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裡面有個很有趣的觀點：大腦分為兩個系統：有意識的，耗能大的慢系統；和無意識的，耗能小的快系統。這和很多腦科學的書的內容是一致的。慢系統就是我們的自我意識，耗能高，處理沒有遇到過的情況，多次練習後，會在無意識的快系統裡面形成迴路。而在未來可以將該任務從慢系統offload到更省心的快系統中。

這和我們的一些體驗可以相互印證。如我們剛學會開車，開起來要完全聚精會神，還開的抖抖索索。油門，剎車，方向盤要控制；地上各種標識，上面還有各種路標和紅綠燈；再加上還要看哪裡拐彎等等，不全神貫注怎麼行？但開車多了，會發現處理這些完全無感，開車太無聊了，精力反倒有時候全部在聽廣播。有時候，下班開車回家。當有意識的時候，會發現自己已經到了家裡的車庫裡，完全不記得怎麼開回來的，甚至有些擔心。

依據這個理論，學開車是用的慢系統的自我意識，也就是前額葉的部分。開多了，這部分技能被固化在快系統（生成新的神經連接），這時候緩慢而費能量的自我意識就不太需要參與了。

這和CPU+FPGA的AI系統很像，CPU處理通用的信息，慢而且功耗高；FPGA處理專用信息，如卷積的處理；當一個演算法剛出來的時候，先用CPU處理；用的足夠多，就應該考慮將該演算法固化到FPGA中（重組門連接），CPU僅僅調度就行了。是不是和人腦的原理很像？

它比 CPU 的功能更強悍。

宇宙中最超凡的東西，就在你的頭顱裡面。哪怕你穿梭於外太空的每一寸，說不定都找不到任何東西比你兩耳之間這兩斤半軟乎乎如海綿般的物事更神奇、更複雜、功能更強勁的了。

幽默嚴瑾小科普，帶你真正了解大腦的奧秘。

大腦：你的大腦 80% 都是水

「大腦，比天空更遼闊，因為，把它們並排在一起，一個能輕鬆包含另一個，而且，你也在其中。」

——艾米莉·迪金森（Emily Dickinson），美國詩人

宇宙中最超凡的東西，就在你的頭顱裡面。哪怕你穿梭於外太空的每一寸，說不定都找不到任何東西比你兩耳之間這兩斤半軟乎乎如海綿般的物事更神奇、更複雜、功能更強勁的了。

作為一項純粹的奇蹟，人類的大腦長得毫不起眼。首先，它有 75%~80% 都是水，其餘的主要成分是脂肪和蛋白質。令人驚訝的是，這三種平平無奇的物質，凝聚起來竟然帶來了思考、記憶、視覺、審美，等等。如果你把大腦從顱骨里拿起來，你肯定會對它是多麼柔軟感到詫異。大腦的稠度[1]有著不同的比喻：豆腐、軟黃油、稍微煮得過了頭的牛奶凍。

大腦的一大悖論是，你對世界所知的一切，都來自一個從未親眼見過這個世界的器官。大腦存在於靜寂與黑暗當中，就像關在地牢里的囚犯。它沒有疼痛感受器，不折不扣地沒有感覺。它從未感受過溫暖的陽光，或溫柔的微風。對你的大腦來說，世界只是一股電脈衝，就像一連串的摩爾斯電碼敲擊。從這赤裸裸的中立信息中，大腦為你創造（不折不扣地創造）出一個充滿活力、三維立體、在感官上引人入勝的宇宙。你的大腦就是你。其他一切都只是管道和支架。

光是靜靜地坐著，什麼都不做，你的大腦在 30 秒里處理的信息，就超過了哈勃太空望遠鏡 30 年的工作量。一塊 1 立方毫米見方的皮層（就跟一粒沙差不多）可以容納 2000TB 的信息，足以存儲歷年來拍攝的電影，包括預告片；要不，就相當於 12 億冊你現在正讀的這本書。[1]按《自然神經科學》（Nature Neuroscience）雜誌所說，總的來說，人類大腦可以容納[2]200 艾位元組（exabytes）的信息，大致相當於「當今世界的所有數字內容」。如果這還不是宇宙中最非同凡響的東西，那就肯定是還有人類沒發現的奇蹟。

人們通常把大腦形容成一個飢餓的器官。它只佔我們體重的 2％[3]，但卻用去了我們 20% 的能量。對新生兒來說，大腦的能耗不低於 65％。這就是嬰兒總是在睡覺（因為不斷發育的大腦把他們累壞了）以及嬰兒有著大量的身體脂肪的原因（脂肪將在需要時充當能量儲備）。

你的肌肉所用的能量其實更多（約佔 1/4），但你擁有大量的肌肉；按每單位物質來算，大腦是我們所有器官里最為昂貴的[4]。但它也非常高效。你的大腦每天只需要大約 400 卡路里的能量，差不多相當於你吃掉一塊藍莓鬆餅。試著用一塊鬆餅的能量讓你的筆記本電腦運行 24 小時，看看它會怎麼樣。

與身體的其他部位不同，不管你做什麼，大腦都以穩定的速度燃燒 400 卡路里。艱難的思考沒法讓你變得更苗條。事實上，它似乎並不帶來任何好處。加利福尼亞大學歐文分校一位名叫理查德·海爾（Richard Haier）的學者使用正電子發射斷層掃描儀發現，最辛苦運轉模式下的大腦，效率往往最低。他發現，大腦最高效的工作方式[5]，是快速解決任務，接著就進入待機模式。

儘管大腦具備種種神奇的能力，但大腦並不為人類所獨有。我們跟狗或者倉鼠使用完全相同的元件：神經元、軸突、神經節等。鯨魚和大象的大腦比我們大得多，雖說這兩種動物也有更龐大的身軀。但哪怕是把一隻老鼠按比例放大到人類大小，它的大腦也一樣大，許多鳥類的表現甚至更好。人類的大腦沒我們之前想像的那麼威風。

多年來，據說人腦有 1000 億個神經細胞或神經元，但 2015 年，巴西神經科學家蘇珊娜·埃爾庫拉諾-烏澤爾（Suzana Herculano-Houzel）經仔細評估後發現，這個數字似乎應該是 86 億[6]——可謂是極大地縮水了。

其他細胞大多是緊湊的球形，神經元不一樣。神經元長而多筋，能更好地將電信號從一個傳遞到另一個。神經元的主索叫軸突。末端分裂成樹枝狀延伸部分，叫樹突，可多達 40 萬條。神經細胞末端之間的微小空間稱為突觸。每個神經元與成千上萬的其他神經元相連，建立起數萬萬億的連接——用神經科學家大衛·伊格曼 David Eagleman)的說法，「1 立方厘米腦組織里[7]的連接就多得跟銀河系中的恆星一樣」。我們智力的來源，就在於突觸複雜的糾纏，而非之前所認為的神經元數量。

對我們的大腦來說，最奇怪又最不同尋常的地方在於，它基本算不上是必需品。為了在地球上生存，你不必擁有創作音樂或探討哲學的能力：真的，你只需要比四足動物聰明就夠了——所以，為什麼我們會投入那麼多的精力，承擔那麼多風險，產生並不真正必要的心智能力呢？不過，這件事，你的大腦不會告訴你——當然，它不會告訴你的事情還很多，這只是其中之一。

大腦是所有器官中最為複雜者，毫無疑問比身體任何其他部位都有著更多值得一提的特點和標誌，但基本上，它分為三部分。

最靠上的，不管是從字面上還是比喻上看，是端腦（cerebrum），它填充了大部分的顱穹窿，是我們在想到「大腦」時通常會想到的部分。端腦（cerebrum 來自拉丁語里的「大腦」）是我們所有高級職能的所在地。它分為兩個半球[8]，每個半球主要與身體的一側相關，但出於未知的原因，絕大多數的神經界限都是交叉的，因此大腦的右側控制身體的左側，大腦的左側控制身體的右側。這兩個半球由一條被稱為胼胝體（corpus callosum，在拉丁語里的意思是「強硬的材料」，按字面意思則是「堅硬的身體」）的帶狀結構連接起來。大腦因為深深的溝壑而產生褶皺，凹陷的部分叫裂縫，凸起的部分叫腦回，這為它帶來了更大的表面積。對於這些遍布大腦的凹縫和凸脊的確切模式，每個人都是獨一無二的（就跟你的指紋一樣獨一無二），但它是否與你的智力、氣質或其他任何東西存在關係，那就沒人知道了。

大腦的各個半球進一步分為四葉——額葉、頂葉、顳葉和枕葉，分別廣泛地擅長特定功能。頂葉管理感官輸入，如觸摸和溫度。枕葉處理視覺信息，顳葉主要管理聽覺信息，但它也幫忙處理視覺信息。好些年來，人們知道，當我們看到另一張面孔時，顳葉上的六個區域[9]（叫作「面部識別區域」）會興奮起來，儘管到底是我臉上的哪一部分激活了你大腦里的哪一塊面部識別部位，似乎基本上還不能確定。額葉是大腦高級功能的所在地，負責推理、預見、解決問題、控制情緒等。它也是負責個性（也就是我們是什麼樣的人）的地方。諷刺的是，一如奧利弗·薩克斯（Oliver Sacks）所說，額葉是最後才得以破譯的大腦部位。「就算在我自己的醫學生時代，它們也叫作『沉默的額葉』。」2001 年，他這樣寫道。這並不是因為人們認為額葉沒有功能，而是因為額葉的功能並未顯露。

在端腦下方，頭部正後方跟頸背相接的地方，駐守著小腦（cerebellum，拉丁語的意思是「小的大腦」）。雖然小腦只佔顱腔的 10％[10]，但它有著超過一半的大腦神經元。這裡神經元眾多，不是因為小腦要從事大量的思考，而是因為它控制平衡和複雜運動，這需要大量的神經接線。

在大腦的基座往下，有一條像電梯井似的、連接大腦與脊柱以及身體其餘地方的東西，這是大腦最古老的部位：腦幹。它掌管我們更為基本的運作：睡覺、呼吸、保持心跳。腦幹並未得到大眾意識的太多關注，但它對我們的存在至關重要：在英國，腦幹死亡，是衡量人類死亡的基本準繩。

如同撒在水果蛋糕上的堅果一般分散在大腦里的，是許多較小的結構——下丘腦、杏仁核、海馬體、終腦、透明中隔、韁連合、內嗅皮質，以及其他十來個類似結構[2]——它們統稱邊緣系統（limbic system，來自拉丁語的 limbus，意思是「外圍的」）。除非它們犯了錯，否則，人很容易一輩子也聽不到有關這些部位的任何一個字眼兒。舉例來說，基底神經節在運動、語言和思考方面扮演著重要角色，但通常，只有當它們退化並導致帕金森病時，才會引起人們的注意。

儘管邊緣系統默默無聞，體積也不夠顯眼，但這些結構在我們的幸福中扮演著基礎角色：控制和調節記憶、食慾、情緒、睏倦和警覺，以及感官信息處理等基本過程。「邊緣系統」的概念是 1952 年美國神經科學家保羅·麥克萊恩（Paul D. MacLean）提出的，但直到今天，還不是所有神經科學家都認同這些組件構成了一套連貫的系統。許多人認為，它們只是若干不同的部分，連接在一起只是因為它們關注的是身體表現而非思考表現。

邊緣系統最重要的組成部分是一個叫作下丘腦的小小發電室，與其說它是一個結構，不如說它是一束神經細胞更為準確。它的名字並沒有描述它的作用，而是指它所在的位置：丘腦之下。（丘腦，thalamus，意思是「內室」，類似感官信息中繼站，是大腦的重要組成部分——這裡顯然不是說大腦有哪個部分不重要，而是說丘腦並不是邊緣系統的組成部分。）說來奇怪，下丘腦的樣子太不起眼了。它只有花生大小，重量僅為 1/10 盎司（3 克），但卻控制著身體大部分最為重要的化學成分。它調製性功能，控制飢餓和口渴，監測血糖和鹽分，決定你何時需要睡覺。它甚至有可能在人的衰老快慢速度[11]中扮演一定的角色。你身為人類的成敗，在很大程度上依賴於自己腦袋中央這個小小的東西。

海馬體是鑄就記憶的核心（seahorse 這個名字來源於希臘人的「seahorse」海馬，因為兩者有著外形上的相似之處）。杏仁核（希臘語里「杏」的意思）專門處理強烈而緊張的情緒，如恐懼、憤怒、焦慮，各種各樣的恐懼症。杏仁核遭到破壞的人[12]，是真真正正的無所畏懼，他們往往還無法識別他人的恐懼。我們睡著的時候，杏仁核變得特別活潑，因此說不定可以解釋為什麼我們的夢境常常令人不安。噩夢興許只是[13]杏仁核在給自己減負。

考慮到大腦已經被人類做過如此長時間又如此徹底的研究，有一件事就顯得很扎眼：其實，大量基礎的東西我們仍然不知道，或者至少說無法普遍認同。比如說，意識究竟是什麼？一種想法到底是什麼？「想法」不是你能裝在罐子里，塗抹在顯微鏡塗片上的東西，但它顯然是一種真實而明確的事物。思考是我們最關鍵也最神奇的才能，但在深刻的生理意義上，我們並不真正了解思維是什麼。

記憶的情況大致相同。我們對記憶怎樣組裝、怎樣存儲、存儲在何處有很多認識，但卻不太清楚為什麼我們留下了某些記憶，卻放棄了另一些。它顯然與實際價值或效用沒太大關係。我能清楚記得 1964 年聖路易斯紅雀棒球隊的全體首發陣容，可 1964 年一過完，這件事對我來說就沒什麼意義了，而且其實也沒什麼用處；然而，我記不得自己的手機號碼，記不得我在大型停車場把車停在了哪裡；我妻子讓我去超市買三樣東西，第三樣到底是什麼我怎麼也回想不起來，我記不得諸如此類毫無疑問比記住 1964 年紅雀隊球員更緊急、更必要的事情（我得順嘴啰唆一下：這些隊員分別是蒂姆·麥卡弗、比爾·懷特、朱利安·賈維爾、迪克·格羅特、肯·鮑耶、羅·布魯克、科特·弗拉德和麥克·香農）。

總之，有關大腦，我們還有大量的東西有待了解，也有很多東西我們可能永遠也無法了解。但我們已經知道的一些事情，跟我們還不知道的事情相比，至少是同等程度地令人驚訝。就以我們怎樣看（或者說得更準確些，大腦怎樣告訴我們該看些什麼）為例吧。

現在，朝你身邊四下看一看。眼睛每秒向大腦發送 1000 億個信號[14]。但這只是故事的一部分。當你「看到」某樣東西，只有大約 10％的信息[15]來自視神經。大腦的其他部分要解構信號——識別面部、闡釋動作、識別危險。換句話說，「看」的最重要部分不在於接收視覺圖像，而是理解它們。

對於每一次視覺輸入，信息都要花一段微小但可感知的時間（大約 200 毫秒，或者 1/5 秒），順著視神經傳輸到大腦當中，再由大腦進行處理和闡釋。在需要快速做出反應的時候（比如看到迎面而來的汽車趕緊往回退，或是躲開一記頭部擊打）， 1/5 秒可算不上微不足道的時間跨度，為了幫助我們更好地應對這種時間上的滯後，大腦做了一件真正非同凡響的事情：它不斷地預測世界在 1/5 秒後的樣子，並告訴我們，這就是「當下」。這也就是說，我們永遠也無法看到世界在這個瞬間的樣子，我們看到的是片刻之後的將來是什麼樣子。換句話說，我們一輩子都生活在一個還不存在的世界裡。

為了你好，大腦會以很多方式欺騙你。聲音和光線以極為不同的速度抵達你——我們經常會碰到這樣的現象：我們聽到有飛機從頭頂飛過，抬起頭來卻發現，聲音來自天空的一個位置，飛機卻正在另一個位置靜悄悄地移動。而在更貼近你身邊的世界，大腦往往會抹除這些差異，讓你感覺到所有的刺激是同時到達的。

大腦以類似方式製造了構成我們感官的所有組件。光子沒有顏色，聲波不發音，嗅覺分子沒有氣味，這是存在既定的事實，都很奇怪，也有違直覺。英國醫生兼作家詹姆斯·勒法努（James Le Fanu）說：「我們有一種無法抵擋的印象[16]，即樹木的綠色和天空的藍色，就像通過一扇敞開的窗戶似的穿過我們的眼睛；然而，與視網膜碰撞的光線粒子沒有顏色，一如震動鼓膜的聲波是沉默的，氣味分子完全沒有氣味。它們是在空間中穿行的看不見的、無重量的、亞原子級別的物質粒子。」

生命的豐富多彩，來自你頭腦的創造。你看到的並非事物的本來面貌，而只是大腦告訴你的樣子，這兩者完全不是一回事。以一塊肥皂為例。你是否想過，不管肥皂是什麼顏色，肥皂的泡沫為什麼總是白色呢？不是因為肥皂在潤濕和摩擦後會以某種方式改變顏色。從分子上看，它跟以前完全一樣，只不過，泡沫以不同的方式反射光線。沙灘上拍打來的海浪也是一個道理，幽藍碧綠的水、白色的泡沫，其他許多現象亦如此。顏色不是固定的現實，而只是一種感知。

你興許曾做過這樣一道錯覺測試題：你要先凝視一個紅色方塊 15~20 秒，接著，把你的視線轉移到一張白紙上，在片刻之間，你似乎能看到白紙上有一個幽靈般的藍綠色方塊。這一殘像是眼睛裡一些光感受器因勞動強度過大而太過疲憊帶來的結果，這裡與我們所說主題相關的地方在於，藍綠色方塊並不存在，它只存在於你的想像當中。從極為真切的意義上說，所有顏色都是這樣。

你的大腦還非常擅長發現模式，從混亂中確定秩序，如以下兩個廣為人知的錯覺所示：

在第一幅插圖中，大多數人只看到隨機的污點，直到有人告訴他們，畫中包含了一條斑點狗，突然之間，幾乎所有人的大腦都填補了缺失的邊緣，理解了整個構圖。這種錯覺可以追溯到 20 世紀 60 年代，但似乎沒有人記錄下是誰創造了它。第二幅插圖的來歷更清楚。它被稱為卡尼薩三角，以義大利心理學家蓋塔諾·卡尼薩（Gaetano Kanizsa）之姓得名，卡尼薩 1955 年創建了這一圖形。圖中其實沒有三角形，只不過，大腦為你放了一個。

大腦會為你做所有這些事情，是因為設計它的用意就是想方設法地幫助你。然而，弔詭的是，它也驚人地不可靠。幾年前，加利福尼亞大學歐文分校的心理學家伊麗莎白·洛夫圖斯（Elizabeth Loftus）發現，通過錯誤的暗示往人的腦袋裡植入完全錯誤的記憶，完全能誤導人們，讓他們相信自己小時候曾經在百貨商店或購物中心裡慘痛地迷過路，或者被迪士尼樂園的邦尼兔擁抱過（哪怕這些事情從未發生過）（請注意，邦尼兔不是迪士尼的角色，也從來沒去過迪士尼樂園）。她向人們展示孩提時的照片，而這些照片里的圖像是做了手腳的，顯得像是當事人曾坐在熱氣球里，通常，受試者會突然回憶起當時的經歷，並興奮地描述起來，哪怕所有這些經歷從未發生過。

現在，你或許認為，自己絕不會這麼容易上當，你也許是對的（只有大約 1/3 的人容易上當），但另一些證據表明，面對哪怕是最生動的事件，我們所有人仍有可能做出完全錯誤的回憶。2001 年 9 月 11 日紐約世界貿易中心災難性事件過後，伊利諾伊大學的心理學家立刻找來 700 人，詳細地詢問他們聽說這件事時身在何處、在幹什麼。一年後，心理學家向[17]同一批人提出同樣的問題，發現近一半的人明顯地出現了前後矛盾，他們把聽說災難時的自己放到了不同的地方，認為自己當時在看電視（其實卻是在聽收音機）等，他們根本沒有意識到自己的記憶發生了變化。（就連我自己也不例外，我生動地記得事件發生時，自己在新罕布希爾州跟兩個孩子一起看直播，但我後來才知道，孩子之一那時其實在英格蘭。）

記憶存儲是特質性的，而且雜亂得幾近奇怪。思維將每一段記憶分解成不同組成部分（名字、面孔、位置、背景、摸起來是什麼感覺、是活的還是死的），再將這些部分發送到不同的地方，等以後需要的時候再重新組裝起來。一個一閃而過的念頭[18]或記憶，可以讓散布在整個大腦的數百萬神經元點火啟動。此外，出於完全未知的原因，這些記憶碎片[19]會隨著時間的推移而移動，從皮層的這一部分遷徙到那一部分。這就難怪我們會弄混細節了。

由此而來的結果是，記憶不像文件櫃里的文件是固定的永久性記錄，它更模糊多變。2013 年，伊麗莎白·洛夫圖斯在一場採訪中說：「它更像是維基百科頁面[20]，你可以動手去修改它，其他人也可以。」[3]

我覺得大腦本質不僅僅是一個cpu或者tpu，他至少還應該包括內存和硬碟，因為我們的記憶也不是儲存在別的地方，主要還是存在於大腦中的。他甚至還應該包含顯卡。

而且這套設備中的CPU或者TPU還應該是一大核，眾小核結構的。

不是的。

大腦有自我修復能力，很多車禍人當場暈迷，但不斷恢復，大腦又能正常工作了。有各種意外大腦損傷了，大腦可以部分工作。

而cpu裡面一旦壞了，被靜電擊穿了，馬上就報廢，再也無法自我修復。而且壞了一部分也不行。

人腦有百億以上神經元，人在晚上做夢時大腦有腦電波產生，意識本身可以自我播放，不一定要人的主觀控制，意識可能是一種量子現象，並不是只有分子原子的排列組合機械構成。

老鼠的記憶，在大腦切除一部分，發現有冗餘備份，不會像cpu那樣每個數據只存一份，壞了就壞了。

蠑螈的大腦切除部分可以重生，而cpu切除部分就報廢了。

櫛水母斷頭可再生，螞蝗你剪斷成二節，二節可以長成新個體。

大腦雖然有生物電，但並不像cpu通電那樣怕磁場，怕靜電，運算髮熱巨大，有很強的抗干擾能力，超低功耗。

大腦是動態變化的，同樣的輸入，輸出不一樣，cpu的指令引腳是死的不會動態變化，大腦出生後有個發育過程，青春期前和青春期後，大腦的興奮點有好多不同，中間是遺傳機制動態控制的，而cpu一旦製造後就是焊死了，不會動態變化。