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殘酷的天擇,卻最驚奇地創造出人類的大腦!

2021/11/30  
  

文 / 《生命之鑰:諾貝爾獎得主親撰 一場對生命奧祕的美麗探索》 保羅.納斯爵士(Sir Paul Nurse)

 

編按:筆者是知名遺傳學家和細胞生物學家,致力於控制細胞複製的研究工作,也就是所有生物生長和發展的基礎。於2001年獲頒諾貝爾生理學/醫學獎(Nobel Prize in Physiology or Medicine),同時也是阿爾伯特.愛因斯坦世界科學獎、拉斯克獎與皇家學會科普利獎章的獲獎者。

 

在本書中,保羅.納斯用優美、詼諧的語調幫讀者上了一堂生物學簡史,引領我們思考科學家長久以來追尋的生命之謎,讓讀者彷彿身歷其境、穿梭在各個時代的實驗室裡,感受那些科學發現過程的挫敗和欣喜。並除了學術理解,更希望帶給讀者哲學性的思考能力。

 

天擇殘酷的篩選過程創造了許多意想不到的事情,其中最令人驚奇的就是創造了人類的大腦。據我們目前所知,沒有其他生物和人類一樣能意識到自己的存在,人類的自我意識一定也經過了演化,至少是部分經過演化,讓我們更懂得在這個世界發生變化時調整自己的行為。人類和蝴蝶不同,或許也和我們已知的所有生物都不同,人類能刻意去選擇和對激勵我們的目標進行深思。

 

人腦和所有其他生物一樣都是基於同樣的化學和物理學所演化出來的,然而,出於某些不明的原因,人腦卻能從同樣簡單的分子以及諸多常見的運作力當中,生出複雜的能力。這一切是如何從人腦的液態古典化學發展出來的?我們眼前有一堆困難的問題需要解決。我們知道人類的神經系統是基於數十億個神經細胞(也稱「神經元」)之間極為複雜的互動組成,這些神經元之間彼此有數兆的連結,稱為突觸。這些極為精密和經常變化且相互連結的神經元網絡會建立訊息傳遞路徑,傳遞和處理大量的電子訊息流。

 

就如生物界的常例,我們一樣是透過研究較為簡單的生物,像是蠕蟲、蒼蠅和老鼠才知道這些過程。透過神經系統的感覺器官,我們才知道這些系統是如何從環境中收集訊息的。研究人員追踪了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺信號通過神經系統的活動,同時標示出神經元的一些連結,這些連結會形成記憶、產生感情回應,並創造出像是收縮肌肉等外在行為。

 

這些運作都很重要,但這些都只是開始。數十億個獨立神經元之間的互動是如何產生抽象的思想、自我意識和明顯的自由意志?對於這些問題的答案我們只觸及了皮毛,想找到令人滿意的答案,我們可能需要整個世紀甚至更久的時間,而我不認為只依賴傳統自然科學就能達成這個目標。我們將必須更廣泛接受來自心理學、哲學和人文學的見解。電腦科學也能有所幫助,今天我們打造了一個最強大的人工智慧電腦程式,以高度簡化的形式模仿生物的神經網絡處理訊息的方式,這些電腦系統都有令人佩服且愈發強大的數據處理功能,但卻完全無法模仿人類抽象或想像的思考模式與自我察覺的能力或自我意識,就連要定義這些心理特質都非常困難。現在,我們可以借助小說家、詩人或藝術

家的協助,請他們貢獻創意,以更清楚的方式描述人類的心理狀態,或是去質問「活著」到底是指什麼意思。如果我們能在人文學和科學上擁有更加共通的語言,或至少是更多共享的知識能討論這些現象的話,或許更能了解演化如何和為何會讓我們以化學和訊息系統發展,而這個系統又出於某種原因,變成能意識到自己存在的實體。我們必須竭盡自己的想像力和創造力,才有可能了解這些力量可能帶來的結果。

 

宇宙之大超越我們想像,根據機率法則,似乎很難想像在這麼漫長的時間和廣大的空間中,生命─更何況是有感知能力的生命─只在地球上萌發過一次。我們是否會遇見外星生命是一個完全不同的議題,但假如我們真的遇到,我相信外星生命肯定也像人類一樣,是能自給自足的化學和物理機器,由訊息編碼合成的聚合物打造而成,而且同樣是透過天擇演化。

 

地球是我們唯一確定宇宙中有生命的星球。地球上包括人類在內的生命都非常卓越出色,這些生命經常令我們驚奇,儘管其多樣性令人困惑,科學家們還是努力理出了頭緒,我們對地球上生命的了解,也成為我們文化和文明發展的基礎。我們對生命日益增加的了解,很有可能可以改善全體人類的生活,但擁有這樣知識的助益遠不止於此。透過生物學我們知道所有生物都是彼此相連且緊密互動的,人類與其他生物息息相關,包括本書談論到的所有生物都是,像是爬行的昆蟲、感染的細菌、發酵的酵母、擁有好奇心的大猩猩和飛舞的黃色蝴

蝶,當然還包括這個生物圈的所有成員。這些物種都是生命的佼佼者,是一個龐大家族譜系所延續下來的最新後代,這個大家族透過細胞分裂綿延相連到遠古的時光裡。

 

就我們所知,人類是唯一了解這樣深遠的連結,並且能去思考這有什麼意義的生物,因此我們對這個地球上的生物有一個特殊的責任,雖然有些生物和我們關係近,有些關係遠,但我們都必須去關心、照顧並盡可能地了解這些生物。

 

 

──本文摘自三采文化《生命之鑰:諾貝爾獎得主親撰 一場對生命奧祕的美麗探索》 / 保羅.納斯爵士