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tianlangTianlang  2021-05-28 18:00 天浪书屋 隐藏边栏 |   抢沙发  109 
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不确定的边缘 [美] 埃尔文·布鲁克斯·怀特pdf-epub-mobi-txt-azw3
书名:不确定的边缘
格式:EPUB/MOBI/AZW3
标签:科学 科普
ISBN:

内容简介:


“原子”、“宇宙大爆炸”、“DNA”、“自然选择”,都产生了革命性的科学思想。这些思想在最初出现时,并未引起当时人们的关注。今天,这种令人惊奇的现象依然存在。在《不确定的边缘》一书中,畅销科普书作家迈克尔•布鲁克斯对未来科学作了全新展望。

通过11个新发现,布鲁克斯带领我们领略了世界前沿科学。从宇宙起源的观点可能被改写开始,到隐藏于生存意愿背后的新奇生命现象的探索,直至揭示意识的生理学根源。在这一过程中,他分析了为什么我们应矫正临床试验中的性别失衡问题,探索了人类与其他物种怎样融合才能解决器官供体不足的论题,提出了宇宙是否真的像计算机一样或者时间的流逝只是一种幻觉的新观点。

《不确定的边缘》将今天科学界尚未解决、正待探索的几大难题呈现给了普通读者,涉及生物学、物理学、天文学等多领域,学术价值和科普价值较高。

作者简介:


迈克尔.;布鲁克斯(Michael Brooks),英国量子物理学家,非虚构类畅销书《搞不懂的13件事》(译为18种语言)、《自由基》(译为7种语言)、《不确定的边缘》(译为4种语言)作者。他拥有量子物理学博士学位,是《新科学家》杂志的顾问、《新政治家》杂志的专栏作家。
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部分摘录:


面对兴高采烈的观众,古斯塔夫·库恩正在表演魔术。他使乒乓球消失,然后在不可思议的地方出现。在这之后,他会解释自己是如何做到的。“这只是简单的误导。我用手的运动吸引你的注意力;你的眼睛会不由自主地注视我的手。这样,我就有了机会……”他的头在转动,我们的目光也随着转动,乒乓球又回到了他的手中,我们情不自禁地开始鼓掌。

观众在听科学演讲时,一般不会这么早就鼓掌。通常只是在演讲结束时,才恍然若悟地喝彩——这常常是一种放松的表现,演讲终于结束了。但是,在意识科学研究协会第十六届会议上,与会者从一开始就被深深地吸引住了。

库恩认为,应该有一门魔术科学。他与其他魔术师的表演效果是圆满的、有意义的、可重复的,更重要的是它是有用的。他说,换句话说,它与好的科学成果的效果是一样的。库恩和他的表演伙伴、另一位魔术师罗纳德·雷斯科(Ronald Rensink)认为,研究魔术师的表演可以使我们了解感知和认识(和欺骗)、儿童如何形成对可能与不可能的理解、神奇的信仰为什么会持续存在、当我们的大脑以出乎意外的方式思考时会发生什么情况。研究魔术能帮助我们获得与人和技术沟通交流的新技能,找到解决问题的新思路。最重要的是,魔术给我们提供了一扇了解意识的窗口。

研究意识,曾被认为是浪费时间。意识毕竟是一种主观现象,因此,它不同于其他科学内容。我们如何依靠某人的自述去研究他的意识?在我们无法与自己保持一定距离时,我们如何研究自己?我的颅骨内那团海绵状物质以某种方式产生我们称之为意识的东西,但是,如果我们去探究这团海绵状物质,就会对它产生扰动。我们无法让大脑存活于颅骨之外,即使我们能够做到这一点。难道我们能通过解剖大脑而找到意识吗?1994年,哲学家戴维·查默斯(David Chalmers)提出了一个短语:“大难题”(Hard Problem),这一说法已变成了解决问题的磨石或者咒语,这取决于你的看法。

查默斯认为,“意识不受还原解释理论的束缚,用具体的词汇给出的解释无法说明意识体验的出现过程”。换句话说,通过对大脑的反向研究,无法解释意识。你不能制造一个大脑,然后希望借此追踪意识的来源。意识从本质上讲,与所有现实的事实是不相同的——意识是独立的。查默斯说,这就是我们的周围可能存在着未被发现的僵尸的原因。

许多电影都描述过僵尸带来的世界末日。电影中都有一个男主角,利用熟练的技巧为自己喜欢的人争取逃脱的时间。这看上去或许是陈腐的情节,但它提出了一个关于意识本质的有趣的问题——查默斯争论。僵尸会被库恩的魔术戏法震惊和迷惑吗?僵尸对魔术会有什么样的感觉?

公平地说,查默斯并未谈到科幻小说中常见的肌肉腐烂、没有死去、迷恋食物的僵尸。简单说,这些僵尸易于辨认,它们步态笨重,对疼痛和伤口不敏感,不能与他人联系沟通,眼神呆滞。我们在这里谈论的是正常人的完美复制品,从外表看,它与你我并无区别。我们说的这种僵尸能正常行走,能与人交谈。它甚至能告诉你,它的感觉。但是,你必须问自己一个问题:你能知道它说的都是真的吗?你无法知道。

笛卡尔(Descartes)指出,你知道你是有意识的,因此,我认为我也是有意识的。但是,你怎么知道其他人也有意识?你继续推论的依据只能是这样的事实:他们与我好像是一样的,他们对刺激(比如胳膊被扎了一下)的反应与我相同。询问他们一个问题,他们会以合理的方式、在合理的时间内作出答复。但是,如果你询问他们的体验,你无法知道他们告诉你的是否是你希望他们说的、他们所想的东西。他们可能没有任何感觉——他们只是知道在这种情况下人类希望有什么样的感觉,并把这种感觉说出来。

这就是僵尸假设:你周围的每一个人都没有自我意识,感觉不到自己,当然你也就无法了解他。更确切地讲,假设存在另一个你,他与你极其相似,无论是肉体还是精神,他能像你一样观察、行动和说话,甚至对别人提出的问题也能给出与你相同的答案。这个另外的你与你的差别只是他没有意识,他实际上是个“机器人”。

查默斯指出,你能够做这样的设想,就意味着他在理论上是可能的。因此,他主张意识是存在于大脑过程和肉体之外的“东西”,是基于我们感性知觉而存在的“东西”,是我们对感性知觉的反应和报告。

这种“东西”使我们高于僵尸。我们可以说,这种差异定义了意识。意识使我们有自身的观念、有感觉,能内省、能分析和询问我们在世界中的位置。也许,正是意识使我们对魔术感到惊奇和开心。意识使我们欢笑抑或痛哭。甚至可以这样说,意识使我们成为了人。数百年来,哲学家一直期望能萃取自我意识的本质。令人兴奋的事情是,今天的科学终于给我们提供了方法,使我们能探寻一些问题,这些问题包含了比我们能想到的更多的秘密。目前的情况好像是:我们的科学见解已“杀死”了僵尸。我们可以跨过僵尸的尸体宣布:我们将取得最后的胜利。因为我们发现,意识必须根源于肉体,因此,意识服从于科学。

迄今为止,对意识的研究使我们获得了一些模型,我们利用这些模型来说明自己头脑内所发生的情况。其中,两种模型被认为最具发展前途。一种是全局工作空间理论,它从心理学和神经学对意识进行综合理解。这种理论认为,来自外部世界的所有输入——触觉、味觉、视觉、听觉等——首先会被无意识地进行处理。之后,只有很少的输入能获得你的注意——当有足够数量的下意识过程进行,将触发一个开关,启动大脑中与意识过程有关的部位活动。这时,你才能注意到外部的输入信息。神经学家丹尼尔·伯尔(Daniel Bor)将这一过程描述为“舞台上的聚光灯或者在多用途认知白板上的涂写”。简单地说,这一过程就是利用了我们的短时记忆——尽管这些记忆只持续了几秒钟的时间,但这样的持续时间已经足够长,长到记忆能在必要的时候可供提取利用。

上述理论的主要竞争理论是整合信息理论(第二种理论)。这种模型将意识置于语言和信息论框架内,产生数据集,数据集的综合结果大于各部分数据之和。该理论的创始人是意大利精神病学家和睡眠研究者朱利奥·托诺尼(Giulio Tononi)。在许多方面,他都是一个有争议的人物。尽管他的理论还处于初期阶段,但他声称,根据他的理论可以制造一种通用的意识测量器,从连接到计算机网络的一个蛇形管可以测量任何东西的意识“等级”。

然而,整合信息理论是基于整个神经网络的,它并不能解释大脑单个物理结构内所发生的情况。这意味着,它对用于测试全局工作空间理论的简单实验没有多少帮助。即便如此,这种理论也有自己重要的拥护者。克里斯托夫·科吉(Christof Koch)告诉《纽约时报》作者卡尔·西默(Carl Zimmer),“它是唯一真正有前途的关于意识的基础理论。”

然而,我们最终必须承认,经过几十年的发展所形成的意识理论仍不能令人满意。今天的心理学家和神经学家在很多方面就像当年登上“贝格尔号”的达尔文一样:他们依然在搜集样本,对大脑做出的有趣事情进行观察。诚实地讲,他们还远没有形成一个完整的理论,一种简单的思想,以解释我们的主观体验:关于我们周围的东西、我们对事情的想法、我们的大脑为何能产生不同于无意识僵尸的体验。确切地说,这会使研究人员“消灭”僵尸。

塔夫茨大学哲学家丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett)是“僵尸猎人”的无可非议的领军人物。他的策略非常简单。他认为,也许意识并不存在,这种正在进行的意识以及对世界的思考的感觉或许都是虚幻的。也许我们的大脑在欺骗我们,使我们对自己的存在有了现在的描述。

1991年,丹尼特出版了一本书,采用了一个大胆的书名《意识的解释》。有人认为,这个书名有些狂妄自大。不过,这些批评者或许应该稍等时日再发表意见。在该书的“给科学家的附言”中,丹尼特预言:如果他的理论是正确的,那么,我们肯定没有注意到周围环境里的许多细微的变化。他认为变化盲视是存在的,有意的视觉体验并非对眼前现实的真实反映。

丹尼特的思想类似于电影《黑客帝国》的假设:人对现实的概念实际上是一种细致接合起来的模拟场景,通过机器植入大脑。按照丹尼特的观点,世界上没有机器,只有大脑。但是,正像机器模拟有时会出现小故障一样,如果我们能足够仔细地观察世界,我们或许会发现大脑的缝隙。事实证明,丹尼特是正确的。

罗纳德·雷斯科做了很多工作以证明丹尼特的假设。他做了一系列试验,表明人有时会看不到眼前的明显事物。为了理解这其中的原因,我们先来讲讲扫视性眼球运动(眼扫运动)。

眼睛和视觉处理系统的演变的研究需涉及多种效率问题,其中最主要的问题是——即便不考虑眨眼时间,人在每天清醒时仍有大约4个小时的时间大脑不处理任何视觉信息。视网膜将整个世界的图像聚集在一个直径大约为1毫米,由紧密排列的感光细胞组成的薄片上。这就是视网膜中央凹,它负责记录人们周围世界的细节和色彩。问题在于,它只接受手臂长度处指甲盖大小范围内的视觉信息。你的视觉在这时会以较低的分辨率和单色方式捕获你眼前的所有东西。如果偏离中心线10度,你捕获的信息只是能最大视觉信息的20%。换句话说,你看到的大多数东西皆是以模糊的黑白图像被记录。

你不会意识到自己看到的是一个“低保真”的世界,是因为你的眼睛在不断地转动,以使视网膜中心凹受体能获得更大的视野。人的眼睛大概每秒钟3次,每次耗时200毫秒,记录一幅高分辨率图像,记录图像后,眼睛会再次转动。在每次眼扫运动之间,人的大脑会关闭,避免记忆模糊的运动图像。在《认知科学趋势》杂志上发表的一篇论文中,戴维·梅尔彻(David Melcher)和卡罗尔·科尔比(Carol Colby)指出,每天150 000次,每次大约100毫秒的“脱机”时间做加法,人类每天总计有4小时的盲视时间。你没有注意到这一情况,是因为你的大脑将处理过程作了拼接,形成了无缝的视觉图像。与变化盲视研究人员提出的幻象相比,这种视觉图像易于人们理解。

丹尼特与他的同事丹尼尔·西蒙共同做了一些令人震惊的(也非常有娱乐性)实验,演示我们的连续平滑的视觉意识和幻象。在实验中,他们首先在两种不同的景象中变换图片,只有50%的受试者注意到了两个人头的变换。

没有人注意到,两个人交换了不同颜色的帽子。我们对“稀疏的视觉表示”作个解释:“受试者正在观看电影中一个演员从椅子上站起的场景,如通过摄影机角度的改变将该演员替换为另一演员,有67%的受试者不会发现这种变化”。现实世界中,这样的类似事情也很多。有一个经典的实验:“一个实验人员在街上挡住一个人问路。在他们的对话过程中,另有两个实验人员抬着一扇门粗鲁地将他们隔开。当被问路人的视线被门挡住后,第五名实验人员替换了第一个问路人。在大约50%的实验中,受试者(被问路人)会继续指路,并不会注意到他对面的人已发生了更换。”

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这个人很懒,什么都没写

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