人類的智力可能已經(jīng)接近極限，無法進(jìn)化到更高層次了——多種證據(jù)表明，通往更高智力層次的進(jìn)化途徑都已被物理定律堵死。就拿大腦容量來說，容量越大，智力層次也就越高，但大腦容量增大卻有一個(gè)反作用：大腦會(huì)消耗更多的能量，運(yùn)行速度也會(huì)變慢?？茖W(xué)家能否找到突破極限的辦法？
《環(huán)球科學(xué)》雜志刊登了道格拉斯·福克斯這名自由科學(xué)家的文章，講解了我們的大腦智力極限，不過，人類仍可能達(dá)到更高的智力水平，而且借助一些現(xiàn)代技術(shù)，比如寫作和網(wǎng)絡(luò)，我們可以使智力不受身體的限制。
★人類智力已至極限
物理限制 人類的智力可能已經(jīng)接近極限，無法進(jìn)化到更高層次了。各種證據(jù)都表明，大多數(shù)通往更高智力層次的進(jìn)化途徑都已被物理定律堵死。
就拿大腦容量來說，容量越大，智力層次也越高，但大腦容量增大卻有一個(gè)反作用：大腦會(huì)消耗更多的能量，運(yùn)行速度也會(huì)變慢。大腦內(nèi)，更好的神經(jīng)連接也需要消耗能量，不成比例地占據(jù)大腦空間。如果大腦中的神經(jīng)連接變多變細(xì)，就會(huì)碰到熱力學(xué)極限，正如計(jì)算機(jī)芯片上的晶體管所遇到的問題一樣：容易產(chǎn)生“噪音”。
不過，人類仍可能達(dá)到更高的智力水平，而且借助一些現(xiàn)代技術(shù)，比如寫作和網(wǎng)絡(luò)，我們可以使智力不受身體的限制。
大腦越大越聰明？ 從直覺上來看，要使腦力變強(qiáng)，最明顯的方法就是增加大腦容量。事實(shí)上，100 多年來，大腦容量與智力之間的關(guān)系一直是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。19 世紀(jì)末到20 世紀(jì)初，生物學(xué)家花了大量時(shí)間來探索生命體的一些共同特征——與體重，尤其是與大腦容量相關(guān)的、在整個(gè)動(dòng)物界都適用的數(shù)學(xué)定律。
大腦容量增大的一個(gè)好處是，可以容納更多的神經(jīng)元，神經(jīng)元的生長、連接也可以更復(fù)雜。然而，大腦容量的大小并不是決定智力高低的唯一因素：牛的腦體積是老鼠的800 倍，但牛并不見得比老鼠聰明多少。身體越大，大腦反而需要完成更多的瑣碎工作，比如監(jiān)管更多的觸覺神經(jīng)、從更大的視網(wǎng)膜上整合信號(hào)、控制更多的肌纖維等與智力無關(guān)的內(nèi)務(wù)工作。
利弊難題 大腦所需的能量中，相當(dāng)一部分都耗費(fèi)在信息交流網(wǎng)絡(luò)上：人類大腦皮層中，80% 的能量都用于信息交流。不過，隨著腦容量的增大，神經(jīng)間的連接似乎會(huì)在更精細(xì)的結(jié)構(gòu)層次上，遇到更嚴(yán)重的問題。事實(shí)上，早在20 世紀(jì)中葉，當(dāng)生物學(xué)家在收集關(guān)于大腦重量的數(shù)據(jù)時(shí)，他們也在探究一個(gè)更有挑戰(zhàn)性的問題：弄清楚大腦的“設(shè)計(jì)原則”，以及這種原則又是如何在大小各異的大腦上發(fā)揮作用的。
靈長類的優(yōu)勢 有了上面的研究做鋪墊，我們就不難理解，大腦有柚子那么大的牛為何還不如大腦小如藍(lán)莓的老鼠聰明。不過，在大腦模塊的水平上，進(jìn)化也拿出了自己的變通方法。2007 年，美國范德堡大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家喬恩· H · 卡絲和同事對(duì)比了多種靈長類動(dòng)物的腦細(xì)胞形態(tài)，他們偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵特征——一個(gè)可能賦予了人類生存優(yōu)勢的特征。與大多數(shù)哺乳動(dòng)物不同的是，當(dāng)靈長類的大腦變大時(shí)，大腦皮層上的神經(jīng)元大小幾乎不變。因此，盡管在靈長類動(dòng)物中，不同物種的大腦一個(gè)比一個(gè)大，但神經(jīng)元仍然緊密地聚集在一起
★大腦中的物理學(xué) 正如微縮晶體管讓計(jì)算機(jī)變得更加強(qiáng)大一樣，從理論上說，只要神經(jīng)元更小、排列更緊密，大腦是可以變得更強(qiáng)更快的。然而，人類神經(jīng)元可能已經(jīng)達(dá)到(或者接近)物理極限，尤其是神經(jīng)元那長長的“尾巴”——軸突。
神經(jīng)元通過軸突形成網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)神經(jīng)元放電時(shí)，它會(huì)將一個(gè)電信號(hào)沿著軸突傳遞出去，激活其他神經(jīng)元。軸突上的細(xì)胞膜內(nèi)嵌著很多離子通道，當(dāng)通道打開，離子流入神經(jīng)元，就可以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞。當(dāng)有足夠的離子穿過通道，細(xì)胞膜內(nèi)外的電壓會(huì)發(fā)生變化，致使鄰近的離子通道打開，就像引發(fā)了多米諾骨牌效應(yīng)一樣。
纖細(xì)的軸突可以節(jié)省空間和能量。但事實(shí)上，我們的軸突已經(jīng)夠細(xì)了：再細(xì)一點(diǎn)點(diǎn)，都可能會(huì)導(dǎo)致軸突產(chǎn)生過多噪音，也就是說，當(dāng)神經(jīng)元不應(yīng)該放電的時(shí)候，軸突也會(huì)傳遞很多信號(hào)。
★我們可能無法變得更聰明
物理極限 如果神經(jīng)元之間以及腦區(qū)之間的交流真是限制智力發(fā)展的瓶頸，那么朝著小型化方向進(jìn)化的神經(jīng)元(彼此之間會(huì)挨得更緊，交流更快)應(yīng)該會(huì)構(gòu)成一個(gè)更聰明的大腦。同樣，如果軸突通過進(jìn)化，能在更長的距離上，以更快的速度傳遞信息，即使不變粗，也能讓大腦的運(yùn)行變得更高效。但是，有種東西的存在，卻使神經(jīng)元無法變小，軸突的長度也不能超過某個(gè)臨界點(diǎn)?；蛟S，你可以把它稱作“局限之母”：這就是離子通道，神經(jīng)元用來產(chǎn)生電脈沖的那些蛋白質(zhì)，它們天生就不穩(wěn)定。
能否突破極限 在現(xiàn)有構(gòu)建模塊下，我們大腦的復(fù)雜程度是不是已經(jīng)觸碰到物理極限？大腦功能可能受到了一些硬性限制，如同光速受到的限制一樣。我們的大腦中僅能容納這么多神經(jīng)元，神經(jīng)元之間只能建立這么多連接，這些連接每秒鐘所能承載的電信號(hào)也就這么多。而且，如果我們的體型和大腦變得更大，我們會(huì)在能耗、散熱上付出更多代價(jià)，神經(jīng)信號(hào)從一個(gè)部位傳到另一個(gè)部位也要浪費(fèi)更多時(shí)間。盡管如此，除了進(jìn)化之外，人類可能還有更好的智力提升方法。
