人类的智力可能已经接近极限，无法进化到更高层次了——多种证据表明，通往更高智力层次的进化途径都已被物理定律堵死。就拿大脑容量来说，容量越大，智力层次也就越高，但大脑容量增大却有一个反作用：大脑会消耗更多的能量，运行速度也会变慢。科学家能否找到突破极限的办法？
《环球科学》杂志刊登了道格拉斯·福克斯这名自由科学家的文章，讲解了我们的大脑智力极限，不过，人类仍可能达到更高的智力水平，而且借助一些现代技术，比如写作和网络，我们可以使智力不受身体的限制。
★人类智力已至极限
大脑的尺寸
物理限制人类的智力可能已经接近极限，无法进化到更高层次了。各种证据都表明，大多数通往更高智力层次的进化途径都已被物理定律堵死。
就拿大脑容量来说，容量越大，智力层次也越高，但大脑容量增大却有一个反作用：大脑会消耗更多的能量，运行速度也会变慢。大脑内，更好的神经连接也需要消耗能量，不成比例地占据大脑空间。如果大脑中的神经连接变多变细，就会碰到热力学极限，正如计算机芯片上的晶体管所遇到的问题一样：容易产生“噪音”。
不过，人类仍可能达到更高的智力水平，而且借助一些现代技术，比如写作和网络，我们可以使智力不受身体的限制。
大脑越大越聪明？
从直觉上来看，要使脑力变强，最明显的方法就是增加大脑容量。事实上，100 多年来，大脑容量与智力之间的关系一直是科学家研究的热点。19 世纪末到20 世纪初，生物学家花了大量时间来探索生命体的一些共同特征——与体重，尤其是与大脑容量相关的、在整个动物界都适用的数学定律。
大脑容量增大的一个好处是，可以容纳更多的神经元，神经元的生长、连接也可以更复杂。然而，大脑容量的大小并不是决定智力高低的唯一因素：牛的脑体积是老鼠的800 倍，但牛并不见得比老鼠聪明多少。身体越大，大脑反而需要完成更多的琐碎工作，比如监管更多的触觉神经、从更大的视网膜上整合信号、控制更多的肌纤维等与智力无关的内务工作。
利弊难题
大脑所需的能量中，相当一部分都耗费在信息交流网络上：人类大脑皮层中，80% 的能量都用于信息交流。不过，随着脑容量的增大，神经间的连接似乎会在更精细的结构层次上，遇到更严重的问题。事实上，早在20 世纪中叶，当生物学家在收集关于大脑重量的数据时，他们也在探究一个更有挑战性的问题：弄清楚大脑的“设计原则”，以及这种原则又是如何在大小各异的大脑上发挥作用的。
灵长类的优势
有了上面的研究做铺垫，我们就不难理解，大脑有柚子那么大的牛为何还不如大脑小如蓝莓的老鼠聪明。不过，在大脑模块的水平上，进化也拿出了自己的变通方法。2007 年，美国范德堡大学的神经科学家乔恩· H · 卡丝和同事对比了多种灵长类动物的脑细胞形态，他们偶然发现了一个关键特征——一个可能赋予了人类生存优势的特征。与大多数哺乳动物不同的是，当灵长类的大脑变大时，大脑皮层上的神经元大小几乎不变。因此，尽管在灵长类动物中，不同物种的大脑一个比一个大，但神经元仍然紧密地聚集在一起
★大脑中的物理学
正如微缩晶体管让计算机变得更加强大一样，从理论上说，只要神经元更小、排列更紧密，大脑是可以变得更强更快的。然而，人类神经元可能已经达到(或者接近)物理极限，尤其是神经元那长长的“尾巴”——轴突。
神经元通过轴突形成网络。当一个神经元放电时，它会将一个电信号沿着轴突传递出去，激活其他神经元。轴突上的细胞膜内嵌着很多离子通道，当通道打开，离子流入神经元，就可以实现电信号的传递。当有足够的离子穿过通道，细胞膜内外的电压会发生变化，致使邻近的离子通道打开，就像引发了多米诺骨牌效应一样。
纤细的轴突可以节省空间和能量。但事实上，我们的轴突已经够细了：再细一点点，都可能会导致轴突产生过多噪音，也就是说，当神经元不应该放电的时候，轴突也会传递很多信号。
★我们可能无法变得更聪明
物理极限
如果神经元之间以及脑区之间的交流真是限制智力发展的瓶颈，那么朝着小型化方向进化的神经元(彼此之间会挨得更紧，交流更快)应该会构成一个更聪明的大脑。同样，如果轴突通过进化，能在更长的距离上，以更快的速度传递信息，即使不变粗，也能让大脑的运行变得更高效。但是，有种东西的存在，却使神经元无法变小，轴突的长度也不能超过某个临界点。或许，你可以把它称作“局限之母”：这就是离子通道，神经元用来产生电脉冲的那些蛋白质，它们天生就不稳定。
能否突破极限
在现有构建模块下，我们大脑的复杂程度是不是已经触碰到物理极限？大脑功能可能受到了一些硬性限制，如同光速受到的限制一样。我们的大脑中仅能容纳这么多神经元，神经元之间只能建立这么多连接，这些连接每秒钟所能承载的电信号也就这么多。而且，如果我们的体型和大脑变得更大，我们会在能耗、散热上付出更多代价，神经信号从一个部位传到另一个部位也要浪费更多时间。尽管如此，除了进化之外，人类可能还有更好的智力提升方法。
发表于 2011-9-24 10:05
