第1章　大脑，一切精妙而复杂的“衍生故事”的开端

最初，人类还只是灵长目动物。而后，人类的大脑这高度复杂、由860亿个盘根错节的神经元组成的网络，沿着进化的随机进程漫无目的地游走，历经多次“心智大爆炸”，数百万年后，人类智能诞生了。起初，这种智能漫无边际、无拘无束，宛如某种生物等离子体般迅速扩张。但很快，这心智大熔炉便锻造出了可直立行走的双足、灵巧的双手、制造工具的能力、口头语言和书面语言、复杂的社会关系，乃至抽象思维、内省、意识和自由意志。

人类生命体也从这同一个心智熔炉中获得了有史以来关于空间与时间最缜密而又全面的概念。这一概念的形成仿佛开启了一扇闸门，大脑的抽象能力得以如洪水般倾涌而出，而这种抽象能力正是人类赖以发展的灵丹妙药。很快，构成心智的砖块开始主导人类生存环境以及文明的本质——从自我本位到利己意识，到人类对精心设计的经济体系和政治结构的最深刻信仰，再到人类特有的、对周围环境的神经重构。在不起眼的神经电磁风暴中，塑造人类一切物质现实的伟大雕刻家现身了——它是我们史诗般悲剧历史的高超作曲家和唯一缔造者，是洞察大自然最深刻奥秘的探险家，是永不停息寻找神秘起源真相的求知者。它是伟大的魔术师、离经叛道的神秘主义者、多才多艺的艺术家以及抒情诗人，它将其精确无误的神经元韵律注入了每一部作品、每一声低喃。它创造了所有精妙的神话、洞穴壁画、宗教信条、书面记录与科学理论，所有屹立的纪念碑、探险远航和史诗般的征服，以及在这个我们称之为“家”的完美蓝色星球上生活过的每一个原住民的爱恋与梦想。

在这场“大进化”发生了大约10万年之后，当真正的万物创造者回首这些近乎奇迹的成就时，它惊讶地发现自己已创造出一个全新的宇宙。

大脑相对论

《脑机革命》讲述了人类大脑运作方式的故事，以及它在人类宇宙中独特的中心位置。当我说到“人类宇宙”时，我是指由人类大脑孕育的一切——知识、感知、神话、艺术、科技、宗教信仰、科学与哲学理论、文化与道德伦理传统以及智力与体能的超越……简而言之，人类宇宙包含了定义人类这一物种的一切，包括好的和坏的。然而，这并非一本历史书，也不是一份神经科学综述，而是一部力图以一个崭新的架构理解大脑的科学之书。本书的核心在于介绍一种全新的理论，详细展示人类大脑如何独自或协同其他大脑完成种种壮举。我把这个新的理论框架称为“大脑相对论”。

当我开始计划写作这本书时，我试图围绕脑科学构建中心论点，毕竟这是我多年来一直研究的领域。然而，我很快意识到这一选择过于狭隘了。我需要将眼界拓宽并冒险进入那些神经科学家很少涉足的领域，诸如哲学、艺术、考古学、古生物学、计算机史、量子力学、语言学、数学、机器人学和宇宙学等领域。

研读了几个月的资料后，我仍然不知道如何展开叙述。在这个过程中，我偶然读到了杰出的英国艺术史家恩斯特·贡布里希（Ernst Gombrich）的著作《艺术的故事》（The Story of Art）。我母亲是巴西著名的小说家，她当时担心我有写作障碍，便将这本书作为圣诞礼物送给了我。有一天晚上我很晚才到家，决定在睡觉前阅读一会儿，便拿起了这本书。没想到开头的寥寥数语就使我睡意全无。就是它了！我用纯黑色墨水在白色光面纸上写下：“这就是我的故事的开端！”直到第二天清晨，我都无法将书合上。

贡布里希这样写道：“实际上并没有艺术这种东西，只有艺术家而已。所谓的艺术家从前是用有色土在洞窟的石壁上大略画个野牛形状，现在是购买颜料，为招贴版设计广告画。过去也好，现在也好，艺术家还做其他许多工作。”(1)

不经意间，我找到了一个盟友。贡布里希和我发现了同一个秘密：如果没有人脑——我们这种灵长目动物的大脑，如果它未经独特的进化过程并极为偶然地演变为今天的样子——恐怕整个广袤宇宙中的任何地方都不会发生第二次，世上根本不会存在艺术。因为艺术表现都是好奇和无情的人类大脑的副产品，它渴望将自己内在的神经元宇宙投射到现实世界。

这个秘密似乎微不足道，不过是对一些我们看待事物的惯常方式的赘述，看似毫无意义。但将人脑置于人类宇宙的中心有着深远的影响，它将改变人类对现在的生活的看法，也将决定人类的后代会继承什么样的未来。事实上只要稍作修改，贡布里希的评论便可以作为任何描述人类大脑思维产物的图书的开篇，比如一本介绍物理学的书。我们的物理理论已经能够成功描述多个空间尺度上发生的自然现象，然而大多数人，包括物理学家，往往会忘记物理学的基础，比如质量或电荷，真正意味着什么。我的好朋友马塞洛·格莱塞（Marcelo Gleiser）是一位在美国达特茅斯学院工作的巴西理论物理学家。他在其精彩著作《知识之岛》（The Island of Knowledge）中写道：“质量与电荷本身并不存在，它们只是人类为了描述自然世界构建的一种叙述方式。”

马塞洛和我对人类宇宙的含义做出了同样的表述：假如另一个智慧生物来到了地球，并能与人类交流，比如《星际迷航》（Star Trek）(2)中来自瓦肯星（Vulcan）的斯波克先生，我们很可能会发现，他用于描述他们那一物种的宇宙观，包括他们对宇宙的解释和理论，乃至使用的基础概念与构建框架，都与人类的宇宙观大相径庭。图1-1展示了我提出的“大脑中心论宇宙观”，我会在第8章中详细介绍这一概念。难道不正应该这样吗？毕竟，斯波克先生的大脑是由瓦肯星而非地球上的进化历程与文化历史塑造的，因而与人类的大脑完全不同。在我看来，人类与斯波克先生的宇宙观难分高下，这两种宇宙观只代表了两种不同类型的有机智能凭借宇宙提供给他们的东西构建出了最为近似的两种宇宙观。不论这个诞生于138亿年前的宇宙（请注意，这是人类的估计）中存在着什么，人类的大脑都会认为，宇宙是巨量潜在信息的集合，正等待着一个智慧的观察者从中提取知识，并几乎在同一瞬间为这一切赋予意义。我敢说，对任何外星人的大脑来说同样如此。

赋予事物以意义、创造知识，这是真正的万物创造者擅长的领域。知识使我们能够适应瞬息万变的环境，也使我们获得了从宇宙中持续不断提取信息的能力。质子、夸克、星系、恒星、行星、岩石、树木、鱼、猫、鸟……我们如何称呼它们并不重要（斯波克先生一定会说他能想出更好的名字）。从人类大脑的角度看来，这些都是描述宇宙提供给我们的原始信息的不同方式。人类大脑赋予所有这些物体名称和意义，但它们的内核始终是相同的：潜在信息。

你或许会开始怀疑巴西的神经科学家和物理学家在圣保罗或里约热内卢长大时，喝的水里一定被人放了什么奇怪的东西，他们才会这样胡言乱语。那么，我们来分析一下这个观点。大多数时候我们谈论物理学时，会把它当作某种普遍存在的、有生命的实体，就像贡布里希提到的有大写字母A的Art（艺术）一样。然而，物理学本身根本不存在。真正存在的是人类心智构建的集合，该集合提供了迄今为止对自然世界的最佳和最准确的描述。物理学，就像数学或任何其他科学知识的积累一样，是由曾经在某些富有远见的人类大脑中闪现的电磁波风暴的影响和回声来定义的。这些大脑属于泰勒斯、毕达哥拉斯、欧几里得、阿基米德、丢番图、花剌子模、海亚姆、哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿、麦克斯韦、玻尔、居里夫人、卢瑟福、爱因斯坦、海森堡、薛定谔、斯塔克尔伯格等。

贡布里希对艺术的定义也遵循着同样的逻辑。在过去的数万年中，人类大脑中产生了无数绚烂耀眼的心智图像，并通过雕刻或绘画记录下来，从而将内心深处的记忆、情感、欲望、信仰、宇宙观、预感或预言记录在各种媒介上。最初的媒介是自己的身体，然后是石头、骨头、木材、岩石、洞穴墙壁，接下来是金属、画布、大理石、纸张和教堂天顶与窗户，而后有了录像带、CD-ROM、DVD、半导体存储器和云存储。从旧石器时代阿尔塔米拉洞穴壁画的不知名创作者，到波提切利、米开朗琪罗、达·芬奇、卡拉瓦乔、弗米尔、伦勃朗、透纳、莫奈、塞尚、梵高、高更和毕加索等艺术家，这些艺术家将大脑中不可捉摸的电磁风暴转化为五彩斑斓的史诗寓言，记录了他们对于人类意义的探寻。

因此，我们有理由相信，人类对宇宙做出的最好、最准确的描述无非是大脑的一系列精妙而杰出的“心智衍生故事”，比如数学与逻辑。许多理论都是以其创造者的名字命名的，比如开普勒定律、伽利略相对性原理、牛顿运动定律、描述电磁现象的麦克斯韦方程组、爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论、海森堡不确定性原理和薛定谔方程。

这种观点看似会惹恼物理学家，可它实际上完全没有贬低他们的成就，而只是补充了一条锦上添花般的注释：尽管大多数物理学家通常认为自己的科学探究过程完全没有受到个人意识的干扰，但其实他们中的每一位都是才华横溢的神经科学家，能够触及人类心智最深处的运作过程。而这一观点也意味着，在寻找物理学“圣杯”——可囊括万物的物理学终极理论时，如果不与全面的人类心智相关的综合理论相结合，那么探索就不可能成功。大多数传统的物理学家往往十分抗拒这类观念，他们认为科学理论独立于人的主观性而存在，与人的心智毫无关系。但我希望在本书中展示一些最神秘的自然现象，包括时间和空间等原始概念。

至此，我们可以开始了。

一切都是大脑的投射

根据目前最被大众普遍接受的描述，在孕育宇宙的奇异大爆炸事件后仅仅40万年，光最终逃逸了出来，穿梭于浩瀚宇宙，直到它遇到能够重现其史诗般旅程并试图赋予其一些意义的人或事。在大约50亿年前，一块小小的蓝色石头（地球）在星际尘埃的聚变中诞生了，当它围绕着一颗普通的中微子黄色恒星运行时，它自己也迷失在某个普通星系中一个不起眼的角落里。来自宇宙深处的光遇见了渴望了解它的人，这些人在进化过程中获得了智慧，掌握了制造工具的能力，他们开始认真地在大脑中重塑潜在信息流的来路，迫切地探寻着它可能意味着什么。这是人类心智的一次伟大的集体创作。图1-2描述的三种宇宙观或许可以使我们对这一史诗般的人类集体心智创造行为的艰巨性略知一二。无论是面对美国国家航空航天局（NASA）对已知宇宙的最前沿描述，还是面对米开朗琪罗绘制的教堂天顶画，或是拉斯科岩洞壁画，都不免令人一时感到无法呼吸，谦卑之感油然而生，尤其会因这位真正的万物创造者在如此短的一瞬中创造出的辉煌奇迹而深深感动。