陈定学 陈虹:精神世界在哪里

选择字号:   本文共阅读 1435 次 更新时间:2009-03-18 09:48:28

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陈定学   陈虹  

  

  [摘要] 精神世界究竟在哪里?千百年来这个问题一直是一个难解的谜。本文试图从神经生理学与细胞生物学的角度找出科学的答案。本文认为大脑神经元的胞体是存储精神的微型仓库,大脑皮层中140亿个神经元胞体构筑成一个博大的精神存储库,人脑中浩瀚的精神就存储于此。浩瀚的精神与博大的存储库结合起来就构筑成了人脑中的精神世界。传统观念所认为的那个虚无缥缈的、非物质的精神世界其实并不存在,真正的精神世界是由大脑中的物质构筑而成,所以精神世界与物质世界是同一的。

  [关键词] 精神世界;定位;大脑神经元;胞体

  [中图分类号] B022

  [文献标识码] A

  

  精神是人脑的产物,脑中的精神汇聚起来能够构筑成一个精神的世界,而这个精神世界就存在于人脑之中,这个观点已成为哲学界与科学界的共识。人脑中的这个精神世界究竟有多大?计算机科学的奠基人冯•诺依曼曾在《计算机和人脑》一书中作过计算,一个人大脑的信息存储量可达2.8×1020比特;还有人作过更为形象的估算,一个人大脑的信息存储量可以相当于三、四个美国国会图书馆的藏书量,可见人脑中的这个精神世界实在是博大而又浩瀚!然而人类大脑皮层的体积只不过600立方厘米左右,人脑的体积也不过1400~1500立方厘米左右,那么这个博大浩瀚的精神世界究竟存在于脑的什么地方呢?小小的人脑如何容纳下这个博大浩瀚的精神世界呢?千百年来这个问题一直是一个难解的谜,虽然也有一些神学家与哲学家对这一问题进行过一些猜测与假设,但是这些猜测与假设大多缺乏科学依据,难以令人信服。作者对这一问题潜心研究数十年,试图从神经生理学与细胞生物学的角度对这一问题作出更具体、更准确的解释。

  

  1 人脑中存在非物质的精神世界吗

  

  古往今来,在宗教界、哲学界与科学界都有一种传统观念广为流行,这种观念认为精神看不见、摸不着、缥缈虚空、变幻莫测,是一种极其神秘的东西,他们认为精神的本质就是虚无缥缈的灵魂、“幽灵”或“非物质实体”。由于传统观念认为精神的本质是非物质的,而非物质的精神与物质的大脑难以融合,于是他们就猜想在人脑中一定存在着一条“鸿沟”,这条“鸿沟”把人脑分裂为两个脑——“物质脑”与“精神脑”,把人脑分裂为两个世界——物质世界与精神世界。他们还认为人脑中的这个精神世界不仅是非物质的,而且是与物质世界截然不同并且互相对立的。直到21世纪的今天,这种观念依然在哲学及科学领域中具有很大的影响。

  早在远古时代,原始人类就把精神想象成为一种存在于肉体之外的、神秘的灵魂。而神学家们则进一步认为灵魂是一种超自然、超物质的东西,认为在我们的物质世界之外还存在着一个超自然、超物质的灵魂世界。在哲学领域这种观念也很盛行,西方哲学史上最具影响的大哲学家柏拉图就认为,存在着两个世界——现实世界与“理念世界”,并且认为“理念世界”是现实世界的本质,现实世界只不过是“理念世界”的影子。法国哲学家、科学家笛卡儿认为,精神是“机器中的幽灵”,“幽灵”与肉体彼此独立存在,它们在脑中通过松果体相互作用,也就是说在脑中存在着一个由物质实体构成的物质世界与另一个由精神实体构成的精神世界,而松果体则是两个世界联系的桥梁。英国著名神经生理学家艾克尔斯也认为精神和脑是两个独立的实体,认为大脑右半球只是一种动物脑,左半球才是联络脑,而联络脑才是接通人脑与精神或意识的桥梁。科学哲学家波普认为存在着“三个世界”,“世界1”包括所有的物质世界(大脑也在内),“世界2”包括人的精神世界,“世界3”包括人的社会、语言、科学、文化等活动。

  人脑中存在着一个非物质的精神世界,从原始人类开始一直到21世纪的今天,这种观点一直广为流传。然而这个非物质的精神世界究竟存在于脑的什么地方呢?古希腊的一位大主教诺曼修斯曾提出,灵魂就贮藏在脑室之中。哲学家阿尔伯托斯•马克诺斯在《哲学》一书中也认为,人的感觉、想象与记忆存在于三个“心灵小室”(即脑室)之中[1]。但是随着科学的发展,我们对脑进行解剖后却发现,脑室中贮藏的并不是灵魂,也不是感觉、想象与记忆,而是脑脊液,它仅仅具有营养与代谢调节作用。而松果体也仅仅是一个内分泌腺,它的功能与机体代谢有一定关系,具有抑制性早熟作用,并非如笛卡儿所说是精神世界与物质世界联系的桥梁。打开人脑,我们看到的是大脑、间脑、脑干和小脑;通过解剖,我们还可以看到大脑的灰质、白质与大量的神经细胞、神经胶质细胞以及神经纤维,然而我们找遍人脑也找不到那个非物质的精神世界。科学技术的发展已使人类的观测技术达到了十分高超的地步,在微观世界,我们可以观测到分子、原子、电子、光子、轻子和介子等等十分微小的基本粒子;在生物体,我们可以观测到细胞、蛋白质、氨基酸小分子以及DNA、RNA等等,可是为什么我们却一直找不到脑中的那个精神世界呢?虽然柏拉图、笛卡儿、艾尔克斯与波普等人都认为,存在着一个非物质的精神世界,可是他们也说不清这个非物质的精神世界究竟在哪里!科学发展的经验告诉我们,如果一种东西的存在本质上永远超越经验,不能为任何经验所把握,那极可能是因为它根本就不存在。非物质的精神世界就是如此,它极可能只是一些神学家、哲学家与科学家们的想象或虚构,实际上根本就不存在。

  

  2 存储精神的微型仓库——胞体

  

  精神是人脑的产物,精神一定存在于人脑之中,只要我们能找到精神存储的寓所,我们就有希望找到精神世界。那么精神究竟存储在哪里呢?首先让我们来看一个实验,这个实验就是加拿大蒙特利尔神经学研究所的彭菲尔德所作的记忆引出实验。实验采用很小的电极刺激脑的某一点就可以引出被测人的记忆,这些回忆很生动、详细,而且视觉、听觉及嗅觉等全都出现并结合起来,被测人好像又生活在以前的地方,但只要把电极移动1毫米就会引起完全不同的回忆[2]。实验所引出的回忆就是被记忆的精神,彭菲尔德的实验证明了精神就存在于脑组织之中。

  精神存在于脑组织之中,然而它又具体存在于脑组织的什么地方呢?作者对这一问题曾进行了数十年的探索,作者的结论是:

  精神就存储在大脑神经元的胞体之中,胞体是存储精神的微型仓库。

  我们知道构成脑的最小单位是神经细胞,神经科学家们把这些神经细胞称为“神经元”。神经元是一个形状怪异的细胞,它的身上长满了刺,还拖着一条长长的尾巴。它身上的刺叫“树突”,具有接受信息的功能,而长长的尾巴就是“轴突”,具有输出信息的功能。所有的神经元都有一个粗短隆起的主体——“胞体”,胞体一词来源于希腊语“身体”,原意是指细胞的身体。胞体的外层是细胞膜,中央是细胞核,细胞膜与细胞核中间的部分是细胞质。大多数神经元胞体的中央都有一个大而圆的胞核,核膜明显,染色质少,有一个或多个核仁,核仁主要是由DNA-蛋白质与RNA—蛋白质组成,DNA及RNA是合成蛋白质的蓝图与密码。细胞质中又包含细胞基质与多种细胞器,细胞基质是一种胶状物质,其体积约占细胞质的一半,细胞与环境,细胞质与细胞核,以及细胞器之间的物质运输、能量交换、信息传递等都要通过细胞基质来完成,很多重要的中间代谢反应也在细胞基质中进行,所以细胞基质是细胞的重要结构成分。在细胞质中还有多种重要的细胞器如粗面内质网、核糖核蛋白体、高尔基器、线粒体及溶酶体等,粗面内质网、核糖核蛋白体等细胞器是合成蛋白质的重要“机器与设备”,所以在胞体内能够合成蛋白质及其它化学物质。胞体不仅是神经元的“身体”,而且是神经元的结构与功能中心。

  我们为什么说胞体就是存储精神的微型仓库呢?

  (1)胞体是精神的诞生地。神经生理学的大量研究都证明,长时记忆的形成需要有新的蛋白质分子合成[3]。长时记忆为什么需要有新的蛋白质分子合成呢?作者在“精神的本质是分子”[4]一文中曾作过论述,作者认为这种特定的蛋白质分子其实就是脑所产生的精神分子,而精神正是以精神分子的方式存在于脑中。胞体中含有合成精神分子的各种“机器与设备”,精神分子极有可能就是在胞体中合成的,所以我们说胞体就是精神的诞生地。

  (2)胞体是存储精神的最佳结构。胞体是神经元的结构与功能中心,它具备存储精神的生理基础。胞体的细胞质中含有各种重要的细胞器,当新的蛋白质分子也就是精神分子合成之后,可以在胞体内加工、修饰、包装,然后存储起来。其次,胞体的外层是细胞膜,它不仅可以把细胞外的信息传入胞体,而且可以对进入胞体的信息进行过滤,这种过滤功能可以起到了保护胞体内精神信息的作用。再次,胞体内充满了细胞基质,微观环境比较稳定,可以防止精神蛋白变性,防止其携带的信息密码丢失,有利于精神的长期保存。

  (3)胞体是神经元的信息中心,有利于精神信息的提取,有利于脑的思维活动。在大脑的思维过程中,常常需要提取原来存储的精神信息,由于大脑的思维是一个转瞬即逝的过程,所以这种信息的提取必须方便而又快捷。由于胞体是神经元的信息中心,它可以通过树突、突触及胞膜迅速地接受信息,又可以通过轴突快速地传出信息,所以精神信息在胞体中的提取十分方便快捷,这对脑的思维活动极其有利。由于胞体是精神的诞生地,是存储精神的最佳结构,是神经元的信息中心,所以我们说它是存储精神的微型仓库。

  在既往的研究中,有不少学者对神经元的重要性缺乏足够的认识,他们认为神经元只不过是一个微不足道的“电子管”或“转输器”,认为神经元只不过是一群无关紧要的细胞。作者认为神经元并不如人们所想象的那么无关紧要,事实上神经元在大脑的活动中扮演着主角;作者认为神经元是一个全能细胞,一个神经元其实就是一个“微型脑”,它不仅具有一定的信息整合与处理功能,而且具有一定的信息存储即记忆功能。由于大脑神经元胞体的结构与功能特征,所以作者认为胞体极有可能是一个微型记忆结构,彭菲尔德实验中所引出的记忆极有可能就存储在大脑神经元的胞体之中。

  胞体是一个微型仓库,而精神又是如何存储到这个“仓库”中的呢?这个问题又涉及到精神的本质与存在方式问题,如果精神真如传统观念所说是一种虚无缥缈的东西,那它也就很难存储到神经元的胞体之中。事实上传统观念对精神本质的认识是没有根据的,作者在《精神的本质是分子》一文中,曾对精神的本质与存在方式进行过专门探讨,作者认为精神的本质并不是虚无缥缈的灵魂、“幽灵”或“非物质实体”,精神在本质上是客观实在的分子,我们把这种分子称之为“精神分子”,而这种“精神分子”就是大脑神经元所合成的氨基酸序列及蛋白质分子[5]。“精神分子”是脑的产物,它就合成于大脑神经元的胞体之中。“精神分子”产生之后,在胞体中经过加工、修饰、包装、存储等过程而被记忆下来,人脑中所形成的精神正是以分子的方式存储于神经元胞体之中。

  我们所探讨的精神存储寓所问题,在脑科学中被称之为记忆定位问题,记忆定位问题一直是哲学与脑科学关注的热点问题。在既往的研究中,有不少神经生理学家认为在人脑中存在着专门的记忆中枢如海马等,作者认为海马虽然在记忆中发挥着重要作用,但海马并非是唯一的记忆结构,因为海马的体积很小,它不可能容纳脑内浩若烟海的精神产物。近年来又有不少神经生理学家根据突触的可塑性改变以及“突触强化”、“长时程强化”(LTP)等现象,认为突触可能是记忆的神经基础,这就是说脑中的精神有可能存储于突触之中。作者认为突触只不过是神经元的信号转换装置,它的作用就是把神经元发出的电信号转换为分子信号,突触就像神经元的一个“电话话筒”。突触只是神经元的一个附属结构,并非是神经元的主体,在记忆活动中突触的变化只是神经元变化的一个局部反映,是一种次变化,所以突触不可能是记忆的神经基础。由于胞体是神经元的主体,根本的变化就发生在神经元的胞体之中,所以作者认为记忆是神经元的普遍功能,记忆定位于神经元胞体。

  

  3 精神世界就在大脑神经元的胞体之中

  

  一个神经元的胞体直径大约5~100微米,十分微小,一个胞体的信息存储量是有限的,但是人的大脑皮层中神经元的数目多达140亿,这个数目是整个地球居民数的几倍,多如银河系的繁星。140亿个神经元就意味着人脑中存在着140亿个胞体,虽然一个胞体的信息存储量是有限的,但140亿个胞体的信息存储量就是一个天文数字了。而且人脑中的神经元并不是孤立存在的,(点击此处阅读下一页)

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