难道意识也是由原子构成的？│脑Q

1961年，物理学家理查德·费曼在加州理工为本科生开设的物理概论课程上，说了如下的话：

如果未来某天，由于大灾难，人类的知识悉数将被毁，只能有一点点知识留存于后世，那么这些知识就必须用最少的文字传达尽可能多的关于这个宇宙的知识。我认为，原子论——万物由原子构成，原子运动永不停息，相互吸引和排斥——就是这样的知识。

原子论为啥这么有用？这得从古希腊说起。

原子论的萌芽可以追溯到2500年前的古希腊哲学家德谟克利特。尽管他的著作早已不幸失传，但是根据其他哲学家存世著作中的只言片语，德谟克利特认为：万物由原子组成；原子运动永不停息；原子大小各异。

自17世纪科学革命以来，物理学、化学和生物学的研究已经证实的德谟克利特的观点。

但直到不久以前，科学家仍不能确定，人类的意识是否符合也原子论。德谟克利特认为，人类的意识由“火原子”组成，这些原子在人脑中组成了客观世界物体的映像，人类根据这些映像产生了感官和思考能力。

尽管，现代神经生物学已经否定了人脑中存在什么“火原子”，但是令人吃惊的的是——人类的意识的确来自于原子。

让我们从人类的知觉开始这个故事。

知觉，意识的起点

每个多细胞动物都会在神经系统的控制下进行觅食、求偶、避敌和其他活动。它们接收外界环境信息，交由中央神经系统处理，再向肌肉和其他运动组织发出行动指令。

环境刺激分为3类：眼睛接收的可见光、皮肤接收的压力和鼻子接收的空气中小分子。动物需要把来自环境的刺激转化成知觉，这个过程由感觉器官中的传感细胞执行。这些传感细胞把来自环境的连续模拟信号转化为数字离散信号。例如，马蹄蟹的眼睛可以根据明暗，对图像进行简单分割；而人眼视网膜中的类胡萝卜素可以吸收光子，进而产生图像。

其他传感细胞的工作原理类似。存在于皮肤、耳朵、舌头和身体内部的大批传感细胞时刻收集和转发来自环境的信息。高登·谢博德（Gordon Shepherd）编写的教科书《神经生物学》（Neurobiology）详细解释了各种生物传感器官的工作机理。

这些传感细胞的共同点是：从信号的洪流中选取重要的信号。这种信号的选取——也可以说是创造——过程塑造了我们的知觉。这可不像听起来那么容易：想象一下，给你100个颜色相同的球，球的大小差异极小，然后要你从中选出摸个特定的球。这几乎不可能，除非我们能找到这个球的某种其他特点，比如它上面有个小坑而其他球没有。我们的传感细胞也是这样工作的：从环境中选取一小部分重要信息塑造我们的知觉。

知觉是意识的基石，但是仅有知觉提供的映像还不能形成意识。神经系统必须能把映像和特定物体联系起来，还要能支持对这些映像的变形、编辑、组织、记忆和表达，最终形成我们称为“世界”的完整图景。这个过程跟德谟克利特的描述非常类似。

1934年，爱沙尼亚生物学家雅克比·范·埃克斯库尔（Jakob vonUexküll）出版了专著《动物意识世界漫游》（A Stroll Throughthe Worlds of Animals and Men ： A Picture Bookof Invisible Worlds）。他认为，每个动物，哪怕是蜱虫，都能从环境刺激中建立“世界”的图景。蜱虫只能接收3种环境刺激：来自动物汗液的丁酸，蜱虫一闻到丁酸就会知道大餐在附近；振动，蜱虫通过振动知道自己已经落在大餐上；温度，蜱虫的大餐追逐战以喝到温热的血液结束。

蜱虫的神经系统在这3种刺激的海量信号中提取一小部分，转化为数字信号，进而形成世界图景。

当然，蜱虫不可能形成多么复杂的世界图景。不过，在上亿年的进化发展中，动物神经系统变得越来越复杂，信息存储能力和编辑能力越来越强，人类最终获得了如此强大的形成世界图景的能力。

所以，知觉实际上就是神经系统根据环境刺激制造世界图景的过程，而这个过程的起点是不计其数的神经细胞在分子和原子级别上对电信号进行处理获得的结果。因此，德谟克利特提出的“意识来自于原子” 早在2500年前就揭示了意识的本质。

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