到巩固，则可形成巩固的记忆。20世纪60年代初期，曾有人提出记忆必然是以某种分子结构的形式存在于脑中的。主要涉及到RNA和蛋白质两大类物质分子的可能作用。神经元外部由神经膜包围，有接受刺激和传导神经冲动的功能。胞体内除含有一般的细胞器外，还含有尼氏体和神经元纤维，前者是粗面内质网，跟合成蛋白质有关，后者是微丝和微管，跟运输代谢物质有关，当然这些神经纤维必然有将外界膜所接受的刺激传入胞体内的作用。神经环路的长期震荡必然通过胞体内神经元纤维传入胞体内作用于尼氏体，加上其他的作用，合成蛋白质，形成长期记忆。以脑垂体后叶加压素对遗忘的预防作用的动物实验研究，证明垂体后叶加压素可以影响记忆的过程，可能是通过易化巩固的过程或者保护记忆的巩固而实现的。 虽然人们目前还没有完全弄清记忆的生理机制，记忆是外界刺激传入神经中枢所引起的神经元的反应的保留，这是毫无疑问的。记忆是物质互相作用的结果，是物质的一种运动形式的持续。听觉记忆的机制必然和录音机的录音机制相似，视觉记忆的机制必然和数码录像机的录像机制相似。感觉不是对客观事物的简单复写、摄影和反映，从信息的角度看，由客观事物输出的信息变成人脑的感觉记忆时，信息的内容虽然没有变，但它的形式（质量和能量）已发生了变化。感觉和知觉对客观事物的反映，并不象传统相机的胶卷那样留下物体的象，它的原理与数码相机类似，以数码形式整合储存接受的信息，只有在一定条件下通过解码才能形成意象。感觉是人脑对客观事物的“反映”，但不能把反映简单理解为模写，从数学的角度看，它是一种函数关系；从信息的角度看，它是信息的传输、储存和解码的过程。感觉的整合形成知觉，知觉的记忆是形成概念的基础。没有知觉的记忆就不能认识物体的本质和运动规律。理性认识与客观存在的关系更加复杂。列宁说：“认识是对自然界的反映。但是，这并不是简单的、直接的、完全的反映，而是一系列的抽象过程，即概念、规律等等的构成、形成过程”。（《列宁全集》38卷，194页）
六、第二信号系统与概念 １.条件反射与非条件反射 在心理学中，反射活动可以分为条件反射和非条件反射。非条件反射是机体先天形成的本能行为，是动物生来就有的。其反射弧是固定的，反射比较稳定，少变或不变。非条件反射是建立的物质、化学反应基础上的生物反应。这种反射只要反射弧完整，并具有适宜的机能状态，在相应刺激下，不需要经过后天的训练就会引起反射性反应，是一种比较低级的神经活动。条件反射不是建立的物质、化学反应基础上的生物反应，它不具有反应的必然性。条件反射是动物后天获得的，在生活中通过一定的条件形成，是在非条件反射基础上形成的一种高级神经活动。如正常狗在不太饱的情况下，给它吃食物，能引起唾液分泌，食物是引起唾液分泌的非条件刺激物。对狗的唾液分泌而言，铃声是中性刺激或无关刺激，不具有引起唾液分泌的必然性。如果在喂食前铃声单独作用几秒钟，然后再给狗喂食，这样，经过铃声和食物经多次结合，当铃声单独作用时，还未给喂食，狗就有唾液分泌，这就是说狗已经建立了条件反射。铃声由中性刺激变成了条件刺激，成为进食的信号。苏联生理学界的传统观念认为：当动物进食时，味感受器的神经冲动沿传入神经传到延髓唾液分泌中枢，再由此发出传出神经冲动传到唾液腺，引起唾液分泌，这是唾液分泌条件反射在延髓水平上的反射弧。味觉感受器的冲动由反射弧途径上左侧支向上传，经过通路继续上行到丘脑，然后传至大脑皮质味觉中枢，形成一个兴奋灶。在引起味觉的同时，皮质也发出下行冲动，兴奋延髓的唾液中枢，促使唾液腺分泌。建立条件反射时，中性刺激（如声音刺激）经上行传导通路到达皮质的听觉中枢，形成条件刺激的皮质兴奋灶。其中非条件刺激引起的兴奋灶比较强，中性刺激引起的兴奋灶比较弱。中性刺激与非条件刺激经多次结合后，较强的兴奋灶就可以吸引较弱的兴奋灶，在两个兴奋灶间形成暂时的功能上的接通。于是中性刺激就成了条件刺激，获得了与条件刺激相同的作用。当它单独出现时，引起的兴奋过程能沿暂时性联系到达非条件反射的皮质代表区引起相应的反射活动。大脑皮质各区之间是由神经纤维勾通的。设味觉中枢和听觉中枢都处于正常的兴奋状态，当听觉中枢接受到铃声刺激后必然会引起相应神经元的兴奋，产生静息电位的去极化，引起小范围的动作电位。食物的刺激也会形成味觉中枢某一范围的动作电位。由于二者之间存在时间差，必然使二者的兴奋灶强度不一致。设前者为Ａ兴奋灶，后者为Ｂ兴奋灶，二者由神经纤维联系起来，由于二者强弱不一，在Ａ、Ｂ之间产生电位差。铃声刺激和食物刺激的多次结合，神经冲动的时间整合促成空间整合。使Ａ、Ｂ之间产生动作电位，两个兴奋灶之间的兴奋沟通。这种联系随着二者联系的加强而建立起较牢固的联系。当铃响而未喂食时，Ａ的兴奋必然会引起Ｂ的兴奋，或代替B直接引起相应的反射活动。 条件反射不仅能用来研究大脑皮质的兴奋过程，还可以用来研究其抑制过程。如在条件反射进行过程中，由于内外环境出现了新的刺激，原来的条件反射不出现了，这种现象称为外抑制。又如刺激过强，反射活动也会减弱或不出现，称为超限抑制。外抑制和超限抑制不必经过事先的特殊训练就可以出现。另一种情况是，当条件刺激重复出现而不伴随非条件刺激的强化作用时，条件反射将会逐渐消退，这是由于大脑皮质产生了抑制过程的缘故。为了与外抑制相区别，这种抑制称为内抑制。内抑制是由兴奋过程转化而来的。原来能引起大脑皮质产生兴奋过程的条件刺激，若重复应用而不用非条件刺激来强化，就会转变为抑制性刺激，引起大脑皮质产生抑制过程，使反射不出现。消退抑制是内抑制最简单也是最基本的形式。连续多次施以动物阳性条件刺激而不给予强化，在大脑皮质逐渐发展起来的抑制过程，称为消退抑制。在条件反射初期，不仅被强化的条件刺激可以引起阳性反应，而且与它相似的刺激，虽然没有经过强化也能引起阳性反应，这种现象被称为条件反射的泛化。但如果只强化某一条件刺激，而不强化相似的条件刺激，泛化现象会越来越小，最后动物就能将条件刺激和相似刺激区别开，这种现象称为条件反射的分化。使条件刺激与非条件刺激相结合的时间间隔延长，在大脑皮质产生的抑制被称为延缓抑制。如间隔一定的时间分别施予条件刺激而只强化其中某一时刻的刺激，动物只对强化了的这一时间的刺激做出反应，而对邻近时间的刺激不做出反应。 条件反射的兴奋和抑制是大脑皮质的两种基本神经过程，由于抑制过程的存在，大脑皮质的信号化活动不断得到纠正而达到完善的地步。也就是说，只对真正具有信号意义的刺激发生反应，并使反应在时空上更符合实际情况，使反应更为精确有效。抑制过程使人对事物的感觉更加准确，区分不同物体的性质，区分不同物体的界限，初步区分物体的真相和假相。兴奋过程使人对物体的感觉更丰富，同时为人的语言的形成提供了生理基础。 ２.第一信号系统与第二信号系统 条件反射实际上是一种信号活动，大脑皮质的活动有两种信号系统，即第一信号系统和第二信号系统。动物和人类的大脑皮质都能将自然界的具体刺激，如声、光、机械刺激等转变为某种生理活动的信号，形成条件反射。这种以具体刺激作为信号的皮质神经联系及其活动称为第一信号系统。传统观念认为，人类除了有第一信号系统外，还存在其他动物所不具备的特殊机能，即语言机能。语言、文字可以代替具体刺激使人类产生各种反应，也就是说词是外界事物的抽象，是自然界具体信号的代替者和概括者，它是信号的信号，即第二信号。 这种区分没有划分出两种信号系统的根本区别，何为具体刺激，何为语言？以前面给狗喂食一例来说，食物的刺激是非条件刺激，喂食前的铃声是中性刺激，二者的多次结合使铃声成了食物的信号，即为食物的代替者。语言和铃声一样，也是一种声波，如我们在给狗喂食前每次都叫“吃食”，给过多次结合，“吃食”一词的声音可以和铃声一样成为食物的代替者。从大脑皮质的活动来看，语言和铃声的刺激一样，它们和食物刺激的联系都是不同兴奋灶的接通。其实语言就是一定的声波，文字就是一定的光波，它们和自然界的声波和光波一样，是一种特定的物质运动。为什么铃声不是第二信号，而语音、文字是第二信号呢？ 为了避免概念的交叉和由此带来的混乱，我们对条件反射和非条件反射以及两种信号系统的概念略加修改。传统观念认为，非条件反射只建立在植物性神经上，在反射活动中效应器立即做出了反应；由第二信号系统构成的反射，并不立即做出反应。人从接受信号到做出反应常常需要一个思考的过程。其实并非所有的非条件反射都立即在效应器上做出反应，婴儿对母乳具有天生的非条件反射，但对其他食物的非条件反射必须有一个适应的过程。所以我们认为，非条件反射建立在感觉基础上，感觉的过程就是非条件反射的过程，这就扩大了非条件反射的范围。条件反射建立在知觉基础上。动物接受物体的适宜刺激后必然做出反应的过程是非条件反射，由某物体的甲刺激作用于人的A感受器所引起的与同一物体乙刺激作用于人的B感受器所引相同效应的过程中，甲刺激是乙刺激的第一信号。第二信号系统建立在联系的基础上。由甲物体的刺激作用于人的A感受器所引起的与乙物体的刺激作用于人的B感受器所引相同效应的过程中，甲物的刺激是乙物刺激的第二信号。吃梅生津是非条件反射，望梅生津是第一信号系统，谈梅生津是第二信号系统。第一信号和第二信号所形成的反射活动是条件反射。第二信号不同于第一信号，它不具有成为非条件刺激信号的必然性，所以叫中性刺激。 第二信号反射是个体后天获得的建立在非条件反射基础上的反射。不经过特殊训练或长期适应就没有这个反射。个体生活的环境不同，形成的第二信号反射也就不同。第二信号条件反射的反射弧是不固定的，是兴奋灶联系上的沟通，随着条件的变化而改变。不但铃声能成为条件反射的信号，任何中性刺激和非条件刺激适当地结合都可以转变为条件刺激。中性刺激和非条件刺激相结合的过程叫做强化。经常强化的条件反射会越来越巩固，不强化的条件反射就会逐渐消退。语言文字和铃声一样是一种中性刺激，用不同的语音和文字形式与具体的刺激相结合，就会形成不同的语言。不同民族的语言不同，是由不同的强化所造成的。 ３、概念的形成 人的大脑皮质的神经细胞数量平均约为100亿，一个神经元上的突触少则几千、多达几万。大脑皮质的每一个感觉中枢都有大量的神经元，可以形成大量的兴奋灶。神经元之间的联络纤维众多，这样多的神经纤维足以沟通不同皮质区和不同兴奋灶之间的联系。人类大脑皮质的分层结构，使人类大脑皮质的神经元数量众多，联系复杂，为语言的形成奠定了坚实的物质基础。一般民族的语言，其文字常用的只有几千，语音形式更少。听觉中枢神经元的数目远远大于语音数目，视觉中枢的神经元数目也远远多于文字的数目。人类大脑皮质神经元及其联系足以建立起复杂的语言系统。在此基础上，人类将具体事物的刺激分别以不同的语音形式或文字形式来代替，在知觉基础上形成对事物的指称，从而建立语言体系，这正是人类的聪明之处。人对事物的认识在不断深入，不同的人对事物的性质及特征把握不同，没有语言的指称，离开语言代号，思维特别是交际是很困难的。 从临床观察来看，有关语言的活动中，中央前回下部前方即布洛卡氏区损伤后会引起“运动性失语症”，病人可以看懂文字，也能听懂别人的谈话，自己虽能正常发音，就是不能用词来表达自己的思想。“运动性失语症”的产生，是由于切断了语音兴奋灶指向其发音体之间的联系造成的。语言学家推测，布洛卡氏区是专门控制说话机能的部位。 颞上回后部（维尔尼克区）损伤会产生“感觉性失语症”，病人能讲话、书写，也能识别文字，能听清别人的发音，但听不懂别人说的话。对言语、文字的理解，就是在语音或文字第二信号系统的刺激下，能引起第二信号所代表的感觉和知觉的兴奋。“感觉性失语症”的产生，是由于切断了语音兴奋灶和其所概括的事物的兴奋灶之间的联系造成的。一般认为，维尔尼克区是专门控制理解说话机能的部位。 损伤额中回后部接近中央前回手部代表区的部位，病人能听懂别人讲话，能读懂文字，也会讲话，手部运动也正常，但不能写出过去认识的字，称为“失写症”。这种病症的损伤不在角回而在额中回后部接近中央前回手部代表区的部位，说明听觉和视觉之间的联系是正常的，问题出在脑的书写区和手的运动区之间的联系上。由于切断了书写中枢和手运动区之间的联系，所以书写中枢的兴奋无法引起手运动中枢的兴奋，由此产生了“失写症”。由于其他中枢和手动中枢之间的联系仍然相通，所以手可以自由活动，但不能写字。 如角上回损伤，能说话，能听懂别人的话，视觉良好，但看不懂本来可以阅读的书面材料，称为失读症。“失读症”是由于损伤了角上回，从而使文字信号输入相应的大脑皮质区后，不能引起它所代表的感觉和知觉的兴奋灶的兴奋所造成的。如病人看到“妈妈”一词不能理解其含义，就是这一条件刺激所引起的兴奋灶的兴奋不能使“妈妈”的各种复合刺激的各兴奋灶兴奋。病人能看清词，说明“妈妈”一词的刺激仍能在视觉文字区产生兴奋，角上回的损伤只是切断了这一兴奋和其他与“妈妈”相关的兴奋灶的联系。 人类语言的形成过程，就是人脑条件反射的建立过程，是不同皮质区、不同兴奋灶沟通的过程，这个过程同时伴随着大脑及其皮质的进化。人脑皮质分为52区，不同的皮质区具有不同的结构及相应的功能。人体不同的感受器接受不同的刺激，形成特定的神经冲动，在大脑的不同中枢形成相应的兴奋灶。在一定的条件下，当第二信号刺激兴奋与感觉和知觉的记忆由于电位差和其他因素而形成稳定的联系时，第二信号成了感觉和知觉的代替信号。人类的语言或孩子的语言就是这样形成的。例如教小孩子叫“妈妈”，“妈妈”一词的声波刺激在大脑皮质形成一个兴奋灶，经常与“妈妈”的形体、面貌、言行等复合刺激的各兴奋点发生联系，从而形成了语言的条件反射。以后凡是叫“妈妈”或听到“妈妈”一词就与“妈妈”的各种具体刺激联系起来，即体会到“妈妈”一词的含义了。 这个妈妈只是这个孩子的妈妈，也就是说这个妈妈还是一个个体名词。妈妈的概念指称一个特定的对象。孩子对妈妈的认识，一开始只对应到某一个具体的人，经过多年的感受和教育，才能认识到妈妈是生我、养我、教我、育我的女人这就是妈妈概念的内涵。人类历史上曾存在过漫长的只知其母不知其父的母系社会，人对父亲的认识经历了艰难曲折的过程。一个概念的形成往往需要几代人甚至千百年的认识与锤炼。概念和知识的积累使后代人对事物的认识相对容易一些。当孩子走出家门后，发现不仅自己有妈妈，别的孩子也有妈妈，初步形成妈妈的一般概念。孩子长大后，学了语言学和逻辑学之后，才能给妈妈下一个定义，形成较为科学严谨的概念。自然语言中的概念大都具有一定的模糊性，许多妈妈直到老死也不曾给自己下过一个定义，她们都明白作为一个妈妈的情感和责任。概念的科学、严谨取决于生活、生产、科学研究等实践的需要。 妈妈一词由个体名词变为集体名，信号由某一感觉和知觉的符号变成某一类感觉和知觉的符号，这就是所谓的共相。概念的形成是对物体及其性质的比较概括的过程，已经包含着人对物体及其性质的判断，所以认识由感性认识上升到理性认识到。世界上只有个体存在，没有一般的存在。一般概念是意识的产物，而不是先于世界（包括意识）并创造世界的上帝。共相存在于个别之中，客观唯心主义是错误的。由于想象和一般概念的形成，大脑中的兴奋与自然界之间的关系并不是一一对应的关系，体现了认识的能动性。主观唯心主义总是认为人的认识不能超越人的感觉和经验，其实概念的形成中，已经舍弃了物体的某些性质，当然也可以舍弃感觉所带来的影响。当我们把自己感知的知识说给别的听时，认知的知识已经转化为描述的知识，当我们给某一个概念下定义时，大多都已经舍弃物体的色、声、味、嗅等感性因素。如果把感觉和知觉的知识当作全部的知识，当作全部的意识时，就不能避免主观唯心主义的错误。 感觉、知觉与第二信号系统的结合形成词。词的语音和书写形式成为感觉和知觉的表达形式、符号。感觉和知觉是客观事物的函数意象，构成词的内容。第二信号系统构成概念的形式，它是约定俗成的。这就形成了以词为信号的神经细胞兴奋群，词犹如电脑中文件的文件名，感觉和知觉犹如文件的内容。随着人对事物认识的内容不断深入，文件的内容不断丰富。大脑皮质的巨量神经元及其复杂的联系，使人脑中的各种记忆或表象同一定的语音和文字建立起条件反射联系即信号联系。人脑中有专门的视性语言中枢和听性语言中枢，它们分别是文字中枢和语音中枢，它们和其他的神经元或神经元集团有广泛的联系。语言中的名词有个体名词和集体名词，个体名词和语音文字的联系，是知觉性神经元集团与语音文字记忆信号之间的联系；集体名词的神经元集团比个体名词大得多，其他信号与具体事物的记忆之间的联系依次类推。语音、文字虽然也是储存于皮质中的信息，但它们可以看成是其他记忆的代号。正如图书馆中藏书的编号一样，当我们刺激对应的语音或文字，就象提取藏书的编号一样，如果我们要看其具体内容就可以引起它所代表的神经元集团的兴奋，使其显示出来。人脑的意象是显示给自己的，而电脑“意象”是显示给人看的。如果我们能做到电脑把“意象”显示给自己看，也许离制造高级人工智能电脑不远了。 概念在语言中以实词的形式表达出来；虚词有的表示事物之间的联系和人的情感，有的是遣词造句的需要。不同民族的语言形式有所不同，并且语言在不断地变化，我们以现代汉语为例说明。现代汉语中实词不仅包括名词，还有动词、形容词、数词、量词和副词。名词表示人、事物、时间、空间和方位。动词表示人的动作、行为、心理活动和物体的存在、运动、变化和消失。这些动词用来描述事物的运动。形容词表示事物的性质和状态。数词表示事物的数量和次序。量词有的表示人和事物的单位，有的表示时间和空间的单位，有的表示度量物体的性质的单位。副词表示事物运动状态和性质的程度、范围和时间等，所以在语法中用来限制、修饰动词和形容词。还有的副词表示肯定、否定，表示情态、方式和语气。语言虽然是一种信号、符号，它在机制上是神经系统的反射活动，在内容上是客观与主观的反映。语言是交际的工具，是思维的工具，是认识的工具。 语言虽然是约定俗成的，但它以符号的形式反映着主、客观存在。对话和书信往来是复杂的反射活动。以对话为例，在这个过程中，听觉器官为感受器，听觉输入神经将感受到的信息传到听觉中枢，然后再传到听性语言中枢，或直接传到听性语言中枢。由于事先条件反射的建立，语音符号和所代表的内容的兴奋灶之间建立了密切的关系。我们在听别人讲话内容时，脑中总是伴随其形象的浮现，就是由于听性语言中枢中相应兴奋灶的兴奋引起所代表的非条件兴奋灶的兴奋而引起的。这一过程也是对语音的理解过程，这在大脑皮质中表现为兴奋的扩散过程。在大脑皮质的兴奋扩散过程中，选择出适当的信息，输入到运动性语言中枢，然后再输出到运动中枢中的相应部位，引起对发音体输出信号，从而以语音形式做出回答。看书写作是如此。 无论哪个民族的语言，句子成分的次序可以不同，但句子成分之间的关系并不是任意的。人们只能说“风吹落了树叶”，而不能说“树叶吹落了风”。句子是能够表达一个相对完整的意思并且有一个特定语调的语言单位。抛开特定的语调，就其相对完整的意思而言，句子是对人的思想、行动和外界事物的反映。主语是陈述的对象，就其反映的事物而言，它表示陈述的人、事物、时间和空间，所以主语常用名词和名词性词组。现代汉语从主语和谓语的意义关系出发，把主语分为三种。施事主语表示动作的发出者；受事主语表示动作的承受者，其实质的宾语；中性主语是描写、判断和说明的对象。谓语表示对象是什么、做什么和怎么样。经常用来作谓语的是谓词和谓词性词组。谓语中动词主要用来叙述主语的动作、行为或运动、变化，“是、象等”等非动作性动词用来判断、说明主语的类属和情况；形容词主要用来描写主语的性质和状态。没有宾语的句子是对单个事物的描述和判断，有宾语的句子用来说明事物之间的关系。 近代哲学以人的感官类别为依据，对认识的物体性质进行分类，这还不是最单纯的性质分析。各种感官对事物的感觉不一定是瞬时感觉和整体感觉。就视觉来说，它不是照相，而是录像，它不是简单的照相和录像，而是能对像进行适当和分割与组合。这样不仅感觉到树和苹果的关系，而且能单独感觉到一个苹果的颜色。识别、翻译和文字校对软件对电脑识别文字做了有益的探索，但对图片中的图像的识别研究可能还是一片空白。凭视觉，我们能感觉到红苹果从绿树上掉下来。风吹落树叶的现象，必须同时动用视觉和听觉（或触觉）才能感觉到。语言的发明使人们对事物的感知、陈述更加准确。人能感觉到物体的存在和运动，能感觉到物体性质的变化，能感觉到物体之间的表面关系，它们在大脑中产生相应的兴奋，反映在语言中就是“红苹果从绿树上掉下来。”大脑将它们记忆下来，文字将它们记录下来，达到“宇宙便是吾心”的境界，进行“去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里”的分析，从而认识事物的规律和本质。 如果一种条件反射已经形成，在此基础上还可以形成第二级条件反射。在巩固第二级条件反射的基础上，还可以建立第三级条件反射。人类掌握了语言这个信号，就能够形成多极和非常复杂的条件反射。学习外语和创造电脑语言，都是在语言条件反射的基础上建立更高一级的条件反射，是在一种信号系统的基础上建立与此对应的另一种信号系统。 人类对语言的研究过去只把它当作交际的工具，如语言研究中的语法是研究遣词造句规律的科学。20世纪50年代中期，美国语言学家乔姆斯基在语言学和数学、数理逻辑、计算机科学结合的基础上，创立了高度形式化的生成语法，计算机科学运用这种形式化的方法全面革新了计算机程序制作的方式，大大推动了计算机科学的发展。近二三十年内，美国几十所名牌大学纷纷建立了专门从事信息科学研究和培养这方面人才的语言学系，语言学在美国成了一门跟高科技的关系特别密切的前沿科学。高智能的第五代计算机的研究与语言学关系密切，可以说，今天是语言学研究的滞后拖了计算机科学的后腿。由于语言研究的落后和编程中存在的问题，人与电脑还无法进行高级交流。现在电脑还不能根据人所拟定的题目写作文，更不能与人进行情感交流。对语言的研究缺乏第二阶段的研究，即把语言作为认识和思维的工具加以研究。只有把语言与所反映的世界现象及脑细胞的活动结合起来研究，研究人如何用语言认识世界、进行思维，才能用电脑模拟人脑，研制出智能计算机，实现人与电脑的高级交流。也只有这样才能真正说明人如何能认识事物的本质。 七、形象思维和抽象思维 1、人脑“操作系统”的形成 根据句子的内容和人对事物认识的不同，我们把句子分为两类，第一类是对事物的陈述和描写，第二类是判断和分析。第一类句子的连接形成形象思维，第二类句子的连接形成抽象思维。从人对事物的认识来着，陈述句可以分为以下几类：①陈述存在，某一时空存在某物。②陈述物体整体在时空中的运动变化③陈述物体的性质④陈述物体性质的变化⑤陈述物体的相互关系 判断的性质类型①存在判断，花园里有花②性质判断，花是香的③关系判断，从属关系判断，他是文学家；互相联系判断，如万有引力定律；相等关系判断；发展变化关系，人是由古猿演变而来的；因果关系，生产关系不适应生产力是改革和革命的根本原因④情感判断，花是美的⑤价值判断，花能陶冶情操。这些判断都可以有对应的否定判断，有数量、范围的限制，从而形成各类复杂的判断。 当孩子对语言的学习达到一定的阶段，在大脑语言中枢形成语法和逻辑的内在结构。显然，这种结构不是先天存在的，也不是人的理性的自由创造，而是人对事物及其反映的语言的反应和学习结果。这种结构形成后，孩子就可以相对自由地遣词造句，表达自己的思想和情感。 如果把计算机系统结构按层次划分的话，硬件处于最低层，它只是不附加任何软件的物理计算机。操作系统是加在祼机上的第一层软件，它是对祼机功能的首次扩充，从而构成一个比祼机功能更强、使用更方便的逻辑计算机。所有系统应用程序以及更上层的用户程序都在操作系统虚拟机上运行，它们受操作系统的统一管理和控制，通过操作系统使用各种系统资源来完成特定的任务。对于已经形成第二信号系统的人来说，以植物性神经为基础的第一信号系统构成人脑的“祼机”，以第二信号系统为基础的语法、逻辑结构形成人脑的“操作系统”。专门的学习和训练形成系统应用程序和用户程序。 人脑只有在清醒状态下才能进行语言、思维活动。网状结构就是在脑中央部位的神经结构，其中神经纤维交错成为密网。网状结构有激活或抑制大脑两半球活动的机能，它能使大脑两半球进入兴奋、清醒状态。网状结构受到损坏的人，就要陷入昏睡状态。网状结构对大脑两个半球的激活，相当于打开电源启动电脑，使操作系统进驻内存。 脑皮质经常都具有持续的、节律性的电位活动，这是生存的需要。诱发电位的产生和存在来源于刺激，大脑皮质的清醒状态和诱发电位的存在有必然联系，人在睡眠状态下，我们可以通过刺激使皮质产生诱发电位，从而引起兴奋扩散而使人清醒。思维和语言活动与更剧烈的电位活动有密切关系。在正常安静状态下，在枕叶和顶叶可记录到ａ波的活动最显著。当思考问题或接受其他刺激时，ａ波消失而出现快波，这表明思维和清醒状态相比，皮质的电活动更剧烈。ａ波的频率为8—13次／秒，振幅为20—100微伏左右。ｂ波的频率为14—30次／秒，振幅为5—20微伏，安静闭目时在额叶最明显。如被试者睁眼视物或听到突然的声音或在思考问题时，在皮质其他部位也出现ｂ波。因此，一般认为ｂ波是大脑皮质兴奋的表现。δ波的频率为1—3.5次／秒，振幅为20—200微伏，正常成年人在睡眠时出现。可见，在睡眠、清醒安静状态和思考问题时，皮质的波是不一致的，由睡眠到思考问题，波的频率在不断增大，而振幅在不断减小。我们可以这样设想，人在正常清楚状态下，大脑皮质的各神经元处于一般兴奋状态，当接受刺激时，皮质所对应的神经元或神经元群的兴奋程度较其他神经元高，所以人才能意识到这种刺激的存在。同样，思考问题时，由于思考对象的不同，这些对象所对应的神经元比其他神经元的兴奋程度高，所以我们才知道所思考的问题。在大脑中，信息的显示是通过更高的电位活动而实现的。条件反射、知觉都是通过更高的电位活动而显示出来的。人脑的皮质通过各种感受器接受到的信息储存于不同的大脑皮质区，当需要这些信息时，由于刺激的存在或对其他神经元的抑制而使这些神经元或神经环处于高电位状态而显示出来，用过之后，便处于抑制状态。学习、思考和行动的过程中，不同的兴奋按一定的次序兴奋和消退，相当于电脑中不同的实用程序、文件进驻和退出内存。 以上我们分析了感觉、知觉、表象的形成和储存（记忆），同时分析了语言和感觉、知觉及表象的关系。语言是信息的代号，由语言和非条件刺激所形成的兴奋群就是概念。我们不仅分析了语言信息的形成和储存，也分析了语言信息的显示和消退。下面我们再分析思维。 ２．形象思维 从“感觉性失语症”等病例可以看出，作为第二信号系统的语音和文字区与所代表的感觉和知觉之间的联系都是双向联系，感觉、知觉与其他的感觉、知觉之间也存在双向联系。第二信号之间的联系只是感觉之间联系和形式，听不懂语音，看不懂文字的大脑仍然可以思维。感觉和知觉先于概念，思维先于语音、文字。语音和文字是最佳的第二信号系统，但并不是唯一可用的第二信号系统，也不是必不可少的思维工具。 人的思维活动有两种基本形式，这就是判断推理运动和描写运动。为了便于说明思维活动，我们从人的语言输出来研究思维活动的过程和规律，因为语言是各种信息的代号，已经形成第二信号系统的思维过程总是伴随着语言过程。思维和语言有密切的联系，但我们不能狭义地理解语言，可以说，任何条件反射都是其对应的非条件刺激的语言。具有语言能力的正常人的思维都和语音文字形式的语言有密切联系，思维离不开语言。聋、哑人的思维必然伴随着另外的语言形式。较高级动物也有其简单的思维，并伴随着特殊的较简单的“语言”。 实际上人脑中的记忆和外物输出本身是不相同的，外物的输出经过感觉系统的不断转化和在脑中的反应，以另一种形式存在于脑中。外物输出的是光、声波等信号，在神经系统中传递的神经冲动是物理化学的信号，即电流和递质的传递。不同的电流强度、递质所构成的不同的质能分布形成不同的信号。大脑皮质的神经元和传输神经的神经元没有本质的区别。短期记忆为环形冲动、环形电流，其中当然伴有递质的传递。这种运动的持续和递质的多次作用，使神经元的结构发生变化而形成长期记忆。长期记忆以化学、生物形式存在，短期记忆以物理、生物形式存在，这和数码录音机、录像机的原理是一致的。我们录音的过程实际上是将声音信息变为电信息再转为化学信息的过程。放音的过程正好相反。人的记忆与此基本一致，也是其他的信息变为电信息，再转变为生物化学信息；信息的输出过程正好相反。 描写的过程主要是形象记忆的再现。从皮质来看，它是以描写对象为中心的记忆的再现。客观事物的形状、大小、颜色、声音、味道等性质刺激人的感受器，在大脑皮质形成记忆，它们是描写的基础。人对某物的描写过程就是在记忆的基础上形成的，是将记忆的化学、生物信号转变为声、形的信息的过程。如茹志鹃描写刘桂芳道：“她是谁呀？有三十多岁了，长得可真称得上美丽。高高的身量，典型的鸭蛋脸，挺直而线条优美的鼻子，沉稳的大眼睛，细长的眉梢，透出一股灵秀之气”。对刘桂芬的描写就是对“她”的记忆的现再和输出。当然这里除了描写她的身高、脸、鼻子、眼睛、眉梢等对象及其特点的词外，也有一些抽象的词甚至虚词，这也是对事物及其联系的概括，也是一种信号。描写事物的过程当然是大脑皮质的兴奋过程，是将大脑皮质中关于此物的有关记忆按一定程序显示出来的过程。没有受过写作训练的人对事物的描写较乱，作家则能按一定的顺序描写，在皮质表现上，就是杂乱地显示信息或按一定的程序显示信息。为什么脑能按一定的顺序显示这些信息？我们可以说它是按一定的程序显示的，这个程序也是通过学习、训练形成的程序系统，它构成一种“软件”，处理专门的问题，人们常把它叫做定势思维。如通过语言或文字来描写，不仅多了一个输出过程，而且呈现不同的特点，即脑中的描写具有模糊性和简约跳跃特性，面语言活动则是比较精确细致的描写。输出的过程是将思维的内容转化为思维的形式的过程。 ３．抽象思维 抽象思维过程比形象思维复杂，形象思维只要按一定的程序将所储存的关于对象的各种特征的记忆显示出来就可以了，抽象的思维则是概念、判断和推理过程。前面已论述了“妈妈”概念的形成，说明了概念是如何形成的。下面我们先说明判断过程，然后再说明推理。 概念中包含着判断，许多判断都是概念的展开。判断的基本形式为“甲是乙”或“甲不是乙”，判断的过程实际上是形象记忆的比较过程。设甲和乙为两个概念，“甲是乙”是一个判断。甲概念和乙概念的形成、储存与显示和“妈妈”概念是完全一致的。判断就是同时兴奋甲、乙两个兴奋灶群，比较其形象、特性，如相同或某一点相同就可构成“甲是乙”的判断，反之，则构成“甲不是乙”的判断。视中枢可以感知并储存物体的形状、大小、颜色等。文字也是一种图象，但它由一个专门的视性语言中枢感知和存储。当我们看到“妈妈好不好”这样一个情感判断句时，这个文字形式，连续地引起视性语言中枢中，“妈妈”、“好”、“不好”这几个词的兴奋灶的兴奋。由于辐散作用，这几个词构成的句子集合的兴奋，引起与妈妈有关的感觉、视觉、听觉等中枢中相应兴奋灶的兴奋。“好”总是和一定的意象相联系，“不好”也总和一定的意象相联系，“妈妈”的各种记忆合成的意象与“好”的意象及“不好”的意象相比，则得出“好不好”的结论。如得出“好”的结论后，再将“好”这一冲动传给运动性语言中枢或运动中枢，从发出“好”的语音或写出“好”字形来。 推理是判断的延续，其基本的形式是三段论，有大前提、小前提和结论三部分构成。如“甲是乙”为大前提，“丙属于甲”为小前提，由此得出的“丙是乙”为结论。在此过程中，先兴奋“甲是乙”这一判断，然后兴奋“丙属于甲”这一判断，最后加以比较，看丙和甲的关系，如丙为甲的一个部分，则丙具有甲的特性，当然也就具有乙的特性了。判断是概念的兴奋、显示与比较，推理则是判断的比较，归根结蒂还是概念的外延的比较，是概念的比较和选择。这样的推理完全可以用数学中的集合关系来运算。 历史上，逻辑学的发展可以分为三个阶段，亚里士多德的形式逻辑是研究思维规律的形式逻辑；康德从逻辑角度讨论人的认识极限，黑格尔的辩证逻辑把认识真理作为目标；数理逻辑与技术相结合，转化为生产力。传统的形式逻辑实际上是外延逻辑，甲、乙、丙都是集合，简单的逻辑推变为数学中讨论集合与集合之间的关系，函数关系是集合关系的一部分。用前面我们列举的判断的类型，可以组合出更多的推理形式。通过研究判断和推理来研究思维是怎样认识世界的，判断和推理怎样才能与物质及其运动相符合。并开创这一新的数学分支，从而在技术上实现电脑的思维。这样的电脑不仅能识别文字、校对文字，识别图像和校对图像，而且能用语言进行思维。 形象思维和抽象思维有密切的联系。记叙文有时间、地点、人物、起因、经过、结果这六要素，没有抽象思维的制约，写出的记叙文是杂乱无章的。议论文有论点、论据和论证三大要素。且不说事实论据中含有形象思维，抽象思维中总是伴随形象的浮现，形象思维和抽象思维是并行的。两种思维只是侧重不同，不能截然分开。形象思维主要是把事物的意象在大脑中呈现出来，抽象思维是人对事物性质和关系的认识。思维和语言也是并行的，思维的规律由思维的内容决定，语言只是思维的形式。思维的内容丰富，而思维的形式则较简约，当我们用语言思维时，它所引起的兴奋是庞大的，第一个词所对应的感觉或知觉的兴奋不止一个。虽然如此，仍然应该考虑从语言着手研究思维的规律，并转化为电脑技术。 前面我们在分析概念形成时，已经指出人的认识能够超越自己的感觉。对事物的性质和关系的陈述、判断也能超越感觉。如“花园里有一朵红花”，是带有感觉因素的陈述；而“花园里有一朵花”，是理性的陈述。“植物的叶子大多是绿色的”，这个判断有感觉因素；“人是能够思维的动物”，是理性的判断。总之，有大量的的概念、陈述，判断、推理都不含有色、声、味、嗅等感觉因素和人对事物的情感，所以人能超越自己的感觉。当然，这不是说，人在抽象思维过程中不伴有形象的浮现，这是两会事。 有了思维，人是否一定能认识事物的本质和规律呢？人对事物的认识，由感觉到知觉，由概念的形成到判断、推理。在此过程中，人只能认识事物表现出来的性质，所以它只能认识一些规律，而不能认识事物的本质。规律有存在规律、性质规律、结构与功能的规律和发展变化的规律。性质规律有输入规律、输出规律和输入输出的联系规律，还有物体性质的关系形成事物之间联系的规律等。对性质的分析是一种黑箱分析，只要对观察到的物体及其性质进行归类概括就中以总结出一些规律。经典物理学中的规律大多是关于物体性质及其联系的规律，如热功转化当量、万有引力定律。它要求精确的数据和数学公式，仅动脑不动手已经不能得到这样的规律。本质是由物体的元素及其结构决定的必然对外功能，不动手解剖和进行实验是不可能得到物体的本质、结构与功能之间的联系规律。如果不动手，只有恰巧遇到一个打破的鸡蛋，才知道鸡蛋的蛋壳里还有蛋清和蛋黄。 八、情感、注意和意志 休谟将情感和和情绪列入印象是正确的。人们在获得感觉和知识的同时，形成对人和事物的情感，它们也产生一定的兴奋、记忆和概念。语言中有丰富的表达情感的词语。句子除表达一个相对完整的意思的同时，也表达一定的情感和语气。判断除存在判断、性质判断和联系判断之外，还有情感判断和价值判断。食、色，性也，人在本能的基础上形成对人和事物的情感。情绪、情感、价值观和伦理道德的形成如同感觉、知觉、概念、判断、推理的形成，它们也的人脑中的神经细胞的兴奋及其联系。间脑包括丘脑和下丘脑。下丘脑的机能非常重要，它是植物神经系统皮层下中枢，调节内脏活动和内分泌（激素）活动。下丘脑与情绪反映有密切关系。人有思维，也有情感，它们共同决定人的认识和活动。如果把情感和意志划入意识，那么意识就不仅仅是神经系统的活动。 语言文字的输出和输入的过程正好相反。它输入时声波和光波转为电波，再转为一定的化学结构。在此过程中信息经过多次转化。归纳起来，有两类转化，第一次是光波和声波信号转为电信号；第二次是物理电信号转为生物化学信号。它们的储存地区分别在视性语言中枢和听性语言中枢。思维活动如要形成文字和语音，最后兴奋必须传到书写中枢和运动性语言中枢，然后再兴奋运动中枢中手区和发音区，引起手的运动和声带的振动，从而形成文字和语音形式的信号。 写字和发音是神经系统对肌肉活动精细调节的结果。神经纤维和肌纤维的联系点称神经肌肉接头，它和神经元间的突触结构的基本性质是一致的，但又有其特点，它是通过神经肌肉接头实现神经肌肉之间的兴奋传递的。一个运动神经元通过它的轴突分枝末梢可与四肢或躯干强有力的肌肉中约150条肌纤维发生接触，但对于进行精细运动的小肌肉的细巧收缩，支配肌纤维的数目较少。一个神经元的轴突连同它的分枝末梢和所支配的肌纤维组成一个运动单位。一切肌肉都有许多运动单位，它们受中枢神经系统内许多神经元的支配。神经纤维末端的膜称为接头前膜，肌纤维的膜称为接头后膜，又称终极膜。终极膜上含有乙酰胆碱的受体。终极膜与一般肌膜不同，它不因电流刺激而发生兴奋，但对乙酰胆碱的作用非常敏感。当运动神经冲动到达神经肌肉接头时，使轴突末梢对钙离子的通透性增加。钙离子跨接头前膜而内流，导致轴突末梢内的小泡释放乙酰胆碱，弥散后通过接头间隙与终极膜上的受体结合。然后接头后膜对钠离子通透性增高，钠离子内流引起接头后膜去极化，出现局部的电位变化，即终极电位。当终极电位的高度达到一定水平时，可使终极的临近肌纤维膜产生扩布性动作电位。从而导致肌纤维收缩，同时乙酰胆碱很快被接点间隙中的胆碱酯酶水解，终极迅速复极化，使下一次兴奋传递可以继续进行。故一次神经冲动只引起肌肉发生一次兴奋或收缩过程。 锥体系统是大脑皮质控制调节运动的下行路径，起自大脑皮质中与运动有关的许多区域。中央前回是大脑皮质的运动区，该区是启动精细运动的主要执行者。锥体外系统是指除锥体束以外全部由大脑皮质和皮质下结构下行的调节躯体运动的传导路径。锥体系与锥体外系是人体运动机构中两个密切协作的系统。在人体活动中，锥体系统能选择其中的主动肌，使之交替收缩迅速活动，并可使肌肉收缩减慢或加快。与此同时，协同肌和拮抗肌的活动也随之变得协调起来，从而支配人的手书写各种文字符号，或支配声带等发音体发出各种声音。这就是语言文字的输出。也可以认为，锥体系所控制的精确、灵巧、细致、复杂的运动，是在锥体外系使肌肉保持稳定而适宜的紧张而又协调的条件下进行的。人的活动怎样才能持续完成作业呢？ 在计算机中，通过中断和中断返回来实现CPU转去执行前面被中断的程序，这通过执行一条“送老PSW的特权指令将老程序状态字单元的内容送入现行PSW寄存器”即可。 在日常工作中，经常会发生这种情况，当你正在做某事或思考某问题时，发生了另外一件需要你去处理的事。这时你往往暂时中断前者，而去处理后者，待后者处理完了，你再继续干原先的事。在心理上这是注意的集中、分配和返回。注意是意识的选择性活动，它具体表现为心理活动对一定事物的指向与集中。自觉而有预期目的，必要通过有意注意才能完成，需要作一定意志努力的注意就是有意注意。有意注意服从于人的活动任务，并且受第二信号系统的支配和调节。 注意和行动的持续形成人的意志。意志是自觉地确定目的，并根据目的来支配、调节自己的行动，克服各种困难，从而实现目的的心理过程。意志通过行动表现出来，意志行动过程分这采取决定和执行决定两个阶段。 意志和认识、情感是统一的心理过程的不同方面，是意识的不同表现形式，它们之间有着密切的联系。以上我们分析了语言的形成、思维活动和语言的输出，分析了思维、情感和意志下的行动。这一过程也可以看成是一个复杂的条件反射过程，实践行动将这个条件反射变为条件反射环。只有感性认识，人不能认识事物的本质和规律，因为它只能“照相和录像”。有了感性认识和思维，只能认识事物的部分规律，不能认识事物的本质。因为它们只能对获得的“像”进行比较、概括和分析。由于感觉的粗糙性和模糊性，不能获得物体及其性质的精确数据，没有精确的数据，就没有科学的规律。人如果不能行走，就不能接近物体进行观察，不动手就不能进行制造仪器等工具进行测量，不动手就不就能认识物体的结构，不能从根本上解释性质的产生。生活、生产的需要是认识的根本动力，只有把感性认识、理性认识和实践结合起来，在实践中查验自己的认识，纠正认识中的错误，才能达到对事物本质和规律的认识。 九、意识的物质实质 近代以来，大多数唯心主义者从人的感觉出发研究人的意识，建立了一个又一个体系，取得了一项又一项成果。特别是逻辑学和语言学研究的成果，为模拟人工智能提供了“哲学”基础和工具，具有一定人工智能的电脑诞生于西方世界是必然的。但是没有一个唯心主义“哲学”把意识的研究和神经的活动结合起来，因而不能真正说明意识的实质和活动规律。认为人的认识不能超越自己的经验，从而不能认识事物的规律和本质。从根本上讲，唯心主义“哲学”是错误的。如果完全从唯心主义“哲学”出发，肯定研制不出高智能的计算机。如果刺激感官之物不存在或不可认识，与环境隔绝的电脑怎样从环境中接受、处理信息？模拟“这种人”的感觉和思维的电脑怎样才能具有自我发展（自我编织程序）的能力？ 辩证唯物主义哲学也从人的感觉出发，但它研究的主要是客观世界运动的一般规律。并正确指出的意识的实质：意识是物质的产物，是人脑的机能。由于各种原因，对物质的研究反倒有一些值得商榷之处。记得有一本哲学书中说，一位老师在哲学课上讲到物质的概念时，拿出一块石头说：“这就是物质。”哲学书对这位老师进行了批评：哲学中的物质概念是广泛已极的，它只有唯一的特性，就是客观实在性。石头只是物质现象，是物质的具体形态，不能叫物质，世界上除了物质现象，还有精神现象。读了这段文字，总是想不明白。一个概念无非包括内涵和外延两个方面。一个概念外延中的事物都可以用这个概念称呼，为什么单独物质这个概念不行？如我们可以说，某人是一个学生，某人是一个人。为什么石头不能叫物质呢？总觉得这种说法有点“白马非马”的味道。 感觉、知觉、记忆，概念、判断、推理，情感、注意、意志，无处不是物质的运动。形象思维和抽象思维都是神经元群的活动。形象思维是记忆按一定的程序显示兴奋的过程，抽象思维是记忆的兴奋和比较过程，语言交往是神经系统及感受器、发音体、手的活动所构成的反射过程。它们都是神经元、肌肉和骨骼的活动，除此以外别无他物。意识是思想、情感和意志的有机结合，是人脑及其支配下的人的活动。它象石头一样具有一定的质能，象机械一样按一定的规律运动。列宁说：“世界上除了运动着的物质，什么也没有”。（《列宁选集》第二卷，177页） 意识的结构是这样的精巧，它的活动是这样的神奇，她不亏是地球上最美的花朵。但如果有人将她与物质并列，从而否定物世界的物质统一性，那么我宁可说，意识不过是一堆臭狗屎。不错，语言和文字是人类创造的，但它们和其他的物质一样，具有一定的质量和能量，是物质的东西。不能认为它们是主观创造的就不是物质，各种生产工具和生活用品也是经过人脑创造的，难道它们就不是物质的东西吗？又有人说，意识可以假造并不存在的神鬼，这就是它不同于物质的特殊性。其实，任何一个物体都是特殊的，世界上没有完全相同的两片树叶，也没有两个完全相同的电子。神鬼在自然界中不客观存在，只存在于人的头脑中。神鬼是感觉和知觉的自由组合，是脑细胞的活动。至于语言文字中所包含的抽象的内容，我们将在信息论部分探讨。 |
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