《灵魂的科学探索》

第01章 引言

作者:弗兰西斯·克里克

问:什么是灵魂?

答:灵魂就是离开躯体但却具有理智和自由意志的活的生物体。①

——罗马天主教教义问答手册

惊人的假说是说,“你”,你的喜悦、悲伤、记忆和抱负,你的本体感觉和自由意志,实际上都只不过是一大群神经细胞及其相关分子的集体行为,正如刘易斯·卡罗尔(dewiscarroll)书中的爱丽丝(alice)所说:“你只不过是一大群神经元②而已。”这一假说和当今大多数人的想法是如此不相容,因此,它可以真正被认为是惊人的。

在所有的民族和部落之中,人类对大自然特别是自身特性的兴趣由来已久,尽管其表现方式有所不同,这可以追溯到有历史记载的远古时代,并且肯定比这个时间还要早。这从人类广泛出现的精致的墓葬中就可作出判断。大多数宗教都认为,人死后仍存在某种形式的精神,它在一定程度上体现了人类的本质。如果失去精神,则躯体就不能正常工作,人死后灵魂会离开躯体,至于以后发生的事情,是上天国、下地狱,还是人炼狱或者转世成为驴

子或蚊虫什么的,不同的宗教则有不同的说法,并非所有的宗教在细节上都完全一致。这通常是由于它们基于不同的教义,如基督教的圣经和伊斯兰教的古兰经就形成鲜明的对比。尽管不同的宗教存在差异,但至少在一点上它们有着广泛的共识:人类确实具有灵魂,这并不仅仅是一种比喻。当今大多数人还抱有这一信念,而且在许多情况下,这一信念相当强烈和执著。

当然也有少数例外。其中之一是少数追随亚里斯多德(aristotle)的极端的基督教徒,他们怀疑女人是否具有灵魂或具有和男人一样品质的灵魂。某些宗教很少关心死后的生活,如犹太教就是如此。动物是否具有灵魂,不同的宗教也有不同的说法。有一个老笑话说,哲学家(尽管他们也有区别)大体上可分成两类:自己养狗的确信狗有灵魂;自己没有狗的则否认灵魂的存在。

然而,今天仍有少数人(包括共产党国家的一大部分人)持有完全不同的观点。他们认为,有别于躯体且不遵从我们已知的科学规律的灵魂完全是一种神话。我们很容易理解这类神话产生的原因。的确,倘若我们不甚了解物质、辐射以及生物进化的本质,那么这种神话的出现似乎就不足为奇了。

那么,灵魂这一基本概念为什么应当被怀疑呢?当然,如果绝大多数人都相信灵魂,在表面看来,这本身也是灵魂存在的证据。不过,4千年前,几乎每个人都相信地球是平的。现在,这一观点已发生了根本变化,其主要原因是现代科学的进步。按照我们今天的标准,地球是个很小的地方,但在当时却认为很大,尽管还不知道它的确切尺寸。我们今天的大多数宗教信仰就起源于那个时代。任何一个人的直接知识仅仅来源于地球的一个小小的部分。因而,当时人们有理由认为,地球是宇宙的中心,而人类处于宇宙的领导地位,随着时间的消逝,地球的起源渐渐被人们遗忘。而当时认为的地球的时间跨度,尽管与人的经历相比显得很长,但在今天看来仍然短得可笑。那时人们相信,地球的寿命少于1万年,这是不难理解的。现在我们已经知道,它的真正年龄是46亿年。在当时看来,星星似乎离我们很远,大概固定在球形的太空。而宇宙可延伸到无限远(大于100亿光年),这在当时简直是不可想像的事情(某些东方宗教,如印度教,则是例外。他们把夸大时间和距离纯粹作为一种乐趣)。

在伽利略(gali1eo)和牛顿(newton)之前,我们的基础物理学知识还是很原始的。太阳和行星被认为是以某种非常复杂的方式有规律地运动着。因而他们有理由相信,只有天使才能引导它们。还有什么别的力量能使它们的行为如此规律呢?甚至到了16、17世纪,我们对化学的理解大部分还是不正确的。事实上,直至本世纪初,还有某些物理学家怀疑原子是否存在。

今天,我们已经知道了很多有关原子的特性,并赋予每种元素一个原子序数。我们已经详细地了解到它们的结构以及控制它们行为的大部分规律。物理学已经为化学提供了理论框架。我们的有机化学知识与日俱增。

我们承认,在很短的距离(在原子核内)、极高的能量及极大的引力场中发生的事情我们还不能真正理解。但是大多数科学家认为,对于地球上我们通常所处的条件(只有在非常特殊的情况下,一种原子才转变为另外一个原子),我们知识上的这种不完备性,对理解思维和脑影响不大。

除了基本的化学和物理学知识之外,地球科学(如地理学)和天文科学(天文学和宇宙学)已经为我们生存的世界和宇宙描绘了一幅与传统宗教建立时的基本观念遇然不同的图画。宇宙的现代图景及其发展规律,构成了目前生物学知识的基本背景。在过去的一个半世纪的历程中,这些知识发生了根本性变化。直到达尔文(darwin)和华莱士(wallace)各自独立地发现了导致生物进化(自然选择过程)的基本机制之前,“造物的论点”(argumentfrom desgn)似乎仍然是不可辩驳的。像人体这样结构复杂和设计精巧的有机体的产生,不借助至灵至慧的造物主的设计怎么可能呢?今天,这一论点已经完全过时了。我们知道,一切生命,从细菌到我们人类自己,都是与生物化学水平的活动紧密相关的。地球上的生命已经存在了数十亿年,这期间许多种类的动物和植物都已经发生了变化,而且往往是根本性的变化。恐龙已经灭绝,在它们生活的地方,出现了很多新的哺rǔ动物。今天,无论是在野外还是在实验室内,我们都可以观察到基本的进化过程。

在本世纪,生物学有了突飞猛进的发展。对基因的分子基础及其精确的复制过程,对蛋白质及其合成机制的详细知识,都有了更深入的了解,现在我们已经知道,蛋白质具有很强的功能,其用途也非常广泛,它能构成精巧的生化装置的基础。胚胎学(目前经常被称为发育生物学)是当前研究的重点。一个海胆的受精卵经过多次分裂,最终会变成一个成熟的海胆,但是,如果把受精卵第一次分裂后的两个子细胞分开,那么每个子细胞就会各自发育成一个独立的、但却更小的海胆。类似的实验也可以在蛙卵上完成。经过分子自身的重新组织,从本来应该产生一个动物的物质中产生出两个小动物,这一现象在100年前发现时,曾被认为是某种超自然的生命力(life force)作用的结果。根据生化基础,用有机分子和其他分子的特性及其相互作用去解释生物的戏剧性复制,似乎是不可想像的事情。现在,对这一过程的发生机制,在原理上我们感到已经没有什么困难了。我们曾料想这种解释是很复杂的。科学史上充斥着一些观点,认为有的东西在本质上就是不可理解的(如“我们永远不会知道星星是由什么形成的”),在大多数情况下,时间将会说明,这些预言是不正确的。

一个现代的神经生物学家,无须借助灵魂这个宗教概念去解释人类和其他动物的行为。这使人想起当年拉普拉斯(laplace)解释太阳系的运动规律时,拿破仑(napleon)曾经提出的问题:“那么,上帝如何发挥作用呢?”拉普拉斯回答:“陛下,我不需要这一假设。”并非所有的神经科学家都相信灵魂是一个神话,约翰·埃克尔斯爵士(sir johneccles)就是一个明显的例外,但大多数科学家确实认为灵魂是神话。这并非是由于他们能证明灵魂这一概念是虚假的,而是他们目前并不需要这一假设。从人类历史发展的角度看,脑研究的主要目标不仅仅是理解和治疗各种各样的脑疾病(尽管这是很重要的),更主要的是掌握人类灵魂的真正本质。不管灵魂这个术语是比喻性的或是确实存在,它恰恰是我们正在试图研究的东西。

许多受过教育的人,特别是在西方世界,也都相信灵魂仅是一种比喻。一个人在被孕育之前和死后是不会存在个人生命的,他们也许会把自己称为无神论者、不可知论者、人文主义者,或是离经叛道的信徒,但他们都否认传统宗教的主要观点。然而,这并不意味着他们通常考虑自己时与传统的方式完全不同,因为旧的思维习惯是很难消逝的。一个人也许在宗教意义上并不是一个信徒,但在心理上也许会继续像信徒那样思考问题,至少在日常生活中是如此。

因此,我们需要使用更鲜明的术语来表述我们的想法,科学的信念就是,我们的精神(大脑的行为)可以通过神经细胞(和其他细胞)及其相关分子的行为加以解释。①对大多数人而言,这实在是一个惊人的概念,很难使人相信,我们自己仅是一群神经细胞的精细行为,即便这种细胞是大量的,它们的相互作用是极其复杂的,读者不妨想像一下这一观点。(“无论他说些什么,梅布尔,我知道我正在某处看世界。”)

为什么惊人的假说如此令人吃惊呢?我认为主要有三个原因,首先是许多人还不愿意接受被称作“还原论”的研究方法,即复杂系统可以通过它各个部分的行为及其相互作用加以解释。对于一个具有多种活动层次的系统,这一还原过程将不止一次地加以重复。也就是说,某一特定部分的行为可能需要用它的各个组成部分及其相互作用的特性加以解释。例如,为了理解大脑,我们需要知道神经细胞的各种相互作用,而且每个细胞的行为又需要用组成它的离于和分子的行为来解释。

这种过程在哪里终止呢?幸运的是,存在一个自然的中断点。这发生在(化学)原子的水平。每个原子有一个携带正电荷的重原子核,它被一个有组织的电子云所包围。这些电子既轻又灵活,而且携带负电荷。每个原子的化学性质几乎完全由核电荷确定。核的其他性质,如质量数及偶极矩、四极矩强度等次级电学性质,在大多数情况下,对它的化学性质影响很小。

大体上说来,原子核的质量数和电荷数不会发生变化,至少在生命赖以生存的温度和环境中如此。在此情况下,原子核的亚结构知识对研究化学是不必要的。原子核由各种质子和中子组成与质子和中子由夸克组成没有区别。为了解释大多数化学事实,所有的化学家都需要知道原子的核电菏数,为此,我们需要懂得一种料想不到的力学类型——量子力学,它控制微小粒子特别是电子的行为。实际上,由于计算很快就变得极端复杂,因此,人们主要是应用各种粗略的“拇指规则”(rules-of-thumb),以便用量子力学术语进行合理的解释。在这一水平以下,我们无需去冒险。(1)

至今仍有许多人企图说明还原论是行不通的。他们通常光是采用相当正式的定义形式,进而说明这种类型的还原论是不真实的。他们忽略的一点是,还原论并非是用一组低层次上的、固定的思想去解释另一组高层次的、固定的思想。它并不是一种一成不变的过程,而是一个动态的相互作用过程。它随着知识的发展,不断修改两个层次已有的观念。“还原论”毕竟是推动物理学、化学和分子生物学发展的主要理论方法。它在很大程度上推动了现代科学的蓬勃发展。除非遇到强有力的实验证据,需要我们改变态度,否则,继续运用还原论就是唯一合理的方法。反对还原论的泛泛的哲学争论是我们不希望看到的。

另外一个有些人喜欢的哲学论点是“还原论”中包含了“分类错误”,例如:本世纪20年代他们说,把基因视为一种分子(现在我们应该说是配对分子中的一部分)是一种分类上的错误,基因是一回事,分子则是另外一回事,现在看来,这种反对意见是十分空洞的。②分类对于我们来说并非是绝对的,只是人们的一种规定而已。历史告诉我们,某种听起来很合理的分类,有时也可能是错误的和会使人发生误解的,回想一下古代和中世纪医学上有关人体四种体液的分类(血液、粘液、黄胆汁和黑胆汁),我们就清楚了。

惊人的假说使人感到奇怪的另一个原因,是意识的本质。比如说

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