用軟件編程的話說，進化很像麵向對象的語言，就像一個看起來功能很龐大的類，但是他有一個無限長的繼承關係，每一層的類就隻有一兩處修改。
人類的大腦如果直接去觀察，可以顯著的將其分為三個層次，分別是：爬行動物腦、古動物腦、哺乳動物腦。
爬行動物腦主要包括腦幹與小腦，控製著原始的欲望與本能。
古動物腦是大腦的中間部分，又被稱為邊緣係統或者是間腦，主要掌管激素的調節，也包括情緒。在解刨學中包括丘腦、海馬、杏仁核等。
哺乳動物腦即為端腦，又被稱為新皮層。
大腦的三層結構
大腦一個形象的比喻
進化就像修補匠，從最初的爬行動物腦，逐漸開始改吧改吧，最終又發展出了新的部分--古動物腦。之後的改吧改吧，誕生的是新皮層。所以，人類一直拖著數億年的進化成果在前行，每個人都無法逃離自己的原始欲望與本能。
對於新皮層來說，它包含了人類最崇高，理性的部分，比如理想、記憶、邏輯、情感。
對於古動物腦與爬行動物腦來說，它包含了人類最野性的部分，比如欲望、條件反射、本能、情緒。
注意這裏我將情感與情緒分開進行描述，在後麵的章節裏我會進一步進行說明。
人類正式因為有了發達的新皮層，才開始誕生出現在的道德情操。同時人類也注定一生都要進行新腦與舊腦的對抗。
舉個例子，當你在計劃減肥的時候，你的舊腦會不斷的告訴你，你很餓，你需要食物。你的新腦則在告訴你，如果你吃了，減肥計劃就要泡湯了。你需要一個強大的新腦才能克服舊腦，最終完成減肥的計劃。
再舉個例子，當你看到一個美女，你的原始欲望讓你忍不住想去勾搭，想去與她發生點什麽。正是你的新腦知道法律，知道你做了什麽就會受到社會的製裁，也知道做什麽事符合當前社會的基本道德標準，所以你能控製住自己不去幹這些違反道德和法律的事情。而罪犯則是因為沒有一個足夠強大的新腦。
最後一個例子，當邱少雲與黃繼光在麵對烈火與子彈時，舊腦一定會告訴他們，這很疼、會死！不要衝上去！火很痛苦！趕緊打個滾！ 但是他們的新腦，因為有了更加宏偉的目標，超越個人生死的目標。他們知道戰鬥的勝利全都係在自己身上，所以這更崇高的目標壓製住了自己的舊腦。
戰鬥英雄，黃繼光與邱少雲
所以多麽奇怪啊，如果大自然是一個發明家的話，就一定不會做出這種奇怪的設計，還需要人們不斷的自我鬥爭。正是因為大自然是一個修補匠，人類才會無法擺脫自己的宿命。但是如果我們要創造一個具有意識的機器人，我們完全可以當一個發明家，讓機器人不要再重蹈人類的覆轍。
第三節 人類對意識的探索
早在1637年，笛卡爾就在《方法論》中開始討論什麽是意識。笛卡爾給出了一個笛卡爾劇場模型用來解釋人類的意識。說到笛卡爾，很多愛好哲學的讀者應該會很熟悉，因為正是笛卡爾經典名言“我思，故我在”徹底解決了關於自我是否是虛幻存在的問題。但是他的劇場模型，現在開來算是漏洞百出。
我思，故我在
這個模型可以這麽解釋，在人類的大腦中，還有一個小人，這個小人麵前可以看到眼睛傳來的圖像，可以聽到耳朵傳來的信息，他可以綜合人體傳來的所有感覺，並且做出思考，給出判斷，指導人的行為。
劇場模型
這個模型當然漏洞非常明顯，因為腦中小人的腦中可能還有一個小人，這樣就會無限遞歸套娃，無法收斂。不過在當時，其實也代表了一個主流的想法：身心二元論。言下之意既是腦中藏有靈魂，身體隻是軀殼。人類由靈魂和物質兩者構成。我記得之前還有一個都市傳說，人的靈魂重21克，藏在鬆果體中，當人類死亡的時候，體重會減輕21克，因為人的靈魂會脫離人體。
從現在的認知來看這個都市傳說實屬無稽之談，鬆果體也被證明是一個分泌褪黑素，調製晝夜節律的地方，如果切掉人也能活。
隨著機械的發展，很多人開始攻擊笛卡爾的劇場模型。其中最具代表的是托馬斯 霍布斯，他認為人腦的運行類似於一個機器。
也許你不認識霍布斯，但是你應該聽說過他寫的《利維坦》
雖然說大腦就像機械的比喻，犯了機械唯物主義的錯誤，但起碼要比身心二元論靠譜一點。
到了18世紀，本世紀最重要的哲學家之一，大衛 休謨提出了更接近現代理論的思想，他提出：心智就像一個劇院，知覺輪番登場，以無數種姿態和方式交互。休謨的這個想法幾乎已經是經驗主義的巔峰了，每個人都應該會有體會，身體各處的感覺都在無時無刻的通知給大腦，大腦隻是選擇性的注意其中的某一部分。
大衛 休謨
到了19世紀，一個更新穎的思想誕生了，並且跟我們上一章節關於爬行動物腦產生了夢幻聯動。
叔本華在他的代表作《作為意誌和表象的世界》一書中，提到了這麽個理論：人類的智力隻是一個工具，它服務於人類的意誌，是意誌的奴隸。這裏的意誌指的是人類的欲望，包括求生欲、繁殖欲。我們自己感覺到自己擁有的自我意誌實際是虛妄的，在除開我們能感受到的意識外，充大腦中斥著我們的原始意誌推動的潛意識海洋。
叔本華的這個理論其實本質就是舊腦與新腦的衝突。舊腦代表的就是原始意誌，一定程度上確實奴役著新腦。但凡是不能太絕對，這兩個腦子有可能不是狼狽為奸，而是一個相得益彰的關係，這主要取決於是誰擁有這個腦子。我們還是擁有成為一個好人還是壞人的自由意誌的（當然也不一定）。
叔本華，關於他的風流韻事非常多，這可能也是一種屈服於意誌本能的表現
上文說了很多哲學家的探索，不過是時候結束形而上學的思辨了。形而上學代表著已經脫離事實本身的更抽象層次的思考，它本質不壞，隻是可惜沒有事實依據進行證明，隻能靠邏輯推理與經驗歸納。如果形而上學的方向對了，將會對整個科學體係進行一個大方向的指引，如果方向錯了就很糟糕。
骨灰級心理醫生西格蒙德 佛洛依德首先開始了心理學實驗，對意識進行探索。佛洛依德最大的成就是提出了潛意識的概念，這個概念最終被證明是正確的。
在他的理論中，意識分為三層：第一層 意識，所有能察覺的活動。第二層 前意識，可以被意識提取的記憶。第三層 潛意識，無法被意識覺察的感受、衝動、記憶和想法。他認為人類的潛意識占了意識本身的絕大多數。並且建立了一套以夢境對心理學進行分析的理論。在《少女杜拉的日記》一書中，佛洛依德通過研究杜拉的夢境，和杜拉心理疾病本身進行對比觀測，給出了大量夢境與心理疾病的推理。《夢的解析》一書更是將夢境研究寫到了極致。不過非常遺憾的是，研究夢境本身隻是一些心理疾病的側麵表征，沒有完全的正相關關係，建議大家不用浪費時間去研究，除非好奇。
西格蒙德 佛洛依德
他的這本奇書被後人狂噴
到了現代，實用主義、證偽主義、科學精神的遍地開花讓人類探索意識走上了康莊大道。其中比較重要的一個裏程碑是1981年諾貝爾生理學獎得主斯佩裏提出的意識湧現論。他提出：意識是無意識物質達到一定複雜程度後湧現的性質。這是首次人們官方的探討複雜科學與意識的關係。
如果讀者還記得我們在第一章探討的複雜中湧現秩序的理論，現在應該會明白我為什麽要鋪墊那麽大的篇幅了。因為複雜度高湧現新的秩序幾乎已經是一個物理定律，這裏為什麽用幾乎，就是指雖然有大量的事實證明，但是沒有個具體的完美理論。
斯佩裏
不過雖然大量科學家開始啟動意識研究，哲學家，心理學家等還是你方唱罷我方登場，無休無止的邏輯推論，形而上學的扯皮仍然充斥在學術探討中。心理學家研究心理問題，神經學家研究神經，計算機學家研究算法，大家幾乎處於各自為戰的狀態。
這時的大腦科學界幾乎是一團亂麻。不過實時造英雄，亂的時候必然會有人站出來一統江湖。而這個人大家一定都聽說過，就是發現DNA雙螺旋結構的弗朗西斯·克裏克。
克裏克：我不僅發現了遺傳物質，我還要搞清楚大腦
可以試想一下，如果把一個顯微鏡交給一個十八世紀的科學家，然後再給他一台電腦。現在讓這個科學家通過操作計算機和拿顯微鏡看芯片上的電路，來解釋清楚電腦是怎麽工作的。十有八九這個科學家，或者這批科學家會在芯片的溝道裏打轉個一百年沒有結果。
如果想了解一台計算機工作原理，不僅要知道芯片的電路，還要知道門電路，知道cpu，內存等架構，知道匯編語言，知道編程語言，知道操作係統才有可能理解電腦是怎麽跑起來的。這就像研究大腦科學家，如果隻局限與自己的小圈子裏，一定會像個沒頭蒼蠅一樣亂轉。
克裏克的英雄之處就在於統一了整個大腦科學界，他認識到想搞清楚大腦，每個人都得懂神經學，懂心理學，懂計算機，懂生物學，隻有這樣才有希望破解大腦之謎。同時他也給整個學界指明了一個眼下的目標：尋找意識的神經相關物或許能為意識理論帶來巨大突破。
當複雜度超過一定程度，就會誕生一個新的學科，而這個新的學科是上一層次的統計學。
第三節 大腦的神經學基礎
在最開始，我們必須先進行一些簡單的科普，以保證後麵更加順暢的閱讀。
大腦的構成
還記得上一章所說的，大腦基本由三部分組成：爬行動物腦、古哺乳動物腦和新腦。
其中爬行動物腦是由腦幹與小腦構成。古哺乳動物腦，又稱邊緣係統，由間腦與端腦的扣帶回部分構成。新腦則被稱為端腦。
其中腦幹掌握了生命的基本控製：腸胃、心跳這些凡是你控製不了的都是腦幹在處理。甚至可以將腦幹理解成預先編程的程序也不是不可以。
小腦掌握了人體的一些精細運動，手越巧，或者擅長舞蹈的人通常小腦都很發達。
邊緣係統的構成
間腦則基本都是丘腦構成，主要掌管內分泌，除了丘腦還有大量的神經核團都聚集在間腦中，包括鬆果體、杏仁核等，還有一個非常重要的組成部分-海馬體。邊緣係統掌管了情緒。
對於端腦來說，大家需要知道大腦根據解刨學被分成了四個大區：額頭的額葉，天靈蓋的頂葉，後腦勺的枕葉與太陽穴的顳葉。
端腦的四個葉
大腦實際上是一層大約2.5mm厚的皮層，如果把它展平了，就像一張桌布。我們能看到大腦裏許多溝溝壑壑，實際上可以理解為將這團布揉成一坨。所以就出現了很多褶皺。
老鼠，猴子與人類的大腦。
上圖中分別是老鼠、猴子和人類的大腦，可以看出老鼠的大腦非常平坦，幾乎沒有褶皺；猴子的大腦則出現了少量褶皺，這就是因為人類大腦皮層麵積和頭的比例非常懸殊，所以褶皺會更多。我們人類的女性為什麽胯部會比其他動物寬很多，就是因為人類嬰兒的頭實在是太大了，但是更大的頭帶來更大的皮層，又讓人類得到了生存優勢，所以人類嬰兒的頭和人類女性的胯部就開始互相卷了起來，最終便成了現在這樣。
某個網紅
人類不但皮層麵積大，就連神經元密度也是最高的，人類對單位麵積的皮層利用率可以說已經到了極致，平均密度是大鼠的七倍。
人體的神經係統是一個很大的係統，大腦隻是這個係統的一個終端。人類雖然具有意識，但是千萬別覺得其他髒器是為了意識服務的，意識隻是大腦複雜度達到某個程度後湧現出來的副產物，大腦是為整個身體服務的一個髒器。
整個神經係統
大腦的每個部位基本都掌管了各自的功能，並與軀體有一定的映射關係。其中最為出名的就是枕葉，也就是後腦勺，與視覺中樞的映射。為什麽人腦後遭到撞擊會眼毛金星就與此相關。
大腦的軀體映射
而位於天靈蓋的中央溝靠再靠額頭的部分則是軀體運動中樞。如果我們沿大腦頂部向下從太陽穴橫切，則可以得到一個切麵，這個切麵基本完整映射了身體肌肉的映射。
軀體運動中樞的映射關係
軀體映射中樞的麵積與映射的肌肉大小毫無關係，可以從上圖看出整個人的身體到腿隻占了很小的麵積，而手腳這種肌肉關節數量較多的地方，則占了更大的比重。對於五官這種超精細感官來說，則占了更大的麵積。所以我們可以得出一個結論，大腦皮層的映射麵積與身體部位的神經元數量成正比關係，通俗點來說就是身體哪個部位的神經元更多，所映射的大腦皮層麵積就更大。
上過高中生物的讀者應該都學過神經元的一個基本結構，每個神經元上都有大量的突觸。突觸大概分兩種，第一種是軸突，它又粗又長，並且每個神經元隻有一根。軸突包裹著髓鞘，髓鞘是一層脂肪層，起絕緣作用，他會讓軸突上的電流跑的更快，一般說來越聰明的人髓鞘保護的越好。懷孕的女性與嬰兒會常吃DHA，實際上DHA的作用就有促進髓鞘的發育，補充DHA幫助寶寶變聰明是有很強的科學依據的。第二種是樹突，樹突很短隻能連接附近的神經元，但是樹突非常的多，大概有2000-10000個。神經元之間就是靠樹突的連接構成神經元網絡。
一個基本的神經元
如果對大腦進行一個橫切，在切麵上會觀察到兩種不同顏色的組織，一種被稱為灰質，另一種被稱為白質。灰質基本由神經元構成，而白質則由軸突構成。下圖可以看到白質麵積相當大，一根軸突可能會橫跨大腦的左端到右端，非常的長。
灰質與白質
大腦就像一顆核桃，也分為左腦與右腦，各自掌管不同的功能。左右腦之間靠一個叫胼胝體的組織連接在一起，胼胝體幾乎全部都是軸突，提供著左右腦神經元的通信服務。
胼胝體
第四節 意識的分布式架構
被稱為現代認知神經科學之父的邁克爾 加紮尼加給一個叫Jekins的病人做過一個胼胝體切斷手術，用來治療Jekins的癲癇。
最強大腦上Doctor魏與他的偶像加紮尼加
邁克爾加紮尼加將Jekins的手術記錄寫成了一本書《雙腦記》。Jekins在切斷胼胝體後，大腦中左腦右腦產生了兩股意識。他可以同時左手和右手幹不同的事情，甚至左手和右手會相互打架。不過由於語言靠左腦掌握，因此Jekins的嘴完全被左腦霸占了，右腦沒有機會給自己發聲，因此在對話中Jekin是表現的還是同一個人格。
Jekins的遭遇讓人們發現意識實際是分布式的，大腦裏沒有一個專門負責意識的結構。曾經有人把大腦比作一個“魔法織布機”，即一個非常精巧的機器，任何一個元器件損壞，大腦就會出現故障。
實際上，大腦不但不是魔法織布機，還是一個各自獨立的模塊集合體。這些模塊高內聚/低耦合的特性，使模塊互相幾乎沒有影響。如果我們把大腦新皮層用勺子挖掉一塊，那這個人大概率還是能正常生活，隻不過被挖掉的那一塊會失去對應的功能。
我們經常會在書中或某個科普視頻裏看到大腦新皮層功能分區的介紹，新皮層每個位置都有其對應各自功能，看起來好像新皮層天生就有這些分區似的。
事實上新皮層從來沒有什麽天生的功能，每個區域也沒有任何比其他區域特殊的地方，新皮層本質就是一整塊布，把布揉成一團，才形成了大腦的溝溝壑壑。我們平時看到的大腦分區圖隻是一個非常粗糙簡化的模型，幾乎放在每個人身上都有大量的誤差。
粗糙的大腦分區
新皮層具有非常強的適應性，所有的新皮層工作原理本質上都是一樣的。假設一個人的眼睛瞎了，那他腦中大量的視覺中樞就會像廢物一樣存在這個人腦中。不過人體非常智能，從來不會浪費，隨著時間的變化這些閑置的神經中樞會逐漸讓位給其他感官，例如聽覺、嗅覺。經過不斷訓練，聽覺、嗅覺占用的大腦區域越來越大，他們的相應感官也會變得越來越靈敏，遠遠超過正常人。日本曾經有個電影《座頭市》，講述的就是盲劍客座頭市靠聽力成為一代大俠的故事。
日本著名電影《座頭市》中的盲劍客 座頭市
美國的Wicab公司發明了一個舌頭攝像機，其工作原理就是將一個太陽鏡上嵌入一顆攝像頭，攝像頭的一端連接到一個壓力板，這個壓力板上有一個壓力元件矩陣，會將攝像頭每個像素的灰度值轉化成每個壓力元件上的壓力。盲人可以將這個壓力板含到嘴裏。經過一定時間的訓練後，盲人則聲稱他用舌頭看到了圖像，他們能夠大致看出人影，運動的車輛。也就是說，舌頭對應的腦區經過學習學會了通過壓力看圖像，這也說明不光是視覺的腦區會看圖像，隻要經過訓練，其他的腦區也有能力看圖像。
舌頭攝像機
舌頭攝像機
還有一些科學家把剛出生雪貂的視神經連接到本應連接聽覺的腦區，隨著雪貂的長大，這隻雪貂表現得與其他雪貂並無半點不同，捕獵、玩耍等需要視覺深度參與的功能也非常正常。
可愛的雪貂
還有一些被截肢的病人，經常會抱怨他們已經完全不存在的肢體非常的疼痛，這種現象也被叫做幻肢。有的病人整個腿都被截掉了，如果他們感受到的是自己截肢麵疼還好理解，但他們也許會抱怨自己的腳痛，腳趾痛。
隨著科學研究的進展，科學家逐漸找到了幻肢痛的的根本原因。對於軀體映射中樞，腿腳隔壁的腦區，比如屁股的腦區會逐漸開始擴大，然後入侵原來屬於腿腳的腦區。而在這個入侵的過程中可能會不斷誤觸發原來的痛覺神經，最終導致病人產生腿腳疼痛的幻覺。
幻肢痛
第五節 大腦的工作模式
呂秀才的自我本我論
潛意識之父 西格蒙德 佛洛依德 在《自我與本我》一書中對人的意識進行了三個層次的劃分，分別是自我、本我與超我。雖然說佛洛依德的理論在21世紀有點過時，不過我總覺得他的三個我劃分非常精煉的解釋了意識與潛意識的關係。
在佛洛依德的理論中，每個人都對自己立了一個人設，這個人設是對外表現出來的，也是別人認知的你，這個對外呈現的你就是超我。比如粉絲們喜歡愛豆，一般說來都是愛豆對外表現的超我；在談戀愛的初期，戀人之間也是互相喜歡對方的超我。大家對自己的定位也會按照自己的超我形象來對自己進行定位，很多普信人就是對自己的超我有一些誤解。
而你在獨處時，失去了偶像包袱的時候到底是什麽樣，隻有你自己清楚，你可能會懶得收拾自己的形象，去健身房隻是為了在朋友圈發照片，你知道自己到底幾斤幾兩。這個你所認知的你便是自我。
而本我是你自己也不知道的你，是你的潛意識。人類所能察覺到的意識隻占所有意識的相當少的部分，隻是冰山浮在水麵上的部分，在水下大量的潛意識無從得知。潛意識會在夢境中的隨機事件，在你自言自語的時候，在你一邊打電話一邊開車的時候啟動。
現代大腦研究對大腦的工作模式基本已經可以科學解釋意識與潛意識的產生機理。這就需要從大腦的網絡模式說起。
佛洛依德 《自我與本我》
中央執行網絡（CEN）
中央執行網絡
我們在思考，學習，聚焦注意力在某一個任務的時候，大腦都會自動切換到中央執行網絡工作模式下。而我們的推理中心，大腦的前額葉，在中央執行網絡中扮演最重要的角色；前額葉是人類理性發展的極致代表，每當我們學習新鮮事物的時候，或者對付新場景時，前額葉就會忙碌起來。不過前額葉非常耗能，所以我們學習時間舊了就會感到疲憊，不過大腦和肌肉很像，越用越強，通常學習能力強的人更具備連續學習不疲勞的能力，就像馬拉鬆選手一樣不知疲倦。
人類的推理中心
所有新事物都可以通過前額葉去理解，拆解並且再調用其他腦區配合完成。比如一個樂手試著新學一個曲子時，前額葉會推理拆解這個樂譜，並且將樂譜中的旋律映射到自己的手指肌肉上，就可以試著將新樂曲演奏出來。前額葉的效率非常低，推演速度很慢，因此剛學的時候難免會出現很多錯誤和失敗，經過不斷的練習，手指對應的腦區將會形成肌肉記憶。如果這個樂手已經非常熟練了，他將繞過前額葉，僅憑借手指腦區就可以彈奏出這段樂曲。這時候樂手就可以試著將自己的注意力集中在喉嚨上，前額葉去指導自己進行唱歌，手指自動會進行伴奏，達到了可以自彈自唱的境界。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>