(2008-01-10 13:02:54)
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杂谈最近，天天忙活着翻译老师布置的翻译资料。看到一篇有意思的文章，综合多种学科，从各方面详尽的介绍了人的大脑。更引起我好奇的是，作者的凌云壮志般的豪气。要竞选科学院院长。对诺贝尔不屑一顾！！呵呵呵……摘选来，朋友们共享……先声明，作者：唐付民。
逻辑思维与创造思维的物质机理
前面的文章中已谈过，逻辑思维不等于抽象思维，不等于概念、判断和推理。只有这样明确，我们才能了解和掌握形象思维和创造思维的具体形式，也才能在生理机制中找到抽象思维的具体形式：概念、判断和推理各自的物质（功能）来源。抽象思维仅限于“概念”，而“判断和推理”则属逻辑思维。
要在生理机制中找到抽象（逻辑）思维的具体形式形成的物质机理，须将“概念”与“形象”结合在一起理解，将“判断和推理”与“创造思维”结合在一起理解。“概念与形象（成象）”的生理机理前文已介绍，本章将主要探讨“判断、推理”与“创造思维”的生理机理，即“思维学”称为“思维技术”的物质机理。
为什么要将“判断、推理”与“创造思维”结合在一起来理解，这是因为它们都与人脑认知（加工）活动的基本形式（基本机制）有关。在前面的文章中我已提到过，“联系”是人脑实现各种认知活动的基本思维形式，“联系”是以神经突触的连接关系为自已的物质基础。
人脑（人类）的各种创造性认知思维活动，都是通过各种“有意（故意）无意（随意）”的“联系”来实现（完成）的。逻辑思维中的“因果联系”通常为“故意联系”，很多艺术和科学技术创造也是通过“故意联系”来实现的；而通常所说的灵感或下意识活动（联系）则为“无意（随机）联系”。除“有意和无意联系”外，在人脑（人类）的认知思维活动中还存在“简单（单一）联系和复杂（重复或连续）联系”之分。逻辑学中“演绎推理和归纳推理”都属“复杂（重复或连续）联系”，“辩证（矛盾）思维与系统（运筹）思维”也属“复杂（重复或连续）联系”。“简单（单一）联系”较普遍，也很“低级”，如当我们见到某张“面孔”便联想（联系）到他是谁或像谁；动物的所谓“条件反射”大多是建立在“简单（单一）联系”的机制之上的。虽然“简单（单一）联系”是动物性的，是“低级的”，但我们必须要明确任何高级的、复杂（重复或连续）的联系都是建立在“简单（单一）联系”的条件（机制）之上的。人脑之所以能优越于其他动物脑，其中一主要原因（条件）正由于人脑能进行“复杂（重复、连续或多头）联系”！
无论是“简单联系”还是“复杂联系”，在大脑（人脑）皮质的神经网络中都能找到“根据”。但仅从神经网络的连接关系考虑还不足以理解“联系”是人脑认知思维活动的基本机制。因为神经网络（神经元与突触）虽然负责信息的“载体”和“连接（联络）”，但它不负责信息的“处理（意识或感知觉）”。这就是说，信息在神经网络（神经元与突触）上的存在不一定具有实际意义，只有神经网络（神经元与突触）将信息（能量、兴奋）传达给了“意识功能体”，才能形成（意识）对信息的感知觉，因此只有某个“信息单元”与另一“信息单元”同时或相继在“意识功能体”中出现，即两个（或多个）信息神经元同时或相继向它周围的神经胶质细胞释放能量（电磁波或电磁场），才能实现（出现）信息在意识（感知觉）中的“联系（联络）”。
人脑能理解（处理）语言文字，主要在于它具有“语言联络皮质区”。而人脑能进行（实现）推理、运筹、计算或复杂的设计（创造），除了它具有复杂（繁多）的神经（信息）网络，还因为它具有“宽阔的信息展示平台（空间）”，这个“平台”便是它的“平展面积与厚度”。
“大脑皮质的总面积约为2，200平方厘米，其中1/3（750平方厘米）露于表面，2/3（1，450平方厘米）位于沟裂的壁和底（Von Economo,1929）。……
从进化上看，最早出现的皮质是嗅性的，主要调节内脏活动，鱼类即已出现。爬行类出现非嗅性的新皮质萌芽。在以后的进化过程中，新皮质的面积增加很快。因而到了高等哺乳动物，新皮质的扩展已显得极为突出。人类的新皮质大约占全部皮质的96%（ФHЛNMOHOB，1951）而原始的嗅性皮质则占地极为狭小，一部分被排挤至脑底面上的较小地区，另一部分甚至卷入侧脑室。”[1]
“大脑皮质的扩展是代表进化的特征，从大脑皮质的面积、厚度和重量可见它的扩展是巨大的。如啮齿动物的大脑皮质面积约为3～5c㎡,猫的大脑皮质面积约为100c㎡,人的大脑皮质可达1100c㎡。大脑皮质的厚度亦相差很大，大白鼠的大脑皮质厚度约为1mm，人的大脑皮质可达3.5mm。”[2]
“人类大脑新皮质面积可达2200c㎡，约为52c㎡直径的一把圆伞的面积。……如此广阔的大脑新皮质，除基本初级的感觉运动区之外，联络皮层大大发展。近20年来，大家都认为新皮质的柱状结构/功能的元件单位（modulos）是普遍存在于不同机能的皮质区的。每一垂直柱状的元件脑单元约为300～500μm的直径，为一定数目的神经元组成。”[3]
——顺便谈一下我对“皮质柱状单元”的理解。我认为“皮质柱状结构”是起“扩大器”的作用。我们知道，信息（能量、兴奋）是可以通过单个神经元传递的，但单个神经元在皮质中所释放的能量（电磁场或电磁波），恐怕是不易激活众多的神经胶质细胞（意识功能体）的。因而是起不了传达（展示）信息，产生“感知觉”作用的。为此，我认为皮质柱状神经单元是起对特定信息（信号——频率与波幅）“扩大”的作用。
很明显，如果以某一空间单位（如300～500μm）为信息展示或信息感知单位，人脑皮质的面积与厚度是有利于同时（或相继）展示(或感知)多项信息的。尽管信息在皮质中展示或神经组织（神经元）在皮质中的兴奋，在时间上具有“相继性”和“延时性”，但一方面“相继性”会受空间的限制，而“延时性”也有时间限制。人脑皮质的面积与厚度有利于“同时”展示和接收（感知）多项信息，这样便能将多项信息结合（联系）起来理解（处理）。我认为，人类的各种推理、运算、运筹、规划、设计是必须要将多项信息结合（联系）起来理解（处理、认知）的，而人类之所以能进行各种推理、运算、运筹、规划、设计，也正是由于人脑皮质能“同时”展示和处理多项信息。
人们说：猴子掰玉米，掰一个丢一个（选大）；猴子聪明不知解颈绳。我认为动物的这种“低能”，就是因为不能将多个相关信息结合（联系）起来理解（思考、认知）的原故。人们还说：“智者多虑必有一失，愚者多虑必有一得。”我想，这前者是因为事物具有“两面（或多面粉性”，而后者则无疑是因为实现（进行）了“多项信息联系（处理）”的结果。
除“单项与多项”联系外，在人们（人脑）的认知思维活动中还存在“经验与随机（创造、创新）”、“有意识与无意识”联系。我们的很多推理、计算、设计大都建立在“有意识联系”机制上的，而灵感、下意识活动则通常建立在“无意识联系”机制之上。“经验联系”指熟悉的反映（联系），如将一首熟悉的歌曲连续唱出来，或将一篇熟悉的文章连续的背读出来，都是“经验联系”；而当我们将眼见（面前）的某物任意与他物“联系”便为“随机联系”。“随机联系”具有“创造性”，灵感便是它的产物。那么，这些“有意识与无意识”、“经验与随机”联系又是如何实现的呢？
对于有意识联系，我在“论意识的来源与作用”中讲述的“意识的作用”机理，可以作为理解的基础。“有意识联系”包括两方的机制，一是“意识功能体”（神经胶质细胞集体）在意识（清醒、兴奋）状态下，以“牵引”或“挤压”的方式将“甲信息神经”连接到“乙信息神经”上，二是被连接的“甲乙”两“信息神经”兴奋所释放的“信息”（能量）同时或相继展示在“意识（功能体）”中。“无意识联系”在前面“潜意识或灵感与梦”的成因机制中也已讲到。它主要是两个以上“信息神经”自主兴奋或传入的能量（信息），在皮质“意识功能体”中同时或相继展现的结果。这种“自主”兴奋或传入的信息（兴奋、能量）如果不被“有意识”机制处理——注意或连接，通常无意义，也不能被回忆，许多梦中过程便是这种结果！
“随机联系”也分“有意识与无意识”，它们在前面的“灵感、梦和意识的作用”机制中已反映，这里不需重复。而“经验联系”，就是在皮质中代表信息或技能的特定神经之间已建成了相对固定的连接（突触）关系。它们能自动或在“显意识”的调动下同时或相继兴奋。我曾经提到过在皮质中的神经元不都是起代表信息的作用。我认为在人脑皮质网络中的神经元或组织，有些是代表或传递（和复制）信息的，有的是承担加工（调节）信息的“技能”作用。
我认为皮质中“信息神经元”只能起传递或展示信息的作用，不能自主（有意识）实现目的（有意义）连接。这就是说，信息间的有些连接是在“有意识”的操作下进行（实现）的。我们通常所说的“注意、推理、计算、回忆等”都是“有意识”活动，“有意识”思维活动与“无意识”思维活动的根本区别，是前者是（能）有目的的调控信息的“来去”或关系（联系、连接）。如果说信息的“有意识（有目的）”来去与联系（连接）是由皮质神经胶质（意识功能体）的“挤压和牵引”作用来实现的，那人类（人脑）的“有意识（有目的）”联系（连接）还存在一项“技能”机制，这“技能”机制就是建立在“经验联系”之上的。——这种“经验技能”可能有一定（少量）的“遗传性”。
神经之间的联系（连接）可以形成相对固定的关系（联系），这种“固定关系”就是“经验关系”。人出生以后，在其生长和学习的过程中就会在皮质中建立起相关的神经联系（或突触联系），这些联系一但确定便是“经验”，不论是感觉（包括语言）与运动还是感觉与感觉或是运动与运动之间，联系（突触连接）一但建立，便易准确而快速地反映（提取）。但在人类的联系思维活动中，会建立（存在）一定的“专业联系技能”机制，这种“专业技能”机制不是起代表（传递或复制）信息与信息间的联系（连接）作用，而是专门调节（连接）信息间的相互关系。例如“演绎推理”或“归纳推理”等，它们都是一些相对固定的联系（连接）形式，这种联系（连接）形式（通过培训或学习）会在人脑中形成固定的“技能（功能）”机制。它能在理解（处理、连接）各种相关的信息的关系中发挥独立的作用。也就是说人们（人类）面对的许多事物都需要相关的“推理等形式”去“联系、连接”。
那么这些不代表信息的相对固定的“技能联系（连接）”机制在人脑中又是如何体现的呢？神经生理（解剖）学早已明确，人脑皮质具有六层结构：“在哺乳动物中等级愈高者，新皮质愈发达。古、旧皮质是三层皮质。新皮质为六层。由于人类的新皮质高度发达，它约占据全部皮质的96%。”[4]
“每一层均有特殊的作用：①分子层保证邻近表面处的联系；②第三与第五层即锥体细胞层，是效应层；第三层司皮层间的信息，第五层将命令传达到皮层下各级中枢；③第二与第四层为颗粒细胞层，具有传入作用，第二层接受来自皮质其它区域的信息，第四层接受来自下位各级中枢，尤其是丘脑的信息；第六层细胞借联合纤维为媒介保持半球间的联系。”[5]
“第二层与第四层……具有传入作用”。我在“论意识的来源与作用”中已讲过，第二层接收“非特异神经（能量）的传入”，第四层接收“特异神经（能量）的传入”。前者起激活“显意识”的作用，后者起传达“信息”的作用。如果第四层和第五层建立的“经验”（神经）联系有利于信息与信息，或运动与运动，或信息与运动间的联系（连接），那我认为第二层与第三层中建立的“经验”（神经）联系则有利于认知“技能——思维学中的‘思维技术’”的组枸。试想，激活“显意识”的能量输入皮质第二层，那与第二层相邻的一层和三层的“胶质”都会被激活“显意识”的能量激活。如果“显意识”要在皮质中调控（调节）信息与信息、或信息与运动关系，自然要对信息传入层即第四层，和运动（或信息）传出层即第五层实施作用。很明显，如果在皮质第二和第三层（主要是后者）建立起相对固定的神经组织联系（连接），是有利于引导（带动）“意识功能体”完成（实现）各种“技能式”的认知反映活动的。即实现“技能式”的目的性选择（调控）信息和运动。这些“经验技能”如果与信息（感觉）神经元或组织“自发”互动（兴奋），将是一些“灵感或下意识”活动形成的机制。因此我认为人类的“技能性”的认知功能（如习惯性推理）是建立在皮质第三层的“经验（神经）联系”机制之上。——所谓“天才”的功能，我认为与此机制有很大关系。当然不仅仅限于此，抽象（概念）与形象（想象）的感知功能也是不可或缺的！所谓“天才”是完全可以人工（人为）的培养（训练）的！当然也不是无条件的，将动物和先天有明显智障的人培育成“天才”是绝对办不到的。或者说我们是很难满足其条件要求的。
“意识功能体”除了能被作用（清醒和感觉）和反作用（挤压作用），它还具有“自主连接（联系）”功能，但它必须依靠神经纤维的引导才能实现各种连接（联系）活动。引导它实现各种连接（联系）活动的除信息神经外，还应有一些专门的连接——“桥梁神经”。这些“桥梁神经”应与“意识功能体”有机地结合为一体，才能实现各种有效地认知反映活动。“意识功能体”应与“信息载体”和“认知技能”形成互动关系，即相互作用又相互协助。皮质中神经胶质与神经元和神经纤维（各种突触）便是建立在这种互动关系之上的。
在逻辑（抽象）思维的基本形式（机制）中有概念、判断和推理，前面已谈了概念与推理的生理物质机制，那判断又与生理物质机制存在什么关联呢？
概念思维中分离了“意识”（机制）以后，就是“信息”；推理思维中分离了“意识”（机制）以后便是“联系”。那判断思维中分离了“意识”（机制）以后，又是什么呢？我认为是“作用”。我认为“判断”是逻辑学、心理学或哲学概念，它不是物质（物理）概念。因此要在人脑（生理物质）中明确它的具体机制，必须将其转换成物理（物质）概念，而“作用”才是物质（物理）概念。判断是意识（功能体）对出现（展示）在“意识”中的信息进行“处置”，如果意识是独立的物质功能体，判断自然是一个物质功能体对另一个物质功能体（信息载体）实施“作用”。
在“论意识的来源与作用”中，我已谈过意识（功能体）是通过“挤压作用和牵引作用”来实现对感觉（信息）和运动的调节（调控）作用。当然它只是一些简单的“起动和连接”作用，在人类（人脑）中还需要（存在）一些相对复杂的“起动和连接”作用，也就是通常所说的“综合作用”。我认为“综合作用”包含两种形式，一是“聚合”，二是“结合”。前者便是人们通常所说的“抽象概括”，后者即是“归类组合”。这些在人类表现最为突出的认知思维活动是如何在人脑中存在（实现）的呢？我认为它在人脑中也是建立在“聚合和组合”机制之上的。也就是具有抽象和综合功能的人脑的特定皮质区是建立在神经组织“聚合”关系上的。它好似人体内神经系统的“塔尖”，体内的各种“高级”的内外感觉和运动都会“会聚”到这里。这个“器官”便（主要）是“额叶皮质”。
“前额区在进化上很新，灵长类才发展，人类特别发达。它与人的抽象思维和高级智力活动有关。对前额区功能的了解，多来自前额叶切断术的病人。本世纪40年代这种手术盛行，用以治疗精神病或其它方法不能止痛的恶性病变。……特别值得提出的是，切割8、9、10、11、12、45、46、47、区与丘脑背内侧核的往返联系。止痛作用多包括内脏痛。内脏冲动上行到下丘脑、丘脑的背内侧核等处再投射到前额区。切断此种联系，患恶性病变的人不再叫痛，但询问时，仍知道痛。手术后病人情感常改变，一方面淡漠地无动于衷，另一方面可有特别的欣快。如病人对社交往来冷漠，不关心个人仪表，对批评无所谓，对家庭经济困难毫不关心，动作缓慢，作事拖拉。……此外，病人智力下降，判断能力低下，抽象思维能力减退，不能集中精力并丧失主动性。”[6]
学过神经解剖学的都应知道，“丘脑背内侧核”是神经核团，人脑皮质的前额区与它建有密切的往返联系（连系）。我认为神经核团具有“调频”作用。也就是说，下级感官传入该核团或皮质传入该核团后再输出的“信息（能量）”，如果是“多路”的且频率与波幅又不相同的，该核团将对它进行“调频与调幅”。经调频和调幅（聚合）后的信息传入皮质特定区（如前额区），必然在该区成为“点”。这“点”与下级感官的多个感受器或皮质中多区信息神经的连（联）系便是一种“聚合（抽象概括）”关系。因此该区在人类（人脑）的抽象认知思维活动中起作重要作用。但孤立的该区同样是没有意义的，必须与其他组织、器官合作！——自然，与神经核团形成“相反”联系（连接），即传入某核团的是单一的神经或“波频”，而输出（传出）的即是“多项”（多路），那便是“扩散或弧射”。如上行丘脑（核团）的非特异传出，即在“显意识”活动中形成“弥散架构”。
顺便在此谈一下我对“记忆机制”的理解。关于记忆的生理机制，本应用专文来讲述，但因“特殊原因”，就在此简单讲讲。
关于记忆的生理机制，现有生理心理理论将其分为“短期记忆和长期记忆”，并依据一些“表面实验”认为短期记忆由“海马”负责，而长期记忆自然在皮质中。我认为如果说“海马”参与或影响记忆是合理的，但说它负责（存贮）记忆恐有些牵强。因为我们问信息的短期（早期）是贮存在“海马”，后期又到了皮质，那信息是什么，它是如何“搬动”的？恐怕这是任何人都不易回答的！
我在这里介绍的理论中已明确提出“信息”分为载体和能量（或递质），载体自然是神经元，而能量便是“电磁场或电磁波”。载体负责信息的转化、传输和贮存，而能量则负责信息展示（表达）。如果神经元负责信息的贮存（复制），那它在海马中“生成”后又搬到皮质，自然是与现有神经生理机制不符的。那么海马在记忆中究竟起什么作用呢？在回答此问题前我们得先弄清实现“记忆”的各种条件。
我认为除载体和能量以外，在实现记忆的生理机制中还应有“提取、贮存与复制”机制。“提取”分意识提取和神经提取，意识提取自然是由“意识功能体”（神经胶质细胞集体）的剌激作用来实现，而神经提取则是“信息神经”和“技能神经”的相互作用来实现。“贮存与复制”也涉及到两种机制，一是“神经联系（突触连系）”，二是“物质复制（分泌）”。所谓“神经联系”就是神经之间形成（建立）突触连系（联系），“一端”兴奋将引活“另一端”。所谓“物质复制”，就是负责信息存贮的神经元（或组织）除要与相关联的神经建立相互联系，还要在其“体内”构建能复制（分泌）独特的信息的能量（“频率与波幅”）或物质（递质）。我认为，海马的作用就是让信息贮存神经元（或组织）构建复制信息的物质（递质或元素）和连接关系。即它通过向皮质信息复制（贮存）神经输送神经元素和给予强化（电磁场）剌激，让皮质中负责信息存贮（复制）的神经对信息的复现（表达）实现“专门化”。海马的病损或缺失，使皮质中负责信息复制（存贮）的神经得不到应有的生理物质（元素）的供给，与“专门连接”的强化训练，因此必然造成新信息存贮（记忆）的缺失。
细读读神经生物学便知道，所谓“海马负责记忆”，主要依据的是海马的病损会导致近事记忆的缺陷或丧失。如果说初始信息是存贮在海马，那剌激海马就应出现回忆，但我们找不到这样的实验报告。海马的病损使近事记忆缺损只能说明它参与或形响了记忆活动，并不能说明它完全决定或负责近事信息的记忆（存贮）的全部功能。
总之，我认为海马与“边沿系统”在人脑的记忆活动中，主要负责提供记忆（复制）所需的生物物质（神经细胞复制元素与能量），或对皮质记忆机制进行专门化的“强化训练”，而不是负责信息的存贮（复现或复制）。我们知道，在生理学中海马与相邻的所谓“边沿系统”一起通常被称为“内脏脑”，它们对身体内脏活动具有一定的调节（调控）作用。要对身体的内脏进行调节，恐怕免不了要汾泌各种神经物质（递质、调质）。因此我认为“海马与边沿系统”具备生产、提供神经生长和复制信息的物质与能量的条件。
人类的智能原理，人类已苦苦探索了数千年，尽管人类已知道人脑是决定人类智慧的器官，但却无法明白和掌握它的工作原理或运作机理。近几十年人类科学界将人脑称为“黑箱”，原因就是不明白它是如何“运转”的。我在这里提出的：论意识的来源与作用，灵感与梦的生理机，抽象思维与形象思维的物质机理，逻辑思维与创造思维的物质机理，几篇文稿。可以说是对人脑认知思维活动的各种基本机制（基本形式）所作的较全面与具体的讲述（探索），因此，不妨将这几篇文章合称为“黑箱理论”（或“认知生理学”的基本内涵）。这个“黑箱理论”是建立在人类智能和人脑机能的结合基础上的。也就说是，它是将人类的各种心理认知思维形式与人脑的各种神经机理密切结合的产物，它是建立在同一个“有机系统”上的。过去之所以没有了解人脑的“运作机制”，是因为研究心理形式的学者不能研究生理物质机制，而研究生理物质机制的学者又不研究心理认知思维形式。——确切地说是不能将它们两方面的形式和机制实现有机结合。
当然，无论是记忆还是人脑的其他认知思维活动，都有很多问题要探讨，要细讲。但它是需要以专箸的形式才能实现的，不是三两篇文稿就能完成的。我在这里提供的几篇文稿只能给出人脑认知思维活动的基本框架。如果科技界、政府、社会民众觉得我提供的原理（思想）有一点点意义和价值，我才有必要对此原理进行深入的细化研究。
但是，我提供的仅仅是理论，有很多原理是需要实验科学的密切（互动）配合的！——实验验证的方法：一是自然生理实验，二是人造物理（如像生产“电脑的工作原理”一样进行）实验。当然，还须采用（配合）“多因逻辑”的原理或标准去进行或评定！——我认为，我提供的“黑箱理论”是迄今为止人类唯一具体的和较全面的一套“脑科学理论”，它直接“根植于”现有实验科学的相关原理之中——或基础之上。若能得到社会、政府和科技界的理解与关注，在一些相关专家和实验科学的配合（验证）下，如果不能被否定，将很快能进入实际运用。而它的作用会涉及到许多重要领域，如医学、教育学、人工智能及社会学等。将使人类的脑科学和智能科学实现革命性变化。相反，若得不到理解与关注，既使是颠扑不破的真理，也会沉入大海……
毫无疑问，我提出的所谓“黑箱理论”是有突破的。它让一直躺在哲学中“神密的”意识实现了物理（物质）化，也让逻辑学中的推理（抽象）思维与创造思维、灵感思维、形象思维等实现了有机结合。这些都突破了人类的“经典”，突破了“极限”。然而没有突破那来创新！任何创新都必须建立在“突破”的基础上！无论是牛顿，达尔文，还是爱因斯坦，他们的创新无一不是建立在“突破”的基础之上的！如果没有“突破”人类的科学事业还能发展吗？中国政府、中国科技界和中国人民，如果没有坦然面对和应付“突破”的准备与能力，中国的科学事业有希望吗？中国的科学能走在世界的前面？能为世界科学的进步做出重大贡献吗？中国能有人拿“诺奖”吗？
主要参考文献：
[1]、张培林 主编《神经解剖学》人民卫生出版社 1999年 384页
[2]、蔡文琴 李海标 主编《发育神经生物学》科学出版社 1999年 178页
[3]、万选才 杨天祝 徐承焘主编《现代神经生物学》北京医科大学中国协和医科大学联合出版社 1999年 415页
[4]、郑思竞 主编《人体解剖学》1984年 399页
[5]、陆纯惠 主编《生理学》1985年 67页
[6]、张培林 主编《神经解剖学》人民卫生出版社 1999年 422页
