生命的秘密(五):感觉——与客观世界握手

作者: 王立铭

来源: 知识分子

发布日期: 2016-04-21

本文探讨了智慧与外部客观世界的连接,特别是通过视觉这一感官能力,揭示了大脑如何从简单的光信号中整理出复杂的视觉信息。文章还讨论了其他生物可能利用人类无法感知的信息,以及自然界存在的任何能量形式都可能被生命所利用的可能性。

那些探寻外星生命的好奇者们,你们是否想过智慧究竟是一种什么东西?智慧又是如何与外部的客观世界发生连接的呢?我们已经知道,人类智慧的秘密都蕴藏于大脑,那也是我们真正感知周围世界的神奇之所。

很难想象人类未来接触到的外星生命会是什么样子,也很难相信所有的外星生命都会千人一面、充满相似。但是可以推测,第一个来到地球的外星生命,一定是智慧高度发达,而且其智慧水平应该远在地球人之上,这样他们才能够远渡星海、从天而降。

尽管绝大多数科学家和稍具科学知识的公众都同意人类智慧的秘密——包括我们的喜怒哀乐、我们对这个世界的所有认识、我们的回忆、我们的全部思考和自由意志——都来自我们那颗在地球生物圈里独一无二的脑袋,但是我们并不十分清楚这颗论尺寸在自然界毫不惊人的脑袋是怎么样决定我们的智慧。

但是这并不意味着我们对大脑如何工作一无所知。实际上,过去百年以来,人类正在用惊人的速度理解大脑的奥秘。在今天的故事里,我想尝试着用地球人类最重要的感官能力——视觉,来讲讲这里面有趣的科学故事。

视觉是我们与外部世界互动最重要的通道:日常生活里我们有超过90%的信息是通过眼睛获得的。但我们到底是怎么看到东西的呢?

视觉的发现揭示了人眼感光的原理。但是我们必须声明,感受到“光”,距离真的“看见东西”还相差甚远。草履虫这样的单细胞生物也同样具有感光能力,而如果仅能感知光,充其量能帮助生物确定光源的位置和距离,这点信息量对于希望探索大千世界的智慧生命来说就差得太远了!我们不光需要看到光,我们还需要看清猎物的多少、天敌的远近、前进的道路,和电脑屏幕上的文字呢。

休伯和威瑟的发现,第一次揭示了我们的大脑是如何从简单的光信号中整理出复杂的、有意义的视觉信息的。而基于这个简单的原理,我们可以展开无穷无尽的想象和推理:既然视网膜上的光点信号汇合一次,就能产生关于方向的信息,那么方向的信息汇合一次,应该就能产生形状的信息;形状再叠加色彩,就能形成我们对五彩世界的基本感知;要是两个眼球看到的东西稍有不同,叠加起来又能告诉我们物体的远近。

这样的话,仅仅能够感受光点的视网膜细胞,最终可以在大脑中构造出充满各种细节的丰富视觉世界来。更重要的是,这种信号处理其实并不神秘,仅仅需要简单信息之间的叠加或者抑制就可以了!

而我们同样可以猜测,那些人体无法利用的信息,也许能够被其他生物体所利用,产生人类完全无法想象的美妙感知。这样的例子即便在地球生物圈里也并不罕见。

我们知道很多动物可以听到看到在人类感觉系统能力之外的信号,例如人耳能够采集到振动频率在20到2万赫兹的声音,而蝙蝠可以听到频率达到十几万赫兹的超声波,蝙蝠的听觉世界一定比我们嘈杂得多。也例如人的眼睛能够识别三种基本颜色(红、绿、紫),这些色彩的组合构成了我们能看到的五彩斑斓的视觉世界。而蝴蝶能够感知五种不同的颜色,它们看到的世界一定是不可言说的丰富和美妙。

有些生物甚至还发展出了人类无法想象的感觉。例如蜜蜂、蚂蚁和鸽子都能够检测到极其微弱的地球磁场方向,并且利用地磁场来引导它们的行动。有些鱼类能够产生和感受到周围电场的微弱变化,并利用这些信号来搜索和捕食……

我们甚至可以大胆猜测,自然界存在的任何能量形式,都有可能被生命所捕捉和利用,从而在他们的大脑中构造出丰富丰满的客观世界!

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