第五部分 拥有理性的脑

对话、思考、预测、自省……人类的这些核心特质从何而来？这一部分试图解析我们如何思考、如何预测、又如何理解自己。

第三部分和第四部分，我们分别从“计算机器”和“动物灵魂”的角度讨论了脑的功能。这一部分，我们终于要踏足脑最神秘难解的部分了，那就是人类智慧。

从技术上讲，想要给“人类智慧”下一个边界清晰、标准统一的定义几乎是不可能的。主要有两个原因，其一，共同的进化历史让人脑和其他动物脑在各个方面的相似性都远大于差异；其二，即使我们观察到某些看似人类独有的能力，也难以百分之百确认其他动物完全不具备这些能力。

但无论如何，从人类自身的感受出发，我们还是能或多或少地说出几个对于进行复杂思考、开展现代生活而言都非常关键的能力，比如创造语言、预测未来、进行理性思考、形成自我意识和拥有自由意志。这一部分将围绕这些能力展开讨论。

不过在进入具体内容之前，我想先提醒你：目前人类对这些复杂能力的理解仍然非常初步。理念和技术上的双重困难阻止了我们像讨论其他脑功能那样直击这些能力的底层规律。很多时候，我们不得不依赖很多较为模糊和间接的证据来展开讨论。而这可能也是脑科学的迷人之处：作为人类科学探索最前沿的领域，它给每一个充满探索精神的人都留下了足够多重要且尚无答案的问题。

人类语言：我们如何发明和表达思想

如果把语言定义为生物个体之间交流信息的方式，那也许绝大多数生物都有自己的语言。即便是微生物也有自己的语言——很多细菌

如果把语言定义为动物个体之间通过声音信号来交流信息的方式，那也有不少动物有自己的语言。例如，狼深夜嚎叫，可以召集同伴；雄鸟在春天鸣唱，借此追求配偶；海豚发出超声波，从而表达情绪。如果我们把语言的边界拓展到利用气味、动作等方式来传递信息，那动物世界的语言种类就更加丰富了。

语法：人类语言的独特之处

但是，人类的语言和其他所有动物的语言都有一个巨大差异——动物的语言基本只是碎片化信息的表达，如简单的“快来”“滚开”“危险”，而人类的语言存在语法，或者更严谨地说是存在句法。

所谓语法，是指语言的基本单元（即字和词）能按照特定的规则和顺序组织在一起，表达特定的含义。例如，同样是“我”“爱”“你”三个汉字的组合，“我爱你”和“你爱我”表达的是截然不同的含义。在不少人类的语言中，这种语法规则还体现在词性的变化上。例如，英语中的I love you和You love me，I和me都是“我”的意思，但因为在句子中的位置和角色不同，写法也有所不同。现代汉语中很少看到这种变化，但在古诗文中仍然有一些残留。例如，“风吹草低见牛羊”中的“见”字，读jian的时候是个动词，表示看见；读xian的时候则变成了一个使动词，表示使什么东西能被看见。

与人类语言不同，动物语言中完全没有语法的存在。例如，语言学研究领域有一只著名的黑猩猩尼姆·奇姆斯基（Nim Chimpsky, 图35-1），它在人类家庭中度过了大半生，也学会了用手语表达许多词汇的含义，如苹果、香蕉、吃。但是，它完全没有展示出任何一点能够用这些词组织成句子的能力。在奇姆斯基的语言系统中，“吃香蕉”和“香蕉吃”表达的是同样的含义，就是它饿了想吃东西。

这种独特的语法能力的重要性怎么强调都不为过。正是依靠语法，我们才能将有限的字和词进行无限的排列组合，表达出丰富而复杂的含义。也正因为如此，我们可以使用常用的字和词，构造出自然历史上从未出现过的奇特含义。例如，我们可以用“我”“到”“月亮”这三个具体的词构造出一个句子，表达一种超越日常生活、看似遥不可及的幻想——我想到月亮上去。

人类语言独有的这种开放性，也许是人类能走出非洲、建立文明、走向星辰大海的生物学基础之一。

布洛卡区：语法能力的基础

与此同时，人类语法能力的脑科学基础一直都是个谜。原因在于，既然这种能力是人类独有的，我们就很难在动物模型上展开研究。而语言不会留下化石，我们也无法从考古学和地质学研究中找到直接证据。著名语言学家诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky）甚至曾说过，也许就是几十万年前一次突如其来的宇宙射线照射地球，改变了人类某个祖先的基因和脑，于是人类突然具备了语言能力。

乔姆斯基当然是在开玩笑，但这个玩笑本身也说明了有关语言能力的研究有多么困难。顺便说一句，前面提到那只著名的黑猩猩，给它取那样的名字就是为了调侃乔姆斯基。

与很多脑科学突破一样，有关人类语言能力最早的线索也来自人类患者。

19世纪下半叶，法国医生布洛卡收治了二十多名语言功能异常的患者。其中一名患者莱沃尔涅（Leborgne）几乎无法说话，只能重复发出tan的音节；另一名患者勒隆（Lelong）则只能说五个词——yes, no, three, always, lelo（他自己名字的错误发音）。

在这两名患者去世后，布洛卡解剖了他们的尸体，发现他们脑中左侧额叶的某个部位（大约眉骨上方的位置）出现了严重损伤。所以布洛卡猜测，这个脑区专门负责语法，也就是组织词汇并输出有意义的句子。为了纪念布洛卡的发现，这个可能负责语言输出的脑区后来就被叫作“布洛卡区”（图35-2）。

图35-2 布洛卡区所在的位置

开始的时候，人们推测布洛卡区的作用是组织复杂的发音程序，例如发音时嘴唇怎么张开、牙齿怎么咬合、声带怎么振动，从而让人能连贯而系统地发声。但之后的研究发现，布洛卡区出现损伤的人不仅无法顺利说出句子，在使用手语或者书写时也会出现类似的障碍。同时，当人们看到或者听到不符合语法的句子时，布洛卡区会更加活跃；甚至是听到不和谐的音乐，布洛卡区也能被激活。

这些研究都说明，布洛卡区的功能并非简单的让人说话，而是把人脑中的思想转换成为富有逻辑和顺序、符合语法规则的语言。

这个转换过程看起来并不简单。人脑中的思想像晨雾一样无形无质、飘忽不定，我们明确知道它们存在，但需要刻意关注才能从中提取有意义的信息并利用语言把它们表达出来。陶渊明有一句诗是“此中有真意，欲辨已忘言”，这恰恰说明了由思想转换到语言的难度。

为什么会这么难呢？这是由所有地球生物的语言特性决定的：思维可能同时发生在大脑皮层的各个位置，是二维的；但语言是一维的，只能用声音一个音节一个音节地按顺序说出，且说出了就无法收回，用手语表达同样如此。

因此，在由思想到语言的转换过程中，人脑需要首先形成一个想要表达的明确思想，然后把这个思想里的具体人物、场景、故事替换成一个个具体的字和词，之后再利用发声器官顺序输出。

相对应地，在听别人说话时，人脑也需要从一维的语言中提取各种信息并将其转换成思想。左侧大脑颞叶中有一个部位被称为“威尔尼克区”，如果这个部位受到损伤，人将难以理解别人的语言，哪怕听得清楚每一个词语，也无法准确领会其含义。

语法规则的体现方式

2014年，哈佛大学一项研究证明了布洛卡区在语言组织方面的作用。研究者在被试的布洛卡区植入电极进行记录，同时让被试完成一个简单的语言任务。例如，被试会在屏幕上看到半句话（如“Yesterday they”），需要根据句子的意思对这个单词进行合乎语法的改造，然后读出完整的句子，也就是“Yesterday they walked”。

在此过程中，研究者在被试的布洛卡区发现了三个顺序出现的脑活动高峰，分别在被试看到句子大约200毫秒后、320毫秒后和450毫秒后，而这三个时间点恰好对应其识别词汇、根据语法改造词汇和做好准备读出句子的过程。

根据这个发现，我们大致可以推测，脑产生语言输出的过程有点像挤牙膏：要把丰富的思想从一个很细的出口一点点挤出，形成一条长长的思想“牙膏”；而在挤出每一个具体概念时，布洛卡区都要对其进行分析和处理，并选择合适的字和词来进行表达。

那么，接下来的问题就是：脑是按照什么顺序“挤出”字和词的呢？也就是说，语法规则是如何体现在脑中的呢？

初看起来，每种语言都有自己特定的语法规则。例如，现代汉语和英语的句子大多遵循主谓宾结构，如“我爱你”和“I love you”；而日语和拉丁语的句子中更常见的是主宾谓结构，如要表达“我爱你”的意思，在这两种语言中会说成“我你爱”。这两种语法规则没有对错之分，只有使用习惯的区别。也就是说，语法规则似乎是个纯粹靠后天学习的文化现象，从小生活环境中的大人按什么顺序组织字和词，孩子就怎么学。

这个看法有不少证据支持。人类正在使用的数千种不同的语言，以及任何一种主流语言在现代社会的快速变化，都证明了语法规则的极端多样性和可变性。就拿典型的主谓宾结构来说，主语、谓语、宾语这三个部分的六种组成方式（主谓宾、主宾谓、宾主谓、宾谓主、谓主宾、谓宾主）都在某些人类语言中被使用。反过来，人类能总结出来的任何明确的语法规则，都能在现实生活中找到反例。例如，现代汉语句子的主要语法规则虽然是主谓宾结构，但我们也常用倒装顺序来表达，如“先走了我”“干吗呢你”。研究也发现，孩子的布洛卡区在出生后还在快速发育，直到4岁左右才能发育完善；而孩子也正是在这个年龄开始熟练掌握语法结构。这些观察结果支持了一个假设，语法规则可能是在这个阶段通过后天学习进入儿童的布洛卡区，并从此固定下来的。

语法只是使用习惯的产物，这看起来很合理，但也有很多人不同意这个观点。在与这一观点相对的理论中，最具代表性的是乔姆斯基提出的普遍语法理论。普遍语法理论是说，人脑中自带一些天生的语法规则，脑必须按照这些规则来输出句子，我们也只会把按照这些规则输出的句子看成有逻辑、有价值的。这些规则是多种多样的，但绝不是毫无边界和毫无约束的。

2003年，一项研究在一定程度上证明了普遍语法规则的存在。在这项研究中，研究者让一些只会说德语的人学习意大利语或日语中一些简单的语法规则，但这些规则有一部分是真实存在的，有一部分则是研究者瞎编的，例如总是在句子的第三个词后面加一个代表否定的词。研究者发现，这些被试学习真实语法规则的速度要快于学习瞎编的语法规则的速度，而且只有学习真实的语法规则才会激活布洛卡区。这项研究告诉我们，起码不是所有组织句子的规则都是可行的、能够被人脑认可和接受的，人类语言的语法是个有限空间。

关于语法规则是如何体现在脑中的，目前还没有确凿的答案，持不同观点的学者一直在爆发激烈的，甚至带点人身攻击嫌疑的争论。不过，在我看来，有一点是明确的：即便语法的某些基本原则是与生俱来的，但具体到每一个人和每一种语言，其能使用的语法规则都是有限的、需要后天习得的。就像用中文说“我你爱”无法被人理解，这种规则限制了人脑用有限字词组装出无穷句子的空间，因为有些组合方式是不被接受的；但它显然也提高了个体之间交流的效率——使用同一语言的人，在同一套规则的约束下可以更快速、高效地相互理解。

语言的本质：表达思想

不知道你有没有注意到，讨论到这里，我们其实已经悄悄为“语言”更换了一个定义。

在本节开篇，我们把语言看成动物个体之间利用声音信号来交流信息的一种方式。但考虑到人类特殊的语法结构和人脑在组织语法过程中的深度参与，至少对人类来说，语言其实是把无形无质的思维梳理成一些明确的概念和字词，然后按照某种天生的或者学习而来的、一维线性的方式清晰表达出来的过程。利用声带振动发出声音并进行交流，只是人类语言能力的副产品。

从这个逻辑出发，你会更容易理解著名哲学家维特根斯坦在《逻辑哲学论》中所说的“语言的边界就是世界的边界”。因为只有能够用语言明确表达出来的思维，才是有价值的、能被我们真正理解的。

顺着这个思路继续推演，我们会得到一个可能会让人一时间难以接受的推测——既然人类要靠语言功能实现对思维的清晰化整理，也就意味着语言，特别是语法规则，会反过来约束和影响人类的理性思考。

这就是著名的萨丕尔－沃尔夫假说（Sapir-Whorf Hypothesis）。特德·姜（Ted Chiang）的科幻小说《你一生的故事》（Stories of Your Life and Others），就是基于萨丕尔－沃尔夫假说创作的。在这个故事中，外星人“七肢桶”使用的是一种二维的、类似于动态复杂图案的文字（图35-3）。这种文字能同步展示世界的过去和未来、事件的原因和结果。它代表着外星人七肢桶独特的思维方式。而在学会了这种语言之后，故事的主人公也获得了预测未来的能力。

图35-3《降临》中七肢桶使用的语言

七肢桶使用的语言只是一个想象出来的案例，但现实生活中确实也有一些证据支持萨丕尔－沃尔夫假说。南美洲一个土著部落使用的语言是皮拉罕语，这种语言对数字的描述非常粗糙，只有“一”“二”“很多”这三个词，再精确的数量概念就无法用这种语言进行描述了。研究者对这个部落的原住民进行了测试，结果发现他们确实对数字非常不敏感。例如，研究者把几节电池在桌子上摆成一排，然后给原住民一堆电池，让他们依样照做。结果，只要电池数量超过三节，原住民就很难准确地找出正确的电池数量并完成任务。换句话说，因为语言中没有精确的数字，这些人也很难分辨数字，就像盲人无法分辨颜色一样。

还有一个很有趣也更常见的例子是，语言中的时态对思维方式的影响。我们都知道，英语很强调现在、过去、将来的时态变化，而汉语对时态的区分则较为模糊。2013年，有项研究发现，在收入水平差不多的时候，使用类似于汉语这样的不明确区分时态的语言的人会有较高的储蓄率和更健康的生活方式。研究者认为，这可能是因为语言中的时间概念比较模糊，拉近了使用者心智中现在和未来的距离，使得他们更愿意为未来做好准备。

当然，除了少数极端案例，大多数语言学研究倾向于认为语言对思维的反向作用不是决定性的，最多也只是潜移默化的影响。而且，这种影响也可能与生活经验有关。也就是说，不是语言影响了思维，而是生活经验同时影响了语言和思维。例如，有一个著名的“都市传闻”是在北极圈内居住的因纽特人的语言中有几十上百个词可以用来形容雪，这使得他们对雪的样貌有异乎寻常的敏感的分辨能力。即便因纽特人的语言中真的有这么多形容雪的词，也更可能是因为因纽特人和雪有更亲密、长期的相处，于是从生活经验中提取了丰富的细节，进而创造出了大量与雪相关的词。

人类语言的奥秘仍有待挖掘。但从以上这些讨论出发，我们或许可以得到一个很具体的人生建议：喜欢思考的人，无论如何都应该学至少一门外语。因为语言不仅是一种技能、一种交流方式，它还会丰富我们思考的维度，让我们成为更丰满、更复杂的智慧生物。

时光旅行：人脑如何预测未来

这节讨论人脑预测未来的能力。需要注意的是，这里说的预测，既不是玄学意义上的占卜算命，也不是通过科学分析对实验结果做出精确判断，而是指人脑的一种具体能力，即在做一件事之前，我们的脑能通过推想来大致预测做或不做这件事的后果是什么，并通过这种推测反过来决定我们的行为。

例如，看到出租车后座有一部乘客遗忘的手机，我们可能会想到如果把手机偷偷拿走，那名乘客一定会万分焦急、沮丧，我们自己也可能会被追究法律责任，所以我们会选择老老实实地告诉出租车司机并交给他妥善处理。当然，也有人可能会想到拿走这部手机可以卖掉然后给自己买一件漂亮衣服，或者去吃一顿丰盛的晚餐，所以决定顺手牵羊。这也是人在行动前做出的未来预演。

可以说，我们几乎每时每刻都在使用这种能力。有时候对这种能力的使用是下意识的。例如，早晨闹钟响起，我们下意识关掉闹钟，继续睡回笼觉，因为我们知道今天是周末，不用担心上班迟到。有时候对这种能力的使用则需要动用强大的意志力。例如，正在减肥的人对眼前的美食说不，是因为他能预测到如果管不住嘴，减肥大业会（再次）功亏一篑。有项研究甚至发现，人每天平均会有59次想象未来，并据此决定自己的行为。

从某种意义上说，预测未来的能力是整个人类物种和人类文明的奠基石。200万年前，人类的祖先用石头制作粗糙的石器，用于砍砸和切削。他们需要知道什么形状的工具是称手的，然后才能有目的地去敲打和打磨石头。图36-1所示为170万年前的阿舍利手斧，它明显是多次有计划加工后的产物。1万年前，中东新月沃地的人类祖先开始了农业耕作，稳定的粮食产出孕育了人类的文明。但农业耕作是一件极其考验未来预测能力的任务。秋天，先民需要先在土地上播种小麦、大麦、鹰嘴豆，然后要用几个月的时间小心照顾它们的幼苗，这个过程中还要不断地施肥、除草、浇灌、除虫，这样才能等到来年的收获。与巴甫洛夫的狗或斯金纳的鸽子完全不同，农业耕作没有立竿见影的反馈，稍有懈怠便可能颗粒无收。这就需要人脑能够在想象中把这一系列行动串联起来，想象出如果做了这些事，来年的收成会如何，不做又会如何。

图36-1－170万年前的阿舍利手斧

如果放弃对未来的预测，选择今朝有酒今朝醉的生活方式，那么人类就无法建设伟大的文明。

预测能力如何实现

人类预测未来的能力是如何实现的呢？一个容易想到的切入点是，预测未来的能力和回忆过去的能力是密切相关的。农民无法未卜先知，但他们能根据以往的劳作经验来预测未来的收成，孔子说的“温故而知新”就是这个意思。心理学家托马斯·苏登多夫（Thomas Suddendorf）将这种能力称为“心理时光旅行”（mental time travel）。

在苏登多夫看来，人类之外的动物都只能活在当下，甚至是被困在当下，只有人类可以神游物外，回到过去想象自己当时做了什么和产生了什么结果，然后再根据这些信息预测未来并决定当下如何行动。从一定程度上说，这也解释了为何农业社会普遍尊重老人和传统——他们代表着经验积累，是年轻人回顾历史、洞察未来的重要依托。

请注意，这种回忆过去和一般意义上的记忆有很大的不同。一般意义上的记忆是“语义记忆”，它是纯粹知识性的。例如，你记得自己是哪年哪月出生的，如果长辈讲得很详细，你甚至可能记得自己在哪家医院、在几点几分出生的。又如，你记得新中国是何时成立的，记得3×7=21。而这里说的回忆过去是指“情景记忆”，它是指个体能记得自己在特定时间、特定地点的特殊经历和感受。例如，你能记得自己第一次出远门、第一次谈恋爱、第一个孩子出生时自己在想什么、做什么，以及当时看到了什么、经历了什么。

在语义记忆中，你是旁观者。在情景记忆中，你才是主角。

针对人类的研究也确实发现，情景记忆和预测未来密切相关。儿童大约在3~4岁时，这两种能力才逐渐显现；而到了老年，尤其在阿尔茨海默病患者中，情景记忆退化速度远快于语义记忆，同时，他们也更难构建关于未来的想象。

很多新手父母会有一个困惑：为什么孩子就是无法理解学习很重要，需要认真完成作业？这可能就是因为孩子脑的“心理时光旅行”能力尚未发育完全。在这种情况下，父母其实无法强求他们理解当下的学习和未来的成就之间的关系，单纯发怒和强制都不能解决这个问题。

2016年，一项实验进一步印证了这一点。研究者要求年轻人和老年人设想自己穿越到了未来的某个时间，然后判断一系列事件发生于那个虚拟时间点之前还是之后。结果发现，如果这些事件是知识性的“在2035年之前”，那么年轻人和老年人的表现是类似的。但如果这些事件是情景性的个人经历，如儿子退休、金婚纪念日、过80岁生日，具体判断如“儿子退休发生在2035年之后”，那么老年人的反应要显著慢于年轻人。这意味着老年人的“心理时光旅行”能力下降了，他们很难设身处地地设想未来自己看到儿子退休时是什么情景。

此外，也有研究发现，无论是年轻人还是老年人，在回忆过去和想象未来时，他们脑的活动区域是高度一致的，都包括前额叶、顶叶、颞叶的不少区域，也包括显然和记忆有关的海马。如果一个人的海马区域受到损伤，他的思维会更多地停留在当下。有趣的是，海马区域受到损伤的人在谈到人类和国家的未来时可以侃侃而谈，对自己的未来却完全没有体感。这可能也解释了宏大叙事和微观体感之间为什么会时常出现错位。

动物的心理时光旅行

我相信，仅仅是这样解释人脑预测未来的能力，你肯定不会满意。但由于对人脑进行研究存在一定的伦理和技术限制，我们很难进一步揭示更具体的机制。不过，我们还有一种“曲线救国”的思路，那就是探索动物的脑是否也具备心理时光旅行能力，进而通过对动物的研究来反向推理人类的预测机制。

但这条路径并不容易。我们在本部分的讨论中会反复遇到一个核心难题：怎么证明动物拥有和人类一样的可以被称为智慧的能力呢？以心理时光旅行能力为例，研究中一般要依赖被试进行有意识输出，过去还是未来；而动物不会说话，也无法通过语言来表达自己的想法，我们要怎么判断它们能否在脑海中进行心理时光旅行呢？这是一个非常考验科学家想象力的问题。

黑猩猩似乎就是具备这种能力的动物之一。在瑞典一家动物园里，人们发现一只雄性黑猩猩能在长达几个月的时间里偷偷收集并藏起石块，用来砸那些让它不爽的游客（图36-2）。这一行为表明，它不仅能预测未来，还能提前做出计划。考虑到黑猩猩是人类的近亲，这一发现并不令人意外。不过，由于实验限制，我们仍然难以借助黑猩猩来深入揭示预测机制的细节。

1998年，一项非常有趣的研究发现：丛鸦似乎具备心理时光旅行的潜力。

研究者给丛鸦提供了两种食物，分别是毛毛虫和花生。毛毛虫是丛鸦爱吃的食物，但时间长了容易腐烂；花生没有毛毛虫那么好吃，但不容易腐烂。丛鸦有一个习性，就是会在地上挖个洞把吃不完的食物埋起来——很多动物都有埋藏食物的习性，这可以用本能行为来解释。而埋几天之后，毛毛虫会腐烂掉无法食用，花生则不会受到影响。

研究者想看看，丛鸦饿了之后会挖出哪些食物来吃。结果发现，如果丛鸦先埋的花生，过了几天又埋的毛毛虫，那么它们会优先去挖尚且新鲜的毛毛虫来吃；如果是先埋的毛毛虫，过了几天又埋的花生，它们则会优先去挖花生，就好像它们知道毛毛虫放的时间太长，已经腐烂不能吃了。换句话说，丛鸦应该能回忆起自己是在什么时候、什么地点埋下的哪种食物。

以上实验说的是丛鸦能回忆过去。2007年，同一个研究团队又通过实验证明了丛鸦似乎也有预测未来的能力。

研究者把丛鸦交替关在两个不同的箱子里过夜，而第二天早上丛鸦需要吃早饭的时候，只有一个箱子里提供了食物——磨碎的松子，而且只能在这里吃，不能带走，也不能储存；另一个箱子里没有提供食物，在这个箱子中的丛鸦当天就只能饿着。等丛鸦习惯了这种安排后，研究者又给丛鸦提供了一些完整的松子供它们储藏。结果发现，这些丛鸦会把吃不完的松子埋在那个不提供食物的箱子里。这个研究表明，丛鸦能预测未来的自己什么时候、在什么地方能或不能吃到食物，并且根据这种预测来储存食物。

丛鸦的研究在行为输出层面证明了心理时光旅行能力不局限于人类。而在神经元活动的层面，也找到了动物的脑能持续进行心理时光旅行的证据。

2007年，一项有关大鼠的研究发现，当大鼠来到一个T型管道的交叉位置，需要思考并决定到底向哪个方向转才能获得食物奖励时，它们往往会暂停几秒钟。而在这段时间里，它们脑中海马区域的位置细胞会开始按特定顺序活动，似乎在模拟向左或向右的行动轨迹。换句话说，此时大鼠可能正在脑中想象向左和向右走分别会有什么结果，然后根据这种想象做出决定。2011年，一项研究进一步证明，当大鼠在空旷的空间内自由探索、行动时，它们脑中海马区域的位置细胞也在实时推测和模拟从当下位置出发向哪里行动才更容易获得奖励。

此外，人们也发现，大鼠海马区域的位置细胞还在实时进行回溯过去的努力，把刚刚走过的路径反复重演。这种能力或许能帮助动物更好地理解自己当下的处境。例如，如果它们突然踩到陷阱或者吃到美食，通过回溯刚刚的经历，它们就能更好地理解自己刚刚到底做了什么才带来了这样的后果。

人和动物区别在哪里

这些行为输出和神经元活动层面的证据看起来都很可靠。那么，动物的这些能力是否完全对应了人类的心理时光旅行能力，也就是人类回忆过去和预测未来的能力呢？

这个问题目前还没有明确的答案，但我们可以推测一下其中的关键点在哪里。

两者能力的区别，很可能主要体现在对时间尺度的掌握上。人类可以为了来年丰收而计划一整年的农耕；可以为理想的工作投入十几年的教育；可以为追求所爱投入数年的心力。对人类而言，这种长线投入是司空见惯的事，但这完全超出了其他动物能理解的范畴。

回到我们前面提到的丛鸦实验。即使丛鸦能根据几天前埋藏食物的经验作出决策，它所处理的时间尺度仍然局限在几天之内。与人类动辄以“年”为单位的计划相比，这种预测能力的跨度显然要短得多。

这种时间尺度的差异，可能正是人类与其他动物在智慧上的本质区别之一。前面讨论过人类“延迟满足”的能力，某种意义上，延迟满足正是预测未来的体现：因为想要忍住当下进行享受的诱惑并等待延迟的奖赏，脑需要比较当下的享受和未来的奖励哪个更具有吸引力。

于是，问题就变成了动物能否延迟满足？如果答案是肯定的，它们又能接受多长时间的延迟满足？

根据当下的观察和研究，至少有些动物是具有延迟满足能力的，但物种间这种能力的差异很大。例如，以灵长类动物做实验，在它们面前放一个空碗，只要它们能忍住不吃，就隔几秒往碗里放更多食物。结果发现，黑猩猩和红毛猩猩起码能忍耐几分钟的时间，这个表现虽然比不上人类的孩子，但也算相当不错了；而其他灵长类动物的表现则差得多，如卷尾猴平均只能忍耐半分钟左右。

近年来，人们也试图训练小鼠的延迟满足能力。2023年，在一项研究中，研究者把小鼠关在一个两头大、中间细的笼子里，听到铃声之后，如果小鼠可以从笼子一头跑到另一头，它就可以获得一点果汁，且等待时间越长，获得的果汁越多。经过半个月的训练，小鼠确实学会了一定程度的忍耐，但平均忍耐时间只有不到2秒钟，忍耐时间最长的也就是10秒左右。

所以，我们可以推测，动物并非像苏登多夫所说的那样完全被困在当下，但它们能理解和感受的时间尺度差别非常大：小鼠这样的简单动物可以理解、感受几秒钟的时间尺度；丛鸦起码能理解并感受几天的时间尺度；黑猩猩可以理解并感受几个月的时间尺度；而人类可以理解并感受的时间尺度几乎是无限的，所以人类才有能力接受春耕秋收、十年寒窗，乃至追求青史留名。显然，只有理解并感受更长的时间尺度，动物才能计划更为复杂、更为漫长、更需要压制本能欲望才能完成的任务。

那么，这种差异在脑中是如何形成的呢？

对于这个问题，我们只能做些猜测。动物的脑在追求奖赏时，脑中奖赏中心的多巴胺神经元一直在持续活动，而且越接近获得奖赏，这些神经元越活跃。而在等待延迟奖赏的过程中，这些神经元的活跃度也会不断上升，一旦超过某个阈值，动物就会放弃等待，转而选择立刻享受可得的奖赏。

这也许提示了一个可能的解释：延迟满足的基础和脑中奖赏中心的活动有关，动物得认识到某个东西好，才有可能去努力争取它；但同时，动物还得能用理性思考抵挡即时满足的巨大诱惑，这样才能有耐心等待它的实现。而这种理性思考的能力，可能也是人类独特的智慧元素之一——它帮助我们超越眼前的诱惑，把握当下、回顾过去，并规划未来。

理性：人脑如何理解复杂世界

上一节最后提到，理性思考可能是我们抵御眼前诱惑的关键能力。本节将进一步探讨：人类的理性思考能力究竟是如何运作的。

正如亚里士多德所说，“人是理性的动物”。理性无疑是人类最引以为傲的能力之一，现代人对自身的许多认知也都建立在这个基本判断之上。但是，我们很难对“理性”这个概念下一个边界清晰的定义。例如，经济学领域有所谓的理性人假设，这里的“理性”更多的是强调追求自身利益最大化。但对人类而言，并非所有理性思考都一定会指向追求自身利益，舍己为人、舍生取义、公益捐赠等行为都在一定程度上损害了自己的具体利益，但它们也可以被看成人类理性思考后的选择。

因此，与其纠结于“理性”本身的定义，不如回到“理性思考”的过程本身。广义来看，理性思考通常体现为一种慎重、周密、考虑多方因素的认知过程。具体来说，它至少包含以下三个层面，每一层都具有微妙的区别：

第一，理性思考让我们从复杂且混乱的世界中抽提出普适规律。在这个意义上，理性是盲目的反面。

第二，理性思考让我们分析不同的证据，包括存在不确定性乃至自相矛盾的证据，不断优化自己的判断。在这个意义上，理性是迷信的反面。

第三，理性思考让我们能对抗来自先天本能和情绪的劫持，避免冲动行动。在这个意义上，理性是感性的反面。

下面我们就从这三个方面来看看人脑因何特别，又与其他动物的脑有什么共同的脑科学基础。

理性作为盲目的反面

我们可以把动物的脑看成各种输入-输出模式的集合。本能行为就是脑先天携带的输入-输出模式，如饿了就要进食；而通过学习，脑还可以建立新的输入-输出模式，如巴甫洛夫的狗可以学会听到铃声就分泌唾液。但在这些场景里，输入-输出的反应都非常迅速，而且不需要脑进行深入思考。关于这一点，无须科学证据，我们自身的体验就足以说明。

但在这些快速反应之上，脑也可以从具体的信息输入中抽离出来，建立事物的分类乃至抽象的概念，而这正是人脑擅长的能力。在发明了语言和文字之后，人类在过去几千年里以前所未有的速度创造和积累了无数概念。有些概念对应的是真实世界的事物，如甜点这个概念对应着冰激凌和巧克力蛋糕等；有些概念则是彻底的理念，如真假、善恶、民主和威权、禁止与自由。这些概念看起来有些虚无缥缈，但它们对人类的观念和行为产生了实实在在的影响。

那么，这些概念是如何在人脑中出现的呢？

坦白说，今天我们对这一问题仍所知甚少。但有一个线索，那就是本书开篇提到过的祖母细胞，这些神经元会在个体看到特定人物的照片时出现强烈的电活动。而一个非常有趣的发现是，祖母细胞不仅会对特定人物各个角度的照片产生反应，也会对这些人的名字产生相同的反应。这说明起码在人脑中，这些神经元所表征的不是具体信息，如一张人脸，而是一个更抽象的概念，如某个特定人物。

反过来设想一下，也许人脑构造抽象概念的方式，就是把许多不同维度、不同时空的信息关联、凝聚在一起，形成一个含义丰富的“思想实体”。例如，2015年，有项研究发现，当人看到一种水果或蔬菜的图片时，其形状和色彩会被大脑皮层的不同位置提取，然后大脑皮层的另一个区域会综合利用这些信息，推算出这种蔬菜和水果的具体类别。反过来说，人脑中某种蔬菜的概念，实际上是由对该类水果的各种感知经验共同构成的。如果没有对这些具体特征的反复积累，我们也很难凭空形成抽象的概念或总结出普适规律。此外，研究还发现，不同类别的物体会激发不同的人脑活动规律，同类物体激发的人脑活动规律则很接近，如图37-1所示，这也说明人脑有给事物归类的能力。

到这里出现了一个有趣的问题：抛开后天经验不谈，人脑自身会不会也天生就带有某种概念和规则？

这个可能性似乎也成立。一个有力的例子是婴儿对“公平”的反应。即便没有接受任何社会规则教育，婴儿仍能对不公平的情境产生明显反应，甚至会本能地拒绝明显不公平的分配。另一个例子是先天失明者对色彩的理解。他们虽然从未见过颜色，但仍能通过语言和经验建立起对色彩的认知，比如通过“草莓是红色的”“香蕉是黄色的”这类语言映射来形成色彩与物体的对应关系。他们也能理解颜色之间的相对关系，例如红色接近橙色，绿色接近蓝色。

所以，在人脑构造复杂概念时，先天因素和后天因素可能都参与其中了。先天层面，人脑可能自带一套能对复杂事物进行分析、分类、定义的系统。同时，只有利用后天接触到的各种信息，人脑才能形成并不断丰富这套定义系统。而随着这套系统的不断完善，人脑就可以形成更抽象、更普适的概念和行为指导原则，帮助我们在复杂多变的世界中找到明确的路标。

理性作为迷信的反面

我们再来看作为迷信反面的理性。关于迷信，字典上的定义是，信仰神仙鬼怪等不存在的事物，泛指盲目的信仰和崇拜。这个定义其实并不严谨，毕竟我们根本无法严格证明神仙鬼怪不存在，也很难清楚地界定什么是“盲目的信仰和崇拜”。

在我看来，所谓迷信，是指无条件相信某个事物，即便各种观察和发现有悖于这种信念，也仍然坚信不疑。在这个意义上，相信存在一位无所不能的神灵、相信现代科学可以解释一切、相信某种主义和理念永远正确，本质上都是迷信。

以斯金纳的鸽子为例。在经过一段时间的学习后，鸽子们发现了按压操纵杆和食物出现这两件事总会先后发生的规律，于是会主动按压操纵杆以获取食物，这没有问题。但如果之后研究者改变了研究主题，鸽子按压操纵杆不再能获得食物，而鸽子还在持续不断地按压操纵杆，苦苦期待食物如期降临，这就属于鸽子的迷信了。

实际情形还可以更复杂。例如，如果不是每次按压操纵杆之后都会获得食物，而是有时候能获得，有时候不能获得，这种情况该怎么处理？如果随着时间的变化，按压操纵杆之后获得食物的概率也在变化，或者提高或者降低，这种情况该怎么处理？如果按压操纵杆之后，有时会获得食物，有时则会受到电击惩罚，且两者出现的概率不太确定，这种情况又该怎么处理？···

从这个例子可以看出，即便是鸽子，其脑中也需要有一套对抗迷信的机制，否则它们根本无法在变化多端的自然中生存繁衍。

实际上，这些假设情景和我们在真实世界遇到的各种问题在逻辑上是一致的——人脑在真实世界中获得的信息往往是模糊片面、经常改变，甚至是自相矛盾的。用经济学领域的一个术语来描述，就是“信息不对称”。因此，我们的脑需要克服对某个不变规律的迷信，根据并不充分的信息随时修正自己的世界模型。

针对自然现象，一位科学家曾经提出一个研究思路：首先创设一个解释自然现象的原始模型，这个原始模型会产生一系列可供检验的预测，如果预测错误，我们就需要修正甚至推翻原始模型；如果预测正确，我们对原始模型的信任程度就会加深。但原始模型可能永远都无法完全获得我们的信任，因为总有新的预测和新的证据可供检验。这也是整个现代科学的基本研究思路（图37-2）：根据已有的知识提出新的猜想，然后利用实验进行验证，而实验结果会进一步强化或者推翻这个猜想。

例如，如果一位智者认定地球上所有的天鹅都是白色的，那么每当发现一只白天鹅，这个论断的可信程度就会略有加强；但只要有人发现一只黑天鹅，这个论断就会被彻底推翻。这也是塔勒布（Nassim Taleb）的《黑天鹅》一书书名的来源。与创造理论和形成概念一样，这种基于概率的学习也是人类智慧的基石之一，可以帮助我们适应现实世界中纷繁复杂的扰动。

在脑科学层面，人脑是按照贝叶斯定理的方式工作的：面对变化多端的世界，脑中总是有一个基于经验（包括进化积累的经验和日常生活的经验）而形成的基础模型，脑可以基于这个基础模型做出初始的推测和判断；同时，脑也可以随时利用新的信息修正这个基本模型，并不断调整自己的推测和判断，如图37-3所示。

打个比方，我们要去附近一家从没去过的餐馆吃饭，地图显示出门后要先找到一个红色的栅栏，然后沿着栅栏走100米会看到一个绿色的招牌，在招牌附近能找到一个蓝色的房子，那就是餐馆所在的位置。但实际上，我们可能会在出门后先根据自己对附近的了解，拍脑袋决定朝左走走看。如果走着走着就陆续看到了红色栅栏、绿色招牌和蓝色房子，我们就会越来越确信自己的方向是对的。但如果走了一阵子却一个地标都没看到，我们就会修正自己的初始判断，换个方向再找找看。

进行贝叶斯推理并不是人脑的专利。2016年，一项研究在小鼠脑中的顶叶区域也发现了一群能够进行贝叶斯推理的神经元。研究者训练小鼠在迷宫中寻找并定位一个声音源，找到了，小鼠就能得到糖水奖励。等小鼠学会之后，即便关掉声音源，它们也能准确地找到目标。这说明小鼠能通过自身的行为来判断行动轨迹。

但更有趣的是，在寻找声音源的过程中，小鼠脑中顶叶区域一些神经元的活动能实时预测小鼠距离目标的远近，距离越近，这群神经元就越活跃。如果同时还播放声音作为引导，那么这群神经元的预测准确度就会更高。相反，如果抑制这群神经元的活动，小鼠就会失去对糖水位置的预测能力。

这项研究说明，这些神经元能够实时计算小鼠找到糖水的概率，而且还能随时根据新的信息（如声音源）来优化这种概率。实际上，脑中可能不少地方的神经元都有这种能力，甚至有人认为所有神经元都有能力基于贝叶斯推理进行学习和决策。考虑到动物的脑总是要在过往的经验积累和变幻莫测的环境中寻找生存的夹缝，这种能力倒也在意料之中。

最后我们要来看的是作为感性反面的理性。

这个问题的关键在于反应速度。前面讲过，本能冲动和情绪反应是无须学习和有意启动的。面对各种危险信号和现实诱惑，个体的本能冲动和情绪反应能快速且自然地发起，然后基于习惯和经验进行快速、粗糙的判断和决策。与之相反，理性则对本能冲动和情绪反应起到“踩刹车”的作用，所谓“三思而后行”。这两者的差别就像心理学家丹尼尔·卡尼曼在《思考，快与慢》中讲的人脑的两个决策系统——快速且粗糙的系统1和深思熟虑的系统2（图37-4）。卡尼曼认为，人们大多数时候其实是依赖系统1，仅在大约5%的时间里才真正调用系统2做出理性判断。

这两套系统在脑中有截然不同的执行机制。前面讨论动机和情绪时说过，它们主要是由下丘脑、杏仁核、伏隔核、基底核等区域操控的。这些区域位于脑的深处，被大脑皮层紧紧包裹着。相反，理性思考主要是由大脑皮层，特别是位于脑门部位的前额叶皮层操控的。前额叶皮层和下丘脑、杏仁核等结构有着广泛和密切的神经连接，两者之间可以相互影响。

一方面，理性可以抑制本能冲动。例如，在关于延迟满足的研究中，如果被试放弃了短期收获，转而追求长期的、更大的利益，那么可以观察到其前额叶皮层的神经活动同步增强，而奖赏中心的活跃程度会被抑制。也就是说，前额叶皮层的神经活动越强，被试越倾向于延迟满足，以忍耐换取更大的利益。

另一方面，理性能让我们抵抗情感直觉的干扰。以著名的电车难题（图37-5左图）为例：一个疯子把五个无辜的人绑在铁轨上，一辆失控的电车正在飞驰而来。这时，作为旁观者的你可以扳动一个操纵杆，让电车改道，救下这五个人，但与此同时，改道的电车会杀死备用轨道上另一个无辜的人。你是会选择放任不管，还是会选择以一条人命为代价救下这五个人？调查发现，大多数人的情感直觉是扳动操纵杆救下五个人。

电车难题还有一个升级版本，即天桥难题（图37-5右图）。同样是失控的电车和五条人命，但这次你站在一座天桥上。这时天桥上还有一个人，如果把这个人推下天桥，就可以阻挡电车，救下那五个人。你会不会选择把面前这个人推下大桥？在这个情景下，大多数人的情感直觉是不这么做。

这是一个很有意味的差别。在这两道难题中，我们面对的都是五条人命和一条人命的两难选择，但朴素的情感会告诉我们，在电车难题的场景下，牺牲一个人是合适的，而在大桥难题的场景下，牺牲大桥上那个人则是不合适的。这是为什么？

这两种选择当然没有明确的对错之分，但两者之间的差别足以说明人类在做选择时并没有一个放之四海而皆准的道德标准。一个粗糙的区分是，在电车难题中，人们更倾向于按约翰·斯图尔特·密尔（John Stuart Mill）和杰里米·边沁（Jeremy Bentham）的功利主义伦理学逻辑行事——五条人命的价值大于一条人命的价值，所以我们应该杀一人救五人；但在大桥难题中，人们更倾向于按康德的道德义务伦理学行事，不允许自己将天桥上的人推下去。

脑科学研究发现，对这两种道德观的选择的差异，可能正是来自理性和感性的直接对抗。相比电车难题，在面临大桥难题这种需要亲手杀人的选择时，人脑中负责情绪处理的区域（如腹内侧前额叶皮层）会更加活跃，从而驱动他们做出符合情感和道德直觉的判断，也就是绝不杀人。而对于那些经过仔细思考，最终决定亲手杀人以拯救五条人命的被试来说，他们往往需要用更长的时间才能做出决定，与此同时，他们脑中负责理性思考的区域（如背外侧前额叶皮层）会更加活跃，从而驱动他们愿意违反自己的情感以拯救更多生命。

如果人脑中负责情绪处理的脑区受到损伤，人会表现得更加功利；而如果人脑中负责理性思考的脑区受到损伤，人也会更倾向于按照情绪和道德直觉来行事。从这个意义上说，我们可以这么理解感性和理性的关系：感性是脑对外部刺激的第一优先反应模式，只须调用较为简单的脑区就可以完成；而理性则对是否使用和如何使用感性提供了边界和约束，需要调用更为复杂的大脑皮层区域才可以完成。

我们讨论到这里，理性的价值已经非常明确了，那就是总结规律、利用概率和对抗本能。这当然是理性思考的强大之处，也是人类智慧独特的价值之一。但我们也需要思考一个问题：是不是在任何时候，运用理性都是理所当然、毋庸置疑的？

很可能不是。总结规律和利用概率都是在对现实世界进行模拟，当然也会带来错误。总结规律的危险在于会让人刻舟求剑，试图用一度犯的就是这个错误，试图基于某本书上的理念大刀阔斧地改造社会犯的也是这个错误。利用概率的危险则在于会让人形成刻板偏见，用整体概率对具体现象做判断。你是亚洲人，你数学一定学得好；你文身带大金链子，你一定是黑社会；你名校毕业，你一定是精致利己主义者——且不说这些判断在概率上是否成立，即便成立，当我们把这些基于概率获得的知识作为判断个体的依据时，难免会带来错误乃至伤害。

用理性对抗本能的危险在于可能会让人忽略人之为人的独特价值。用理性对抗本能固然能帮我们避免冲动决策和感情用事，但是在道德层面，理性计算是否总是优于直觉反应？是不是只要为了大多数人的福祉，就可以牺牲少数人的利益乃至生命？我们要根据什么公式计算甚至是取舍每个人的独特价值？······

从这个意义上说，人类的理性固然可贵，但我们更需要用理性对理性自身进行更多反思，避免陷入哈耶克所说的“理性的自负”，即把理性当作唯一可靠、万能的判断工具，最终忽略了它的局限和人性的复杂。

自我意识：如何回答人生的终极问题

古希腊哲学中有一个“忒修斯之船”的著名比喻，说的是有一艘船出港后，在海上不断地航行，其间船的零件不断破损、维修和替换，等到最终靠港时，这艘船上已经没有任何零件是出港时就有的了。那么，靠港时的船和出港时的船还是同一艘吗？

哲学上的争论我们暂且不谈，回到脑科学领域，我们可以讨论一个问题：如果把这个比喻用在人体上，会得到什么样的回答呢？

我们知道，人体是由百万亿数量级的细胞堆砌而成的。其中很多细胞的生命都很短，如红细胞和小肠上皮细胞，只需要几天到几周时间就会彻底循环一轮。可是，我们并不会因此就觉得今日之我不再是昨日之我了。但如果我们彻底丧失了曾经的记忆，推翻了过往的情绪和人格，甚至忘记了自己和家人的身份，那么，这时的我们还是原来的自己吗？这时，你可能会开始摇头了。

再假设一种没那么极端的情况。如果我们的亲人罹患阿尔茨海默病，随着病情的发展，他会逐渐丧失记忆，性格和情绪也会逐渐发生变化。这时，我们会认为亲人不再是自己曾经熟悉的那个亲人了吗？

从这几个例子可以看出，对人类来说，“我”可能是我们脑中产生的最奇妙、最神秘、最难以言说的概念。人类以“我”这个概念为核心，链接了我们所有的回忆、情感、思考和社会关系网络，构造出了独一无二的关于自我的认知。

镜子测试：是否拥有自我意识

与本部分前几节讨论的话题一样，自我意识也是很难被清晰定义和研究的一种能力。1970年，美国心理学家戈登·盖洛普（Gordon Gallup）设计了著名的镜子测试，第一次为自我意识提供了一个相对客观的证明。

镜子测试是如何展开的？盖洛普先对黑猩猩进行麻醉，并在它们待的笼子里放了一面镜子。当黑猩猩清醒过来之后，它们一开始会试图攻击镜子，好像它们在镜子中看到了一个正在靠近的同类；但很快，黑猩猩就意识到了镜子里呈现的其实是自己的形象，于是它们开始对着镜子做鬼脸，如图38-1所示。更有说服力的是，盖洛普悄悄在被麻醉的黑猩猩脸上涂上一个红点，等黑猩猩清醒过来照镜子时，它们很快就会意识到自己的脸上（而非另一只陌生猩猩脸上）有个红点，会好奇地对着镜子用手指去触碰脸上的红点，甚至碰完了还会把手指放到鼻子边闻一闻——这个反应简直和人一模一样。

盖洛普也在几只猴子身上进行了同样的实验，但猴子就完全没有意识到镜子里出现的是自己。

那么，为什么说通过镜子测试就是个体拥有自我意识的标志呢？

图38-1正在照镜子的黑猩猩

关于这个问题，至今仍然存在不少争议——一个显而易见的反对意见是，盲人或者视力不好的动物该怎么办？不过，虽然存在争议，但镜子测试的逻辑是很明确的：如果从未见过镜子的动物有能力对比镜子中动物的运动和自身的运动，例如，当“我”摆摆手，镜子里的个体也摆摆手，当“我”皱皱眉，镜子里的个体也皱皱眉，那么它就能够判断镜子中出现的其实是“我”的一个复制品，或者说是“我”的一个镜像。在这个过程中，动物首先需要有能力觉察自己身体的状态，这种自我觉察即便不等同于自我意识，起码也应该是自我意识的重要基础。

自我意识的脑科学基础

在盖洛普的黑猩猩实验之后，不少研究者对其他动物进行了镜子测试。结果发现，目前大约有十来种动物能够通过镜子测试，如黑猩猩、大猩猩、倭黑猩猩、红毛猩猩、虎鲸、海豚、亚洲象、喜鹊等，而这些动物也确实都是我们通常认为比较聪明的动物。值得一提的是，2015年，有项研究声称神经系统非常简单的蚂蚁也能通过镜子测试。如果实验结果为真，那么自我意识的存在范围未免就太广了。当然，这项研究的质量实在不能说合格，我们暂且还是不予采信为好。

在镜子测试中，最有趣的是人类的反应：正常成年人显然知道镜子中的是自己，但婴儿要到1岁半至2岁之间才具备这种能力，而孤独症患者在这方面的认知甚至比婴儿更差。从这些研究来看，人类的自我意识不是天生就有的，而是随着大脑某些区域慢慢发育成熟后才发展出来的。

更具体而言，已有不少研究发现，当人类进行指向自我的思考时，大脑多个区域会被激活，其中以内侧前额叶皮层最为关键。它不仅在自我评价或根据自身感受做判断时高度活跃，而且一旦受损，也会导致个体的自我认知能力下降。

那么，自我意识究竟是如何在神经元层面呈现的呢？

与镜像神经元有关。所谓镜像神经元，指的是20世纪八九十年代，意大利帕尔马大学的研究者发现，当猴子自己抓取食物时，这些神经元会被激活；而当它观察到他人做出类似动作时，这些神经元同样会激活。也就是说，它们能够同时对“自己在行动”与“他人在行动”这两类互为镜像的信号产生反应。此后的一些研究表明，人脑中也存在类似的镜像神经元。简单地说，镜像神经元的活动规律和我们照镜子的体验差不多——我们一边观察镜中的影像，一边不断将其与自我状态进行对比，从而形成一种“这是我”的意识。

不过，仅凭镜像神经元的存在，还远不足以解释自我意识的复杂本质。一个重要的例子来自“裂脑人”研究。我们在第一部分就介绍过，20世纪中期，一些严重癫痫患者接受了切断左右脑之间胼胝体连接的手术，成功抑制了癫痫的蔓延，却也带来了意想不到的副作用——左右脑似乎变成了两个各自为政的系统。例如，有患者会一只手扣衣服扣子，另一只手却试图解开；一只手把商品放进购物车，另一只手又把它放回货架。

在一项经典的研究中，研究者分别向裂脑患者P.S.的左右脑展示了两张不同的图片：鸡爪和雪地（图38-2）。随后请他用左右手各自挑选一张与之匹配的图片。结果，P.S.的左脑控制右手选出了鸡的图片（鸡爪是鸡的一部分），右脑控制左手选出了铲子的图片（用来铲雪）。这两个选择都很合理。但当研究者问P.S.为什么会选这两幅图片时，他的回答是“你需要用铲子清理鸡笼”。之所以会如此回答，是因为人脑的语言功能在绝大多数时候集中在左脑的布洛卡区，而独立工作的左脑并不知道右脑看到了雪地的图片，也不理解右脑为什么会选出铲子的图片，于是自己编造了一个理由来解释自己的选择。

根据一系列裂脑人的研究，人们意识到，当左右脑分开且独立工作时，它们会分别产生一个独立的自我意识，且这个自我意识能独立感知世界，能对感知到的内容做出独立反应，还能独立对自己的反应做出解释。

当然，还有一些更极端的情形。例如，有些人因为疾病通过手术切除了左脑或者右脑，但他们的自我意识完好无损，甚至根本察觉不到自己少了半个脑袋。还有些人的大脑皮层几乎全部消失，神经元数量不足正常人的5%，但也有完整的自我意识。

这么看来，自我意识大概率没有也不需要一个单一的、确定的物质载体。一个简单粗暴的推测是，只要脑的神经网络的复杂程度和规模达到一定程度，它就会自然涌现出某种关于自我的认知。因此，人的脑中可能也并不只有一个自我。只不过通常情况下，大脑皮层不同区域之间会广泛产生神经信号进行交流，不同的自我相互竞争，最终协调统一，于是输出的是一个完整、连续、看起来自洽的自我意识。

一个有力的旁证是多重人格障碍（即分离性身份障碍）。据说有多达2%的人拥有稳定的多重人格，能短暂体验多重人格的人就更多了。多重人格表现为个体脑中存在两个或两个以上明显不同的自我认知，就像同一具躯体里住着几个不同的“我”，这几个不同的“我”轮流占据个体的心智。这种现象提醒我们：人的自我意识并不必然是单一且稳定的，它可能本身就是多重自我之间动态平衡的结果。

自我意识有什么用

到这里，我们会遇到一个很令人费解的问题：前文讨论了许多重要的脑功能，如感知环境、控制运动、学习记忆、追逐本能和输出情绪，它们都不需要依托于自我意识。也就是说，无须借助“我”这个概念，动物照样可以饿了就吃、困了就睡、看到大敌就逃跑、按压操纵杆获得食物奖励等。既然如此，为什么人脑还会形成如此复杂的一套生成自我意识的机制？这套机制又有什么用呢？

这就是著名的“哲学僵尸”问题：假设世界上存在一种人，其外观与功能都与普通人类无异，能对外部世界的刺激和自身需求做出反应，也能进行学习和记忆，但是他们完全没有意识的体验，那么这样的人类能否正常生存和繁衍呢？

从生物学角度来看，好像也能。那既然如此，人类为什么还会发展出自我意识？我们又为什么需要它？

目前这个问题还没有很好的答案，甚至我们完全可以把自我意识看成脑结构变得越来越复杂之后出现的副产品，本身不需要有任何明确的生物学价值。这其实完全说得通，毕竟没有自我意识，或者说至少无法通过镜子测试的动物，照样能在自然界顺利生存和繁衍。

不过，出于生而为人的骄傲，我们不妨做些大胆、带点“人类中心主义”色彩的推测，毕竟“我是谁”这个人生终极问题自人类文明开端就始终困扰着每一个热心思考的人类个体。如果单纯把自我意识当成进化的副产品，那未免有些过于让人沮丧了。

在我看来，自我意识的一个价值也许正在于它的解释能力。它将过去的记忆、对未来的想象、复杂的本能冲动和情绪、各种各样的注意焦点和理性思维黏合、统一起来，形成一个完整、自洽的世界模型。这个模型当然充满了脑补和自我欺骗的成分，就像前面所说的裂脑人P.S.的例子一样。但基于这个想象中的世界模型，我们能在面对混乱无序的大千世界时找到那么一点确定性。

没有“我”的概念，动物只能被动响应环境的变化和本能的冲动；而有了“我”的概念，人类才会、才能试图理解昨日之我做了什么塑造了今日之我，今日之我要做什么才能创造明日之我。

从这个角度来说，我甚至认为，人类之所以能忍受更长时间以获得延迟满足、能够在更长的时间尺度上进行心理时光旅行、能计划一系列复杂的任务并按部就班地执行，都与自我意识的出现密切相关。这可能也解释了为什么像盖吉这样前额叶皮层严重受损的人，会一夜之间性格大变。

自我意识的另一个价值也许在于它的互动能力。当我们拥有自我意识，就能用类推的方式理解其他人的内心活动，从而和其他人产生更有效率的互动。

从逻辑上说，每个人的脑都是独一无二的，先天基因和脑结构的差异，以及后天环境和经验的差别，让我们每个人都形成了一套独特的感知、理解世界的方式和独特的价值观。而这就导致两个人即便面对面，也可能根本无法交流，更不用说相互理解了。可是，因为自我意识的存在，我们可以推己及人，推测其他人脑海深处也有一个“我”的存在，从而推测当那个“我”看到一个事物时可能会如何反应，当那个“我”做了什么或说了什么时内心在想什么。

这种能力被称为心理理论（Theory of Mind）。它并不是指一套关于心智的理论，而是指我们大脑具备的一种能力：能够推测和理解他人的心理状态，包括他们的信念、意图、情绪与想法。

为了研究这种能力，科学家设计了著名的糖果盒实验（图38-3）。在实验中，研究者让被试看一个标有Smarties（一种糖果品牌）的盒子，然后让他猜盒子里装的是什么。正常人当然会猜测盒子里装的是糖果。随后，研究者让被试打开盒子，被试会看到盒子里装的其实不是糖果，而是铅笔。

然后，研究者问被试一个假设性的问题：“如果再来一个人，他会认为盒子里装的是什么？”

这个问题的答案很容易就能想到。在打开盒子之前，这个人会默认盒子里装的是糖果。但这个看似简单的回答，需要我们有能力设身处地地想象他人的脑是如何观察和思考的。具体来说，我们需要想象这个人是第一次见到糖果盒，之前并没有机会打开它，因此他会根据糖果盒的外观推测里面装的是糖果；我们自己知道盒子里装的是铅笔，但这个经验不能简单地迁移到其他人身上。

很难想象，如果没有自我意识，我们该如何理解和推测他人的心理活动。而且，一个很有趣的巧合是，人类儿童的自我意识萌发于1岁半到2岁左右，到4~5岁发育完善；而恰好也是在这个阶段，儿童能够设身处地理解他人的认知与情感，并顺利通过糖果盒实验。这种发展轨迹表明，自我意识与理解他人的能力，很可能是相互依赖、共同成长的。

你看，自我意识的存在能帮我们解释自身的行为，也能帮我们推测他人的心理。对于人类完成长期任务的规划，以及形成严密复杂的分工合作来说，这两种能力似乎都是必不可少的。从这个角度看，人脑演化出自我意识，或许和人类能成功构建文明之间有一层隐秘的联结。

自由意志：是人的尊严还是脑的幻觉

和自我意识一样，自由意志也是个很难严格定义的概念，各个流派的哲学家已经围绕它打了数百年的嘴仗。不过，我们可以把它简单理解成人能从各种可能的想法中自由选择，从而决定后续行动的能力。粗暴点说，我们走进餐馆，拿起菜单，在鱼香肉丝和宫保鸡丁中选择点后者，这就是自由意志。

自由意志真的存在吗

如果结合自我意识来看，自由意志这个概念几乎可以把本书讨论过的各种脑功能串联起来。比如，在感知和运动中，我们可以主动选择看向某个方向，或决定用哪只手去挠痒；在动机和本能方面，尽管饥饿驱使我们想要进食，但如果此时有重要的事情尚未做完，我们也能暂时忍耐饥饿；在情绪和情感层面，即便经历了失败，我们也能打起精神从头再来；而在语言表达、未来规划和理性思考中，我们更是不断做出决策和选择，有意识地引导自己的思维方向和行为路径。

自由意志的存在，甚至可以被视为人类社会运转的基石之一。正因为我们默认人拥有思想和行动的自由，才有可能建立起道德观念和法律制度。例如，在现代社会，一个人持刀抢劫被抓，他当然会受到法律的惩戒。但他抢劫时拿的刀会受到惩罚吗？不会，因为刀没有自由思想和行动的能力，只是人行凶时使用的工具。因为没有自由意志，所以刀无须为抢劫的后果承担责任，惩罚刀也无法阻止其他犯罪行为的发生。

同样，现代法律体系之所以会对未成年人和精神疾病患者的违法犯罪行为网开一面，也是因为我们认为此类人没有足够的能力约束、控制自己的行为。即便做出了违法犯罪行为，也要减轻其需要承担的法律责任。

以此类推，如果人的思想和行为由一套预设的程序驱动，完全不具备真正的自主选择能力，那么我们就无法利用道德和法律对它进行约束，就像我们没有道理给人抢劫用的刀判刑一样。这样一来，对好人好事进行褒奖、对错误行为进行惩罚就都变得毫无意义了。

也就是说，无论是从主观体验的角度来看，还是从社会价值的角度来看，自由意志都是存在的，而且必须存在。

但是，困难也出现在这里。从物质构成的角度来说，人、刀、北极熊和野狼并没有本质区别，都是无数原子按照特定的方式组织在一起形成的。宇宙学的研究表明，构成人体的每一个原子，都来自宇宙早期恒星的核聚变产物。正如天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）所言，“我们是星尘，反复思量着我们的母体，也就是恒星”。

原子当然没有自由意志，它们按照物理规律的约束永恒运动。在经典物理学的世界，它们的一举一动都是可预测的；在量子物理学的世界，它们的行踪虽然飘忽不定，但却是完全随机、无法被控制的。那么，凭什么说由原子构成的我们突然就有了控制自己思想的自由和能力？

进一步追问，人很多主动的心理活动都需要调动前额叶皮层，它可能是我们意识和理性的大本营。但前额叶皮层同样是由无数原子造成的，其活动本质无非是亿万个神经元内部的微弱电流信号。从物质构成上来说，人脑的前额叶皮层并不比青蛙的大腿肌肉高出一等，凭什么它就能产生自由的思想？

这个矛盾引发了哲学史上无穷无尽的争论。作为一本脑科学的讲义，我们只能对此保持沉默。不过，通过前文的讨论可以明确一点，自由意志即便存在，也只能是一个较弱的版本，随心所欲的自由意志是不可能存在的。原因很简单，既然本能欲望让我们想吃东西、想睡觉、想找配偶；既然抑郁症和阿尔茨海默病患者的种种症状不是因为他们缺乏意志力，而是因为他们的脑功能出现了异常；既然婴儿缺乏自我意识和理解他人的能力只是因为他们的脑尚未发育完成，那么我们就必须承认，我们对自己的思想和行为不可能有100%的控制力。经验、动机、遗传、疾病等，都能对此施加影响。

至此，关于自由意志的问题就变成了，如果不是100%的自由，我们究竟能在多大程度上控制或者影响自己的思想和行为？这个程度是否像一块被扔到空中的石头，看似自由飞行，其实飞行轨迹早已被初始速度和地球引力预先锁死？

脑的幻觉：虚假的掌控感

20世纪80年代以来，脑科学家终于开始正面研究这个神秘而敏感的话题。1983年，美国加州大学的心理学教授本杰明·利贝特（Benjamin Libet）找到一群大学生进行了一项经典实验。利贝特让这群大学生舒舒服服地坐着，等心情平静了，随时可以自由地动动手指。同时，这群大学生还要时刻盯着一个钟表，等自己决定动手指的时候就喊出具体的时间。在这个过程中，利贝特用电极记录了他们胳膊的肌肉运动，如图39-1所示。

结果发现，这群大学生喊出的“决定时间”总比胳膊肌肉真正开始运动的时间早大约200毫秒。这并不奇怪，毕竟根据神经元的活动特性，从想要动手指到真正动手指，在时间上总会有延迟。

图39-1本杰明·利贝特的实验

更关键的是，利贝特还通过电极记录了这群大学生的脑电波，发现在他们喊出时间前300毫秒，也就是真正运动前500毫秒，他们的脑电波活动已经开始显著上升，为输出运动做准备。这个实验的意义在于，它告诉我们，人脑的运动指令其实早在我们的思想明确介入之前就已经做出了。

这种看起来离经叛道的解释在脑科学领域引发了轩然大波，不少人试图从技术角度挑战利贝特实验的可靠性。但是，种种挑战不仅没有成功，反而在最近10来年，新的研究技术反复证明了利贝特实验的正确性。2011年，人们发现，在利贝特的实验中，早在运动开始前1.5秒，脑中的神经元活动就已经能预测个体的决定，准确率高达80%。

德国神经科学家约翰-迪伦·海恩斯（John-Dylan Haynes）利用核磁共振成像方法开展的一系列研究，进一步证明了自由意志的幻觉不仅仅停留在简单的肌肉运动上。海恩斯让被试自由决定是用左手还是用右手按一个按钮，或者自由决定对从屏幕上看到的两个数字做加法还是减法。结果发现，早在他们明确做出决定的前几秒，就已经可以在一定程度上根据其脑神经活动预测其选择。

这么看，自由意志确实不存在，起码不是以我们常规想象的那种方式——我可以自由地控制我的一切思想和行动——存在的。相反，自由意志倒是更像斯宾诺莎所说的看似自由飞行的石头。叔本华有句名言“人可以做你想做的，但你不能想你所想的”，表达的也是这个意思。

既然如此，自由意志这种感觉又为什么会出现呢？

1999年，哈佛大学的科学家丹尼尔·瓦格纳（Daniel Wegner）展开的一项研究，为利贝特和海恩斯的发现提供了一个惊人的解释。

在这项研究中，瓦格纳让真假两位被试共同操控一个鼠标来控制光标的移动并使光标到达屏幕的某个位置。但实际上，光标的移动完全是由假扮的被试控制的，真正的被试的操控并不会影响光标位置，但他对此并不知情，如图39-2所示。结果发现，如果光标移动的方向恰好和真被试的目标一致，他就会很自信地认定光标是由自己控制的。

图39-2瓦格纳实验

这项研究给出了这样一幅图景：人脑并没有真正地自由控制自己的行为，我们以为的自由意志，其实是对结果的解释甚至是脑补。在该研究中，这一点体现为因为我动了手指，所以我的意识事后把移动手指解释成是我的自由意志；因为光标的移动如我所想，所以我的意识事后把光标移动解释成我的自由控制。

如此说来，“自由意志”这个概念的出现，可能主要是让人脑对自己产生了一种虚假但有意义的掌控感。它让我们误以为自己在做自己想做的事，让我们相信付出总有回报、努力总有结果、念念不忘必有回响。我们虽然身处混乱、复杂的世界，但也能在这种虚假的掌控感的影响下努力工作、善待他人，并对未来充满期待。

换句话说，自由意志的幻觉可能是进化留给我们的财富（或者说包袱），它无关个人尊严，但与物种的生存和繁衍密切相关。

你也许有过这样的体验：人脑在对结果进行归因时有一种倾向，那就是坏的结果是因为别人捣乱，好的结果是因为自己努力。这种常见思维方式的根源，可能也是自由意志带给我们的虚假掌控感。

如果这个结论属实，那么它对整个人类社会都会产生非常重大的影响。举个例子，既然人的一切思想和行为都可能是被预设的、不自由的，那么对犯罪行为的惩罚基础就会动摇。我们不会给一把刀判刑，因为我们默认刀无法自行决定伤害谁；但如果人脑也无法决定自己的行为，我们又怎么能对犯罪行为进行惩罚呢？按这个逻辑，我们或许还应该把犯罪分子送进医院精心治疗。

基于同样的道理，我们无法对好人好事进行表扬，毕竟这都是无意识的自发行为；教育制度也会在很大程度上失去作用，因为谁更努力、谁更懒散，谁喜欢作弊、谁更诚实，谁愿意遵守纪律、谁更容易捣乱，这些都成为被预设的、无法教育的东西了！

人的尊严：意识的否决权

读到这里，你可能已经打算放弃对自我的要求了。但在彻底放弃自由意志的信念之前，我想请你稍作停留，再考虑一个重要的角度。

虽然行动看起来是不自由的，但制止行动可能是自由的。利贝特就持这一观点，他认为虽然移动手指的决定是脑在无意识状态下做出的，但如果你下定决心不移动手指，这个决定一定是基于自由意志做出的。

2016年，有学者进行了一项与利贝特的原始实验很像的研究——研究者同样要求被试自主决定什么时候发出运动指令，然后用脚踩一个踏板。区别在于，如果在踩踏板之前有盏红灯突然亮起，那么被试要马上停止动作。从脑电波信号来看，即便脑已经做出了踩踏板的决定，人也可以根据红灯信号硬生生地切断该运动输出。研究者把这种能力称为意识的“自由否决权”。

如果自由否决权存在，那么我们的意志至少在一定程度上还是自由的，起码我们能在最后一刻阻止自己做坏事。这个观点类似于哲学中的二阶愿望，如我想吃东西、我想踩踏板，但人还有二阶愿望，即对一阶愿望进行评价和控制，如我不想让自己想吃东西、我不想让自己踩踏板。

当然，你可能会说，谁知道这种自由否决权或二阶愿望是不是人脑的某些自主活动的产物，和我们的意志毫无关系呢？

这个可能性确实存在，而且既然我们已经明确了脑的物质属性，确实也没有理由认为自由否决权就天然高人一等。但我们还需要追问和行为的关系。

的清晰意识控制可能不存在，所谓自由意志更可能是对行为的事后解释。但这并不代表我们的行为完全是宿命注定，或是全然随机。

一个重要的细节是，不管是利贝特、海恩斯还是瓦格纳的实验，实验设置中都有一个大前提，那就是被试明确知道自己在实验中需要做些什么，如动手指、按按钮、做加减法、移动鼠标。尽管他们可以自己决定开始的时间，但预设任务是非常明确的。

那有没有可能，被试在听研究者讲解实验设计时，就已经在脑海中形成了某些思维倾向，而这些思维倾向又潜移默化地影响了他们之后的选择呢？如果是这样，我们就无法完全排除自由意志的存在和影响。

目前，这个推测还没有直接的研究证据。但有一些研究似乎间接支持了这个想法——人的行为和思想很容易受到各种因素的无意识影响。有不少心理学研究发现，如果事先给被试灌输一些人没有自由意志的知识，他们在考试中就更容易作弊，在利益分配时就更容易偏向自己，也更不愿意帮助他人。我们很难想象被试在看了一些有关某种观点的文章之后会主动干坏事，但更大的可能性是，这些知识潜移默化地影响了他们的思想和行为。

这么看来，就算自由意志真的是人脑的一种幻觉，只是人脑对自身行为的一种事后解释，我们也不应该放任自流。为了做正确的事，为了做个更好的人，或者仅仅是为了让我们的脑在事后解释时对自己的行为更满意，我们都应该为自己和自己的生活设置一些原则。这与自由无关，但与生而为人的尊严有关。