脑的进化——自我意识的创生(世纪人文丛书:开放人文)

脑的进化——自我意识的创生(世纪人文丛书:开放人文)
ISBN: 
978-7-5428-4332-6/N.712
出版日期: 
2007-04
开本: 
16开
页码: 
346
定价(元): 
33.00
作者: 
[澳]约翰·埃克尔斯
译者: 
潘泓
  

目录

对本书的评价 3
内容提要 5
作者简介 7
卡尔·波普尔序 9
前言 13
致谢 15
缩略语表 1

第1章 生物进化 1
1.1 遗传密码 7
1.2  种系渐变论的现代综合理论 8
1.3  间断平衡理论 10
1.4  原始人进化的遗传机制 12
1.5  有关物种进化起源的几个结论 14

第2章  人类进化概观 14
2.1  人猿的鼻祖 18
2.2  南方古猿 25
2.3  能人 27
2.4  直立人 30
2.5  尼安德特人 34
2.6  现代人 40
2.7  有关人猿进化的几个问题 44

第3章  原始人脑的进化:灵活敏捷的二足动物 44
3.1  脑的基本结构特征 49
3.2  脑的主要功能特征 53
3.3  直立,行走,反应 68
3.4  精细运动控制的神经机制 75
3.5  手的技能动作 79

第4章  人猿进化和言语交流 79
4.1  语言的四个层次 81
4.2  语言表达 82
4.3  人类语言学习 85
4.4  教黑猩猩学语言 92
4.5  大脑皮层及其语言中枢的解剖结构 99
4.6  听觉通路 101
4.7  言语的演进和脑的进化 105
4.8  言语发声机制的进化 107
4.9  语言和适者生存 110

第5章  大脑边缘系统:生殖系统和情绪系统的进化 110
5.1  解剖结构 114
5.2  大脑边缘系统和情绪表达 117
5.3  大脑边缘系统和下丘脑的药理学 119
5.4  灵长类边缘系统各核团尺寸指数在进化中的变化 121
5.5  人猿进化过程中大脑增大的后果 123
5.6  人科动物的人口策略 130
5.7  利他主义的起源 134

第6章  艺术创造性:视觉—运动神经系统的进化 134
6.1  灵长类大脑皮层的视觉区 136
6.2  初级视觉皮层的神经响应 139
6.3  立体视觉 141
6.4  前纹状视觉脑区 145
6.5  纹状和前纹状视觉区的脑损伤 147
6.6  研究人脑的视觉响应 152
6.7  视觉的进化 155
6.8  石器文化的进化 156
6.9  骨板雕刻 158
6.10  视觉—构创脑区 159
6.11  造型艺术中的创造性 163

第7章  学习记忆的进化 163
7.1  类人猿:古人猿的模特儿 168
7.2  黑猩猩的认知记忆能力 170
7.3  黑猩猩和人类学习之异同 171
7.4  脑容量和记忆的关系 173
7.5  有关学习记忆的神经科学 194
7.6  人类记忆的几个特征 197
7.7  结论 199

第8章  心脑问题和进化 199
8.1  引言 200
8.2  非人类动物的意识 202
8.3  意识的进化 206
8.4  心脑问题的哲学 208
8.5  心脑问题的实验测试 215
8.6  涉及心脑相互作用的神经元结构 218
8.7  对两种心脑关系理论的图解比较 220
8.8  有关心脑交互作用的新量子物理学假说——微位假说 225
8.9  心脑问题的再思考 228

第9章  自我的创生及其大脑 228
9.1  解剖上的不对称性 230
9.2  功能上的不对称性 237
9.3  大脑新皮层的模块化结构 238
9.4  进化的顶峰:自我意识的开端 241
9.5  自我的统一性 242
9.6  大脑连合部切开术 248
9.7  大脑不对称性在进化中所起的重要作用 250
9.8  新新皮层是新皮层新近种系进化和个体发育的产物:发育和解剖结构上的证据 256

第10章  人性之人 258
10.1  有人性的人 260
10.2  文化的进化 263
10.3  生物进化和文化进化 268
10.4  心灵的概念 273
10.5  什么是人性 283
10.6  人性的进化 285
10.7  自我或灵魂的创生 289

后语  反思和遐想 296
参考文献中使用的缩略语 298
参考文献 321
索引 343
附录 【约翰·C·埃克尔斯(1903—1997):一位发现突触抑制效应的神经科学家】

内容提要

      约翰·埃克尔斯爵士,一位卓著的科学家和诺贝尔奖获得者,尽其整个科学生涯专注于哺乳动物脑的研究。在这本书里,他融会了包括考古学、比较神经解剖学、脑生理学、语言学、古文学和哲学在内的多学科研究成果,来讲述我们人类由来的故事。这不仅是我们作为古猿进化产物的故事,而且也是具备反思意识的人性之人的故事。这应该是世界上最神奇的故事。这是《汉仪楷体简》我们的故事。约翰·埃克尔斯爵士的挚友和合作者、著名哲学家卡尔·波普尔爵士在为本书所写的序言里认为这是一部独一无二的佳作,是一项与达尔文《人类的由来》同工异曲又推陈出新的非凡成就。
      埃克尔斯首先讲述了进化论的遗传基础,然后对古猿进化到人的主要特征作了形象生动的描述。早在360万年前,尽管南方古猿的脑容量还很小,但其娴熟的二足行走技能已令人惊叹不已。他推测,随后的能人更是以其大为增长了的脑容量成为人类语言的始作俑者。埃克尔斯向我们展示了我们古猿先祖的意识是怎样随其脑的增长而逐渐优化的。尼安德特人已表现出了原始的灵性,他们的葬礼和同情心点燃了自我意识的曙光。人猿进化中新近产生的新皮层脑区——新新皮层——超凡脱俗的特征成为解开自我意识之谜的关键。而每一个自我的独特性导致了灵魂及其创生的宗教观念。
      埃克尔斯着重于心脑问题,提出了心元(精神单元)和新新皮层微小柱状结构内树突丛(神经单元)一元化的假说,并提出了心脑交互作用的量子力学假说。他认为,心脑交互作用和量子力学的概率场类似,没有质量也没有能量,但却能有效地对突触递质释放过程起作用。突触前蜂窝状网格及其控制突触小泡以低概率释放递质的机制,可能按类似于量子力学概率场的方式作为精神事件的微位发挥作用。起先是为低等动物化学突触的有效传递而超前进化得来的这种机制,在经过极为漫长的进化过程以后,为心脑交互作用所利用而使高等动物变得有意识了。这一假说在超越了心脑交互作用的二元论和本体论的同时,指出心脑交互作用是一种信息流而不是能量流,从而首次为身心交互作用论提供了物理学基础。

前言

      脑的种系发育进化是整个生物进化中最重要的创生过程。人脑超验的创造能力是我们的古人猿(hominoid)先祖经过900万到1000万年进化的产物。奇怪的是这么重要的科学研究对象至今很少有人问津。 猿人 (hominid) 是怎样变成现代人 (Homo sapiens sapiens)的,这应该是世界上最神奇的故事。这是我们的故事。作为现代人类的一员,我们每个人都应该认识到,人类之所以有今天都幸亏猿人进化的成功。但是为什么很少有人像本书那样基于从猿人脑到现代人脑的独特演变过程来讲述人猿进化史呢?这或许是因为脑进化论至今仍然缺乏事实依据,或者仍然只是基于未经证实的猜测。认识到有许多因素不是未知就是所知不全,我在这本书里使用大胆猜想的同时,结合理性审慎来讲述这个激动人心的人脑演化史。
      当今对某些学科和某些学者来说,攻击达尔文进化论甚至怀疑它的合理性已成为一种时尚。但是本书还是遵循达尔文的生物进化假说,同时也融会了一些新近的发展。比如,用种系进化的间断平衡理论(1.3节)以及可能的染色体重组机制(1.4节),取代了过去的种系渐变论。本书只是在最后三章探讨最有争议的意识进化问题时才脱离了达尔文进化论的唯物主义观念。第8章探讨高等动物的意识起源,第9章和第10章则进一步探讨人猿自我意识超验性的方方面面。
      猿人进化一开始就有一个未解之谜。根据蛋白质年代测定,大约900万到1000万年前,古人猿的进化分化成两个分支:猿人和类人猿(2.1节,表2.1)。只可惜对最关键的头500万年猿人进化史,考古学家几乎找不到任何化石(2.1和2.2节) (据《自然》2002年7月的报道,科学家们在非洲中部的乍得发掘出了700万年前二足直立行走古猿人的化石。——译者)。推测大概是因为那个时期猿人人口数量相当少的缘故。但就是在这500万年期间,猿人进化成了二足行走动物(3.3节)。可以推测,从树栖古人猿进化到陆居南方古猿,这之间应该有一系列的进化步骤。当400万年前猿人的化石撩起神秘的面纱时(2.2节),猿人的骨骼肌肉系统已经几乎完全适应于二足行走了(图3.8、图3.9和图3.10)。但令人吃惊的是,脑的尺寸却增加得很少(图2.4、图2.6)。从四足到二足行走转变的同时必定意味着脑神经机制发生了变化。拉托利足印化石(图3.11)是其中最令人称奇的物证。
      第2章和第3章对近几十年来发掘出土的上400万年的猿人化石作了一个概述。脑的进化过程从颅腔铸模上清晰可见(图2.7和图2.9)。为了衡量猿人进化给脑带来的变化,我们有必要用现代类人猿脑来充作古人猿脑的模型。斯蒂芬(Heinz Stephan)等人通过解剖定位测量了各种灵长类动物脑(包括人脑)皮层核团的大小尺寸,这一卓越的研究工作对刻画猿人脑进化助益良多。本书的许多图表就是基于他们测量的尺寸指数制作的。
      我们必须认识到,人类灵巧精致的感觉和运动控制神经系统是从高等灵长类动物进化而来的。人类的进化是在高等灵长类动物尤其是古人猿业已完成进化的基础上的继续。灵长类动物绝妙的视觉系统以及适应于立体视觉的双眼就是一个很好的例子(第6章)。从灵长类动物到人类的进化过程中,视觉神经通路(包括从双眼到初级视皮层,再到前纹状视觉皮层区)大体没变。其中最重要的大脑皮层,要数灵长类动物与人类最相像(第8章和第9章)。同样重要的边缘系统(第5章)和学习系统(第7章),这两者也是非常相似。
      大脑皮层的进化产生了一些执行最重要的人脑功能的新脑区。这其中尤其是语言脑区(第4章)是其他灵长类动物所没有的,在类人猿大脑中也至多是相当初级而不成形。这些新脑区在功能上是左右半脑不对称的(第9章)。它们不仅在进化上发生得最晚,在个体发育的过程中也是最晚进入工作状态。第9章和第10章将专注于人类独有的新新皮层(neoneocortex)以及它的灵知功能。
      灵长类的进化明智地遵循了所谓的保守自然法则。这可以总结为一条进化论格言:不为近利丧祖德(不应当因为看上去诱人的眼前得利而放弃祖传的本质要素)。比如灵巧自如的五指不会被蹄爪或者翅膀所取代。人猿进化以脊椎动物有指(趾)四肢为起点,最终转化为非常有用的手和足(3.3—3.5节)。尤其是手的进化奠定了人猿在进化中的卓越地位,而且通过相应的神经机制的演变,手的功能随着进化而不断完善(3.5节)。
      人们经常会问:是否从古人猿到猿人再到现代人的进化过程是独一无二的?是否只有这一条进化通路才可能造就像我们一样聪明甚至超越我们的物种?是否有可能其他超智能猩猩开始另一条类似于猿人甚至超越猿人的进化通路?回答绝对是否定的!猿人的进化依赖于远离主体基因库的极小规模隔离种群全或无式的进化演变,而且只有经过几十万年的隔离才能产生新的种群。这样的条件在当今通讯发达的地球上是不可能再现的了!就是在整个进化史上,猿人的进化也只发生了一次,而且在几百万年的漫长岁月间数量微少的猿人人口时时面临着完全灭绝的危险。
      因此,我在这本书里描述的猿人进化史不仅是独一无二的,而且在地球上也是永远不会重演的。人类不用担心任何新的竞争对手。
      本书着重围绕人脑的进化来阐述意识和自我意识的起源。这两种意识在这个无意识世界中的神秘起源是不可能用物理主义的观点来解释的,这一点是众所公认的。本书的最后三章(第8、第9、第10章)对这个问题的哲学探讨,导致在第10章里对每个人都有体验的自我意识的起源提出宗教的解释。我认为,在我们心智世界的中心(也就是波普尔的世界Ⅱ,见图9.5和图10.4)有一个神创的灵魂(divinely created soul)。我在“后语”的后半部分对这一点作了进一步的发挥。

作者简介

      约翰·C·埃克尔斯(John C. Eccles,1903.1.27—1997.5.2),澳大利亚神经生理学家。生于澳大利亚墨尔本市,1925年毕业于墨尔本大学,随后赴牛津大学深造,师从诺贝尔奖获得者、著名神经生理学家查尔斯·谢灵顿爵士,1929年获牛津大学哲学博士学位。先后任教于新西兰奥塔戈大学、堪培拉澳大利亚国立大学和纽约州立大学布法罗分校。他因在1953—1955年对突触传递的生物物理特性的研究,发现了神经元之间抑制突触活动的离子机制,确认了由阿兰·霍奇金(Allen Hodgkin)和安德鲁·赫胥黎(Andrew Huxley)提出的细胞膜活动的离子机制假说,与后二者共享了1963年诺贝尔生理学医学奖。埃克尔斯就人脑的演化发展撰有多部著作,除《脑的进化》(Evolution of the Brain:Creation of the Self)(1989年)外,还包括《理解大脑》(Understanding of the Brain)(1973年)、《自我及其大脑》(The Self and Its Brain)(与卡尔·波普尔合著,1977年)、《人类之谜》(The Human Mystery)(1979年)、《人的心智》(The Human Psyche)(1980年)、《做人的奇妙》(The Wonder of Being Human) (与罗宾逊合著,1984年)以及《自我是怎样控制其大脑的》(How the Self Controls Its Brain) (1994年)等。
      埃克尔斯爵士和前妻米勒(Irene Frances Miller)于1928年结婚,40年婚姻共有5个女儿和4个儿子,长子长女都获得博士学位,其中大女儿也成为一名神经生理学家。埃克尔斯爵士于1968年与同是神经生理学家的海伦娜结婚,海伦娜是他的研究合作者和得力助手。

精彩片段

      我认为这是一本独一无二的佳作。自达尔文《人类的由来》(1871年)一书出版以来,人类起源问题已被精研细究。但是对人脑和人类心智进化这些头等重要的问题却很少有人问津。在这本书里,脑科学家埃克尔斯收集了大量有关的科学证据来研究这些问题。
      本书综合了各方面的科学证据,其中包括比较解剖学(尤其是脑解剖学)、考古学和古文学(这两门学问以前很少放在一起讨论)、脑生理学(尤其是语言生理学)以及哲学。以达尔文进化论作为理论基础,融会吸收了达尔文进化论新近发展成果,这本书为心脑问题描绘了一幅前所未有的、细致入微的总概观图。
      这是一本绝顶好书,其本身就是一个非凡的成就。

书评

      作者尽可对本书的最终效果满意放心;作者在本书中清楚地阐述了他不同于多数生理学同行的信念……本书图解丰富、可读性强……所论及的都是科学上和哲学上的严肃疑难问题。我们应该衷心感谢作者毕生坚持主张大家不应该忽视这些问题,也衷心感谢作者在这本激发思维的书里引见了这些问题。
          ——《自然》

      对一个相当重要的学术辩论作出了颇有价值的贡献。
          ——约翰·珀尔金霍博士(Dr. John Polkinghorne),剑桥大学王后学院

      一本很值得一读的好书,对进化论研究学者和其他生物学学者来说,在多个层面上具有高度的指导启发意义,对本书探讨的复杂问题感到生疏的读者来说更是如此。
           ——《生物学季评》

      作者对神经生理机制的讨论令人惊叹地条理清晰,对涉及人脑感觉和运动神经系统的种种错综复杂之处提出了新颖而有见地的假说。作者把相关的脑研究结果、比较行为学观测和脑结构定量变化的证据流畅地结合在一起,来探讨在灵长类和原始人进化过程中这些神经系统可能发生了怎样的变化。
          ——《美国科学家》

      作者超越了谈论进化问题时的一般陈规俗调来探索人类意识的核心问题:人脑和心智的演化发展。
          ——《中西部书评》

      作者对哺乳动物脑的进化演变作了引人入胜的解释,其间充满了众多突破、争议、沉思和推测,以及作者自己的强烈信念:进化是某种超验目的的“手段”。
          ——《心理学和宗教》

资料下载

丛书引用