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認知是一種幸福

有人說人類有別於其他動物的地方是擁有兩種能力:語言和數學。有了語言與數學或邏輯推理能力,我們不但有了交流的工具,也有了理解這個世界的能力。當然,世界是可以理解的這個事實本身就是一個奇跡,我們並沒有真正理解為什麼會這樣,這是科學的終極問題之一。

既然有了這兩種能力,認知和創造(我指的是知識上的創造與藝術上的創造)就成為人類一種本能,完全或極大限度地發揮這種本能能夠給我們帶來愉悅甚至幸福。弗洛伊德在一篇著名的論文中分析了達·芬奇的不可思議的創造力,他認為達·芬奇通過創造滿足了自己,而達·芬奇終身未娶,創造的滿足代替了其他方面的滿足。

2011年網絡雜誌Edge向西方知識界提出的年度問題是:What scientific concept would improve everybody』s cognitive toolkit?即什麼科學概念將改變我們的認知(工具)?很多科學家、人文學者以及媒體精英的回答都很有意思,我特別關注了物理學家的回答,覺得弗朗克·維爾切克(Franck Wilczek)和馬塞洛·戈裡瑟(Marcelo Gleiser)的回答最有意思。

維爾切克認為這個將改變我們認知工具箱的科學概念是潛伏層(hidden layers),準確地說是神經元的潛伏層。他說,人類的很多工具通常有接受層與輸出層。例如,最早的人工神經網絡就是由這兩層組成的,由於過於簡單,一些稍微複雜的功能都很難實現。比如,僅有兩層的感知器就不能在白色的背景上數出黑色圓圈的個數。經過數十年努力,直到20世紀80年代,人們才認識到,只要在接受層與輸出層之間加上一層或兩層,就能大大增強神經網絡的功能。今天,這種多層網絡用於高能加速器,例如大型強子對撞機粒子碰撞事件的圖像萃取,比人的能力要高效得多。

戴維·休伯爾(David Hubel)和托斯坦·維澤爾(Torstein Wiesel)發現,視覺皮質中的潛伏層的功能是收集視覺對象的各種特徵最後綜合成整體圖像,他們因此獲得1981年度的諾貝爾生理和醫學獎。人類視覺是通過接受數目巨大的光子,投射到平面上再通過潛伏層才形成三維圖像的。人造機器人的視覺就很難達到人類視覺的高度。維爾切克認為,潛伏層將所謂的呈展現象(Emergence)具體體現出來了。

戈裡瑟認為「我們是獨特的」將在我們未來的認知中起到舉足輕重的作用。其實,認識到我們是獨特的以及為什麼我們是獨特的,本身就是一項人類認識自己的重要任務。很多人並沒有認識到「我們是獨特的」。

人類非常獨特,因為地球本身就很獨特,地球提供的各種環境和條件也很獨特。這種看法有點違背所謂的哥白尼原理。哥白尼原理認為地球和太陽系不是世界中心,當然這個原理原來只涉及到太陽系在宇宙中的空間地位,後來人們將它推而廣之,例如很多人認為宇宙中存在很多各色各樣的智慧生命,就像《星球大戰》中出現的那些。

戈裡瑟的觀點是,像人類這樣的智慧生物在整個宇宙中是罕見的。他首先論證,在生命與智慧生命之間存在巨大的鴻溝。他對智慧生命的定義是擁有發現科學和技術的能力,而不是像海豚那樣的生命。所以地球上只有人類符合智慧生命的定義。僅就生命而言,例如單細胞生物,也許不是地球上的特有現象,也許很多有著類似地球環境的太陽系外行星上也有。地球在形成數億年後這樣的生命就出現了,所以簡單生命出現並不難。而且,生命在很多極端條件下也能存活。

但是,單細胞生命的出現並不意味著多細胞生命接著就會出現。生命在適當的環境下變化,只要存活即可,並不一定演化出多細胞生命直至智慧生命。進化論只是說適者生存,而不是更加聰明者生存。在進化過程中,只要一個環節出錯,我們人類就不會出現。人類出現的一些條件都很特別:長期存在的具有保護作用的富氧大氣層;地球稍微傾斜的地軸,被地球唯一的體積較大的衛星月亮所穩定;臭氧層和地磁場共同保護生物免於被宇宙射線轟擊;地表板塊構造調節二氧化碳使得全球氣溫長期穩定;我們的太陽相對較小、相對穩定而不會偶爾釋放大量的等離子體……具備所有這些條件是很難的。另外,即使在宇宙某個角落存在其他智慧生命,由於非常遙遠,我們實際上是孤獨的。

戈裡瑟的觀點與人擇原理有點相關。人擇原理的第一條應用是地球為什麼這麼獨特。因為如果地球不這麼獨特,就不會出現人類,我們就不會在這裡問這個問題。推而廣之,如果我們的宇宙不這麼獨特,我們就不存在從而不會追問關於我們宇宙的一些深刻的科學問題。人類的出現非常偶然,恰恰是這種偶然性讓人類變得更加珍貴,而不是毫無意義。

認知能力無疑是人類獨有的。這種能力使得人類可以認識世界,一種非常奇妙的「自我認識」能力,也就是說,宇宙的規律使得人類出現——也許是偶然出現的,而人類出現又使得宇宙規律本身呈現出來。僅僅這一點,我覺得認知就是一種幸福。

當然,認知也帶來人類獨有的悲哀感受。人活著就有生老病死,還有很多很多其他種類的痛苦,有些痛苦也許是人類獨有的。也許,科學發展將漸漸為人類解脫一些痛苦。我過去說過,未來科學最大的目的之一就是為人類帶來更多的幸福感。