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我们的大脑在进化过程中遇到了瓶颈，也许未来单个的人不能变得更聪明，但人类作为一个集体，依然潜力无限。 近半个世纪以来，电脑的飞速发展是有目共睹的：元件越做越小，电脑的体积随着愈益变小，速度几乎隔年翻一番，功能也越来越强大。但这些元件毕竟不能无限制地小下去，所以电脑的发展将很快遭遇瓶颈。 其实，不单是电脑，据有些科学家说，人脑的发展也已经遇到了瓶颈；也就说，那种认为通过进化，我们会越变越聪明的想法，也许不过是我们的一厢情愿。事实上，几乎所有能提高人类未来智力的“设计方案”目前都已经走到了极限，就单个的人而言，智力已经没有多少可改进的余地。 方案之一：走大脑袋之路？ 我们在生活中经常听人说“脑袋越大越聪明”，那么人类的智力为何不可以走大脑袋之路呢？记得有一幅漫画，画面上是一个1000年之后的人，坐在电脑前敲字，单薄的身子，驼着背，伸着细长的手指，但头上却顶着一个硕大的脑袋。看来，画家就倾向于认为人类未来肯定要朝着大脑袋的方向发展。 但是，你一定已经注意到，这种“脑袋越大越聪明”的说法在动物界并不成立。举例来说，牛的脑体积大约是老鼠的800倍，但牛不见得比老鼠聪明；而乌鸦脑袋虽小，却表现出很令人惊叹的智慧。还有，在动物中鲸的脑量是最大的，但你能说鲸比人聪明么？ 科学家早已注意到这一现象，所以长期以来一直在寻找别的衡量动物智力的标准。19世纪，荷兰生理学家尤金·杜布瓦发现，在哺乳动物中，大脑容量的增长倍数只有体重增长倍数的3/4次方。比如，麝鼠的体重是老鼠的16倍，但其大脑重量却大约只有老鼠的8倍。根据这一发现，后人提出“脑商”的概念来衡量哺乳动物的智力。脑商就是动物大脑实际重量与按照其体重的3/4次方规律预测的重量之比，这个比值越大，说明动物的智力就越高。还是以老鼠和麝鼠为例：假设麝鼠的体重是老鼠的16倍，那么按3/4次方规律预测麝鼠的脑重是老鼠的8倍，但要是实际情况却是10倍，那么麝鼠的脑商就是1.25（即10/8）。换句话说，脑商反映了一个物种的大脑增长速度偏离3/4方规律的倍数。比如人类的脑商是7.5，在哺乳动物中是最高的；海豚为5.3，猴子是4.8，而大象是1.0，牛只有0.5。 为什么单纯的大脑容量不能衡量动物智力的高低呢？这是因为我们所说的智力，指的是一种高级的神经活动，不把各种本能考虑在内（你总不能把一个人的吃喝拉撒也算作智力活动吧），但我们毕竟只拥有一个大脑，这个大脑囊括了所有的高级、低级神经活动。一个物种的智力高低取决于大脑中除去负责本能活动的神经元外，还为智力留下了多少可供“驱使”的神经元。动物的体型越大，它们的大脑容量固然也越大，但同时需要有更多的神经元来处理皮肤触觉等与智力无关的“琐事”，所以不要指望它们的智力会随着体重成倍数增长。 而且大脑袋还带来另一个问题，即大脑的能耗问题。脑袋增大，能耗也随着增加。以人类为例，大脑是身体中能耗最大的器官，它仅占体重的2%，却即便在我们休息的时候，也消耗掉人体总耗能的20%，在新生儿身上，这个比例更是达到了65%。大脑的能耗增加，势必就要侵占本来可以用于其它生命活动的能源，让我们的生命力更加脆弱。 方案二：增粗连接“管道”？ 为了从微观层次上解释这一现象，并从中寻找改进智力的可能，让我们先来了解一下大脑在进化过程中的一些“设计原则”。 我们知道，大脑是由数以亿计的神经元组成的。神经元都有一个胖胖的细胞体和一条细细的“尾巴”，这条“尾巴”被称为轴突；轴突末端会分叉，每条分支末端形成突触。信息的处理在细胞体中完成，形成神经信号，然后沿着轴突传播，在突触处，就把信号传给另一个神经元。假如把大脑比喻成一座大楼，那么轴突就是连接各个房间的电话线。 在早期的一些研究中，为了弄清智力进化与神经元的关系，生物学家利用显微镜，测量了轴突的直径，计算了神经元的大小和分布密度。通过观测多个物种的大脑后，他们发现，随着脑容量的增大，神经元会发生一些微妙的变化。 首先，在与智力活动有关的大脑皮层上，神经元变大，密度下降，导致神经元之间的距离增大，相应的，连接神经元的轴突长度增加了。轴突变长，意味着信号传递需要更多的时间，而为了补偿这一缺陷，轴突开始变粗，——看来轴突变粗，能加快信号的传递。 其次，研究人员还发现，脑容量越大的物种，功能区就会划分得越多。这种功能区域的划分，固然是智力的一种标志，但按生物学家的看法，这是迫不得已：当神经元数量急剧增加之后，这么多的神经元两两之间不可能迅速形成连接，通过区域划分，把功能类似的神经元集中到同一个区域，在区域内形成丰富的连接，而在区域之间仅需少量长距离的连接，大脑就解决了这一连接难题。 但是，这种情况不能无限制地发展下去。科学家已经通过实验证明，当大脑容量增大，轴突的确会变粗，但增粗的速度抵消不了因路径变长导致的信号延迟，而且还增加能耗；轴突直径增加一倍，能耗也会增加一倍，但传递信号的速度仅能提高40%。 这就是为什么庞然大物一般总是行动迟缓的原因。比如拿大象和蜜蜂作比较，大象的脑容量是蜜蜂的500万倍，轴突也比蜜蜂粗几万倍，但因为神经信号从大象的大脑传到脚趾所需时间是蜜蜂的100倍之多，所以在行动上大象就比蜜蜂迟钝得多。 看来，一味让轴突增粗也不能解决问题。 方案三：缩小神经元和连接？ 但是，难道进化就不能让轴突在不变粗的条件下，也能长距离快速传递信号吗？可惜这样一来又遇到了物理极限，即轴突的长度不能超过某个临界点。因为轴突越长，随机的热运动产生的“噪声”就越多，真正有用的信号将被“噪声”淹没。 科学家在比较各种哺乳动物大脑时还有一个意外发现，这也解释了为什么人类是万物之灵长。他们发现，与大多数哺乳动物不同的是，当灵长类的大脑变大时，大脑皮层的神经元大小几乎不变，因此尽管在灵长类动物中，不同物种的大脑一个比一个大，但神经元并没有彼此远离，而是依然紧密地聚集在一起（其他哺乳动物的脑容量变大，则神经元变大，并彼此远离）。比如狨猴的脑容量是枭猴的2倍，神经元的数量大概也是2倍；而在啮齿类动物中，当脑容量增大1倍，神经元数量仅增加60%。这也许就是人类是万物之灵长的“秘笈”所在。我们人类大脑约有1000亿个神经元，但仅重约1.4千克，要是啮齿类动物有这么多神经元，同时这些神经元像它们现在的这般大，那大脑的重量将达到45千克，从新陈代谢的角度说，它们单为了维持这么一个硕大的脑袋的运转，即便一刻不停地吃，提供的能量恐怕都不够。 这似乎又让我们看到了一线希望，即神经元变小、排列密集可能是未来智力发展的一条途径。但这个方案同样遇到了难以克服的物理极限，即神经元变小，就会变得不稳定，神经信号不由我们自己控制，就可以随意产生。这跟电脑芯片上的晶体管不能无限小下去是一个道理。当晶体管的直径小于10个纳米时，即便无规则的热运动都可以让它自动产生信号。而假如在休息的时候，你的大脑皮层还在噼里啪啦地放电，那你还受得了么？ 由此看来，不论神经元还是它们之间的连接——轴突，走小型化之路也无助于提高智力。 当然，假如进化可以推倒重来，我们完全可以通过全新的设计避开这些限制，但生物进化都是在原先的基础上的点滴改良，而不是推倒重来，如此一来大脑的这些缺陷就变得难以克服。 当然了，我们说的智力发展将停滞的看法仅局限于单个的人，而对于整个人类来说，智力的进步依然还有很大的发展空间。比如蜜蜂等昆虫，它们形成一个集体，行动时整个蜂群看起来几乎像一个有生命的动物，这就是蜜蜂的集体智慧，而集体智慧要大于单个蜜蜂的智慧之和。人类也是如此，随着互联网的发展，人们将学会把自己的智慧与他人的智慧融合在一起，作为一个集体，人类将变得越来越聪明和强大。 |
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