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智力的极限 　　重点提要 　　■人类智能可能已经接近演化的极限。各项研究显示，可以让我们变聪明的细微改变，大多数都会面临物理定律设下的限制。 　　■举例来说，大脑变大可增加智力，但到了某个程度后报酬率开始递减，大脑会过于耗能且运作缓慢；而大脑各区域间较佳的联机，同样也有耗费能量和占据空间的限制。 　　■让神经线路变细则会受，限于热力学，类似晶体管在计算机芯片上的情形，传信时产生太多噪声。 　　■人类可通过集思广益获得较高的智慧，辅以从书写到计算机等科技，让我们的心智跳脱身体的局限。 　　第一次世界大战前，诺贝尔奖得主、西班牙生物学家圣地亚哥·雷蒙·Y.卡厚尔曾详细描述昆虫的神经解剖构造。他将昆虫视觉处理神经元的微小线路比喻为精致的怀表，而哺乳动物则像肚里空空的老爷摆钟。的确，蜜蜂的脑仅有几毫克，却一点不比哺乳动物逊色，能在迷宫或自然景物中穿梭自如。想到这里，就不禁让人谦卑起来。虽然蜜蜂的脑细胞较少，却似乎能将功能发挥得淋漓尽致。 　　大象则是极端的反例。大象的脑是蜜蜂的500万倍大，却如美索不达米亚平原上庞大的帝国一样缺乏效率，信号从脑的一端传到另一端，或是从脑传到脚，所需时间是蜜蜂的100倍，使得大象得减少仰赖反射，行动较迟缓，珍贵的脑资源必须用来计划每一步怎么走。 　　人类的大脑虽不像大象或蜜蜂那样极端，却很少有人意识到相同的物理定律也严格规范着我们的大脑。人类学家曾推测脑容量增加可能面临的障碍，举例来说，较大的脑对双足行走的人类来说，会让婴儿在出生时不易通过产道；但假设演化能解决产道问题，那么我们会触及更深入的问题。 　　例如，有人会想，演化过程可以增加大脑的神经元数目或提高神经元交换信息的速度，从而让我们变得更聪明。但如果综观近期几个研究并接受其中的逻辑推论，会得到以下的结论：这样的改变很快就会遇到物理极限，而这些限制根植于神经元的本质和它们交流时在统计上相当嘈杂的化学交互作用。英国剑桥大学理论神经科学家西蒙·劳夫林说：“信息、噪声和能量是密不可分的，它们的关系存在于热力学层面。” 　　那么，是否是热力学定律限制了以神经元为基础的智能?毕竟鸟类、灵长类、海豚或螳螂都使用了神经元。显然我们从未以如此广泛的角度来讨论这个问题，但在这篇文章中，受访的科学家大致同意这是一个值得深思的问题。研究神经信息编码的美国宾夕法尼亚州大学物理学家维杰·巴拉萨布蓝曼尼恩说：“这是一个非常有趣的观点，我从没有在科幻小说中看到有人讨论这个想法。” 　　智能当然是一个笼统的词，不容易量化，甚至很难定义。尽管如此，由大部分指标来看，人类堪称地球上智力最高的动物。但人类大脑是否演化到信息处理能力面临极限的地步?以神经元为基础的智能是否存在一些物理限制，不仅囿限了人类，还包括其他我们所知道的生物? 　　大脑超耗能 　　要增强大脑功能最直觉而明显的方法，就是让脑变大。事实上，科学家对脑容量和智能高下的关联，已经好奇了100余年。19世纪末至20世纪初，生物学家探讨了生命的通则：动物界里与身体质量(特别是大脑质量)有关的数学定律。体积大的优势是可容纳较多神经元，而增加脑的复杂度。但是智力显然不光是由脑的大小来决定：牛脑比鼠脑大了100倍，但牛并不比鼠聪明。相反，随动物体型增大的脑似乎都用来执行琐碎的功能，例如体型变大会增加许多与智能无关的日常杂务，像是监控较多触觉神经，处理来自较大视网膜的信号以及控制较多肌肉纤维。 　　1893年，在爪哇发现直立人头颅的荷兰解剖学家尤金·杜波伊斯，希望有一个能根据化石头颅大小估计动物智能的方法。于是，他致力于找寻脑容量和动物体型间的精确数学关系，这个想法的假设是脑特别大的动物会比较聪明。杜波伊斯等人建立了一个脑和身体重量的数据库，在一篇经典论文里，研究人员列出3690种动物的身体、器官和腺体的重量，涵盖蟑螂、黄喙白鹭、二趾树懒和三趾树懒等动物。 　　杜波伊斯的后继者发现，哺乳动物大脑增大的幅度比它们身体的增加来得小，更确切地说，脑重量与体重是3／4次方的关系，所以体重是小鼠16倍的麝鼠，脑是小鼠的8倍大。从这一数学关系可推衍出杜波伊斯想找寻的工具：大脑化商数。大脑化商数能够表示真实脑质量和根据动物体重推算出的预期脑质量之间的比值，换句话说，它可显示物种偏离3／4次方定律的倍数。人类的大脑化商数为7.5(我们的脑为定律预测值的7.5倍)，瓶鼻海豚为5.3，猴子大约4.8，而牛不出所料地跌至0.5。简言之，扣除处理琐碎杂事(像是皮肤感觉)所需的神经元后，剩余的神经元才与智力有关。更明白地说，智力与脑的大小至少有粗浅的关系。 　　当鸟类和哺乳类的脑扩增时，它们必定受益于“规模经济”，例如神经元传递信号时可使用的线路越多，每个信号便可携带较多信息，这意味着当脑变大时，神经元的每秒活化频率可以较少。不过