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探讨——人类的大脑的结构

 潘海露 2023-02-22 发布于江苏

摘要

如果说人们对自然哲学中的某个事实达成了一致,那就是人类的思维与我们的大脑有着不可分割的联系。

在大脑研究的课题中,我们能够了解到很多,但鉴于这个话题的巨大复杂性,它仍然相对较少。

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我们目前的处理,则是进一步简化了我们的认知,一些基本的项目人们应该知道,以便有意义地谈论自然哲学中的一些主题。

我们大脑的生理或解剖结构与哲学完全相关,这在哲学中并不被普遍接受。

逻辑定律和数学定律比我们主要的关于大脑结构的经验知识要严格得多,而这些“思维定律”似乎并没有很大程度上依赖于我们的大脑结构。

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因此,关于哲学的书籍通常不会从大脑的生理学开始。然而,在现代知识论的趋势下,即进化认识论,似乎确实依赖于知觉机制(视觉、听觉等),以及关于大脑对感知数据的处理。

这同样适用于人工智能和自动智能技术的其他高级方面。

大脑的结构

大脑的主要部分是:脑干(“爬行动物的大脑”),边缘系统(“哺乳动物的大脑”)和大脑(“有意识的大脑”)。

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生物进化的角度来看,脑干是大脑中最古老的部分(大约5亿年)。

大脑和神经系统过于简化,它被称为爬行动物的大脑,因为它看起来有点像爬行动物的整个大脑。它主要涉及生命维持的最原始的功能:控制呼吸和心跳。

小脑是一个中间结构,与协调肌肉活动和维持身体平衡的关系。它似乎在很大程度上是负责一些无意识的技能,如汽车驾驶或钢琴演奏。

边缘系统最重要的结构是下丘脑。它是身体功能和状态的调节器:饮食、饮酒、睡眠、醒来、化学平衡、激素等。它是人体测量体温的恒温器,通过反馈起作用,技术调节器也一样。

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下丘脑(通过化学和电子信息)与邻近的脑垂体密切相连。这是身体的主腺体,通过激素,直接或通过刺激其他腺体释放激素来调节它。

丘脑是外部感觉,特别是视觉信息的中央中继站。然后这些信息被传递到大脑皮层的某些区域,以进行最终处理。

大脑是大脑中与人类智力特别相关的部分。它由两个半球组成,左半球和右半球,由胼胝体连接。

这里有一种奇怪的交叉连接:左半球接收来自身体的右半部分(如右眼)的信息,也控制着身体的右半部分(如右手)。同样,右半球与身体的左侧有关。

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一般来说,过于简化,左半球主要负责逻辑和分析思维和语言,而右半球主要负责直觉、“合成”的活动,如几何直觉和音乐。然而,两个大脑半球紧密合作,形成了“一个系统”。

大脑的大部分活动都在其表面的皮层进行。皮层大约3毫米厚,有复杂的皱褶,所以它巨大的表面适合一个相对较小的头骨。

大脑皮层的某些区域与某些活动有关:初级视觉区、听觉皮层、身体感觉区、运动皮层和言语区(布罗卡区和韦尼克区)。然而,这些区域绝不是严格和排他的意义;在某种程度上,所有的活动都会影响整个大脑。

与其功能相对应的是,皮层密集排列着神经细胞(神经元),其轴(轴突,见下文)与皮层表面正交,因此我们有一个让人联想到水平表面和测地线上的垂线的结构。

理性思维主要发生在大脑皮层;边缘系统(下丘脑等)。

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神经元

每个大脑包含大约10个11个神经细胞或神经元。突触附着在邻近细胞的树突或躯体上的。

在一个按钮和下一个树突之间有一个微小的“突触间隙”,它由化学物质(神经递质)连接起来。

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神经信号是如何沿着轴突传递的?

比如说,它绝不像一根铜线;相反,传输就像一个横向地震波!横波以与传播方向正交的方向振荡。

神经信号是某些离子通过形成轴突的管状膜扩散的进展脉冲。

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脑神经系统

正常速度仅为每秒5米左右;通过轴突的髓鞘,速度可以提高到100 m/s。

重要的是以下事实:冲动的“发射”是全部或全部。脉冲的形状和大小无关紧要;重要的只是神经元是否被触发。

突触(由突触按钮和突触间隙组成)可能是兴奋性的或抑制性的。它们对神经元的联合作用决定了它是否被触发。

每个历史时期都把人体和它最喜欢的机器进行比较:以前它是一个机械机或热机,有一个心脏泵。

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现在,将大脑比作一个巨大的并行处理的数字计算机已经很流行了。(似乎也有一些“模拟计算”,但规模并不大,是通过“非尖峰神经元”。)呈现计算机的一个重要区别是高冗余度:如果“大脑计算机”的一部分出现故障,其他部分可能会接管。

关于大脑计算的假设导致了人工神经网络的构建,这些网络与更传统的计算设备一起,在人工智能(AI)中发挥着相当大的作用。

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“大脑计算”并不是真正的“数字”。对于“神经计算”的详细处理,cf。(Kohonen 1988,第9章:一个非常可读的非数学章节)。讨论也在(Penrose 1989,页。是高度相关的。

让我们也不要忘记,“计算”或逻辑思维只是我们智力活动的一小部分,其中还包括快乐、欲望、恐惧、诗歌、音乐等。

大脑和思想

大脑与思想之间的关系是哲学中最具争议性的问题之一。它与物质和思想的问题密切相关。

乍一看,似乎根本没有任何问题。我们的思想、感觉和情感显然是精神上的,属于精神上的。

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一棵树、房子或石头显然是物质的,由物质组成:我们可以踢石头,住在房子里,或者从树上掉下来,摔断我们的腿。

现代科学对物质的描述是相当不同的。它由极小的分子组成,间隔距离很远。

分子由原子组成,原子有一个微小的原子核,电子围绕它们运行,就像行星围绕太阳运行一样,它们之间有同样巨大的距离(相对意义上)。

物质本质上是由空的空间组成的。如果我的脚踢了一块石头,一个空空间就踢了另一个空空间(说实话,重要的是在这些“空空间”中起作用的力量)。

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如果现代科学使物质变得更少“物质”,如果使物质变得更少“物质”,它也使心灵变得更少“精神”。

对我们大脑的研究告诉我们,例如,情绪与物质边缘系统,甚至是人类思维中最崇高的表现,似乎都与大脑皮层中某些神经元的放电相对应。

通过现代计算机术语,对大脑和大脑进行公平的公平和有益的比较似乎是可能的:大脑是硬件,大脑是人类思维的软件。

相同的软件可以在不同的计算机上运行,而本书中包含的想法(假设它包含任何想法)可以被不同的读者理解,也就是说,被不同的大脑理解。

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大脑和心灵

这个类比:大脑=硬件,头脑=软件,似乎是相当合适的。

当我们要求精神与物质的“本体论状态”时,困难就开始了:精神软件与“大脑硬件”“本质上不同”吗?

一些哲学家认为这样的问题没有意义,而另一些哲学家则有不同的想法。心灵是一种“物质”吗?韦氏新大学词典给出了各种各样的定义,例如,“构成任何东西的东西”。

更严重地说,一种物质可以被视为可以独立于其他一切而存在的东西,或者至少可以独立于其他“物质”而存在。从这个意义上说,如果心灵或“灵魂”是一种物质,那么它就可以独立于物质而存在,其结果可能是灵魂的不朽!

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反对唯物主义的一个更有力的论点是,大脑过程通常只被考虑在经典物理学的基础上。然而,这是完全不充分的,因为物质的微观定义必须是根据量子力学来进行的。然而在这里,物质和思想似乎在某种程度上是密切相关的。

柏拉图、康德、费希特和黑格尔也被认为是理想主义者,尽管在意义上有些不同:他们认为心灵是一个主要概念,而物质是一个来自心灵的概念。

思想和大脑的理论

唯物主义:只有物质过程存在,心灵只是大脑过程的“主观的一面”,但没有任何现实。所有的“活的”和“精神的”过程都可以简化为完全由物理定律(还原论)决定的物质的变化。

上现象主义:真正发生的是物质的大脑过程;我们的主观体验是真实的,但在逻辑上是多余的(如果我们忘记心理现象,什么也不会丢失)。

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泛精神主义:所有是物质的东西(比如原子或电子),也有一些心理或心理的方面,无论多么小。

在生物中,甚至在人类的头脑中,这些心理方面正变得越来越协调。乍一看,这个理论似乎很奇怪;然而,它是由一些最伟大的哲学家提出的,如莱布尼茨和阿尔弗雷德·北·怀特黑德。

从本质上,它也隐含在辩证唯物主义中,以及(根据定义)隐含在斯宾诺莎和罗素的一元论中。

笔者观点

在某种程度上,大脑似乎是从大脑的活动中产生的。在较低的层次上,生命可能是物质的一种突发属性。“涌现”指的是一些新的、性质上不同的东西。

如果没有生命的物质变得足够高度组织(包含复杂的有机分子),那么生命就会出现,如果活的脑组织特别高度组织,精神现象就会出现。

这似乎可以为不可知论者、辩证法唯物主义者和基督徒所接受。

在本体论问题上,差异也是预期的(和发现的):从物质(脑组织)中产生的思维与物质有何不同?它只是物质的“产物”,还是它有一个独立的现实?(“出现”只是意味着心灵是“新的东西”。)

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大多数科学家、哲学家和神学家可以同意的观点:

大脑与大脑有关,就像软件与硬件有关一样;

思维是大脑活动的一个新方面,当生物进化导致“人”属时就出现了。

“存在或现实的科学;研究存在的本质、基本属性和关系的知识分支。”

参考文献:

亚伯拉罕(1992)动力学:《行为的几何学》,第二版;

柏林:《逆问题:地球物理、技术和医学中的原理与应用》;

巴罗(1988)《世界世界》,牛津大学;

巴罗(1991)万物理论,牛津大学。

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