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1、哲学思想的重大变化会带来多个领域颠覆性创新的出现 对二元论的批判和抛弃著名的科学史学者托马斯库恩将创新性研究分为两类，科学研究中常规的创新和可以导 致科学研究范式发生革命性变革的颠覆性创新（DestructiveCreation） 。当前，我们正处在新一轮科技革命浪潮的起点，这是科技界比较一致的认识。在人类社会 的科学发展史中，对基本科学概念的变革，特别是哲学概念的重大变化，会带来多个领域颠覆 性创新的出现。如果就导致颠覆性创新的哲学思想变革而言，历史上曾经相继出现的哥白尼的 日心学，牛顿的运动学，爱因斯坦的相对论和原子、分子物质结构理论，以及人类遗传基因学 等，带来了哲学观念3次重大的改变。
2、哲学思想的重大变化，会带来多个领域，特别是交叉领 域颠覆性创新的出现。过去十几年里，由于科学技术的发展，人类对脑的认识取得了很大的进展。其间，所获得 的有关脑的新知识，超过了之前人类历史上所知的总和。因之，在上世纪90年代中期，在有关 人的精神和身体（脑）之间的关系上，哲学界开始背离笛卡儿两元论的哲学思想。这一哲学思 想的变更，属于根本性哲学概念的颠覆，影响十分深刻和广泛，因为它涉及人是什么这样一个 本质性问题。一个和人类本性有关的切身问题，会影响到所有与人有关问题的方方面面，不仅 会影响自然科学，还会影响社会科学和宗教观念，涉及深刻的伦理问题。2008年，中国工程院信息学部在一项战略咨询预研
3、项目中提出：我国应该重视神经信息工 程学的研究。预测至少在如下5个方面会产生颠覆性创新：它们是脑机接口；人工智能； 教育学和智力的改善；对人能力的评估和行为的预测；网域空间个体和群体行为研究。 美国科学基金会和美国国立卫生研究院负责人也表示：“美国科学基金会和美国国立卫生研究 院都认为，神经科学的有关研究正处于主要的转化研究的最前沿，是下一个10年甚至更长时期 超过纳米技术的研究领域，会超过我们以前可能有的想象和发现，会取得非常大的实际效应， 并会促进经济的增长。这个潜在的利益实在是太巨大了，不容错过，而2008年、2009年是这方 面研究启动的历史关键时刻。 ”今年4月2日，奥巴马宣布将开展
4、一项新的了解脑的国家研究计划， 研究在脑中存在的近千亿个神经元的工作情况，并对人类的认知、行动和意识进行更深入地了 解。预计此计划将比“人类基因组计划”的收益更大（人类基因组计划的收益为1：140） ，也更 重要。为此，下一个10年美国联邦政府将每年投入3亿美元资金进行研究。在今年早些时候， 欧盟也启动了总数为10亿欧元的类似的脑研究计划。可见，这方面的研究是新一次科技革命的 重要主题，我国启动有关脑的大研究计划，已十分迫切。2002年，东南大学学习科学研究中心成立，开展了基于脑科学的儿童发展和学习科学研究。 2003年我们参与发起了国际心智、教育和脑学会。在东南大学逐步建立了神经信息工程的学
5、科， 重点研究神经教育学和相关的评测设备。结合“做中学”探究式科学教育的试点，促进了我国探 究式科学教育的发展；启动了社会情绪能力培养的试点工作；并为我国早期教育政策的制定做 出了积极的贡献。为了帮助大家是神经教育学的主要内容和进展，将在此评论栏中推出序列的 专题内容，希望它也可以作为教师培训教材的基本框架和参考内容。在研究与脑相关的问题时，必须要首先回答以下3个哲学问题，并十分关注有关的伦理问 题。这3个哲学问题是：（1）我们人类为什么是自然界独特的一类动物？独特在哪里？强大在哪里？（2）人类所具有的独特的脑是怎么形成的？（3）我们的心智和我们的身体，或者说与我们的脑是什么关系？下面让我们来
6、依次讨论一下这3个哲学问题。首先回答我们人类为什么是自然界独特的一类动物？独特在哪里？强大在哪里？2000多年前，与我国孔子、墨子、老子生活的时代大致相差不多，西方苏格拉底、柏拉图 和亚里士多德被称为古希腊时代最伟大的3位思想家。其中，亚里士多德的研究涉及范围最广， 对西方的哲学、科学和文艺理论都产生了非常深远的影响。在亚里士多德的研究中，把心理学看成是研究灵魂及其特性的科学分支，他认为所有的有 生命的物体，不只是人，包括植物和动物都具有灵魂。亚里士多德研究了灵魂不同的组成部分。他开始把灵魂的组分分成营养（nutrition） 、感知（perception）和心智（mind） ，后来又讨 论了
7、愿望（desire） 。亚里士多德首先关心灵魂的营养部分，因为它是所有生命体中首要的、共有的灵魂部分， 是生物体生存和繁殖所必需的。他讨论了感知的一般特性和不同感官的个别特性。动物要生存， 除了需要灵魂的营养部分，还需要灵魂的感知部分，至少需要有触觉。亚里士多德认为灵魂的 这些组成部分是分层次的，自然界的生物是排序的，植物只能具有灵魂的营养部分，动物还具 有感知部分，而人类的灵魂则含有营养、感知和只有人类才具有的心智部分。亚里士多德把心智（mind）看成是灵魂中有关认知和理性的部分。他认为，能够和希望认 知，能进一步对事物进行理解，是人独具的天性。人类的心智不仅能够认知和理解周围的事物， 而且
8、还能计划目前的行动，考虑选择合适的行为；还能制定战略和勾画未来行动的路线。相比 于单纯对事物进行认知和理解，上述后面列出的一些心智的内容更为重要，并且可以据此对实 践智慧和理论智慧进行区别。他观察到动物的感知和思维有时是积极的，有时是消极的。感知 包含了辨别力，思维包含了选择性注意和提取。动物和人产生任何动作行为是由他们的愿望指 使的。因此在讨论完灵魂的3种形式以后，他又指出动物具有目的指向的行为，以达到它们有 意识或无意识的目的。他最后没有明确地把愿望列为灵魂的第4部分，但是他认为动物在产生 动作时需要有达到目的的愿望。现在对人灵魂的研究，大致是沿着亚里士多德的思路进行的， 认为人之所以独特
9、是因为我们有独特的心智，这是我们人类成为万物之最的原因。在地球上存 在的所有各类动物中，只有人类拥有其他动物所不具备的心智，我们能够回忆过去，反思自身， 推理决策，计划未来。亚里士多德研究了人的灵魂，但是认为灵魂坐落在人的心脏里，而不是脑里。他认为人脑 只是一个散热的机器。直觉使古代人感到会跳动的心脏最为重要，而不是脑。到了公元2世纪， 古希腊帕加玛城的盖伦（Galen）提出大脑是心智的器官。直到17世纪，我们的心智是坐落在 我们的脑里，这样一个观念才被人们所普遍接受。所以到现在，无论是英语还是中文，都把人 的高级思维称为“心智”（mind） 。通常都会讲“用心学习”，而不是“用脑学习”，习惯
10、语中还是 把人的独特的思维能力与心，而不是与脑联系起来。总结一下，人之所以独特是因为我们有独特的心智，这是我们人类成为万物之最的原因。 心智包括认知、情绪和意愿，以及由它外化的决策、语言和行为等。如果一个个体的人，具有 情感、感知、思维、意志，特别是理性思维（有意识的精神事件和能力） ，那他就会具有心智。 心智是人不可分割的、复杂的组成部分，是人有组织的意识和无意识的适应性的精神活动总合。 它植根于脑之中。科学研究还证明了在人类这个总的种族中，普遍存在着人与人的差异，80%的人有单个编 码的差异，20%的人存在基因的缺失和重复的差异，这种差异在少数民族中经常出现。人群中 出现的这种多样性，有利
11、于人作为一个种族在竞争中生存。如果一个种族完全一样，那么一种 疾病就可能把整个种族消亡。环境的变化和食物的缺失就容易引起种族的灾难，同一种族中的 竞争也会更加激烈。所以自然界不同种族的多样性要保护，同一种族内的多样性也是有利于自 然选择的，也同样需要保护。在人类社会中，需要保护多样性，尊重差异，相互包容和爱护。进化论是一切生物学研究的核心，也是科学和宗教争斗的重地。前几年，美国就发生了反 对在学校科学课中讲授进化论的一股逆流。美国科学界为此展开了坚决的反击，美国科学院发 表 了正式的报告，加强了对中小学科学教师进化论知识的培训。在我国的科学教育中，往往 重视知识的传授，不太重视哲学思想的讨论。
12、在一次重点科学教师的培训中，讨论到进化论， 相当部分的教师认为，很难向学生说明人和动物有很多相像的地方。因此，在撰写“做中学”科 学教育内容标准和这次修订小学科学教育标准时，我们把人与动物类似的身体和器官功能的部 分放在一起，而把进化而成的脑单独予以列出，以加强对进化论的关注。脑是经过自然选择进化而成的。脑的起源和发展的进化理论对最后地理解脑是本质性的。 在研究脑有关问题的全过程中，需要始终考虑到这个重要的出发点。研究任何生物学问题，我 们都需要考虑为什么这个生物学的结构或是功能被进化过程所保留。任何功能和结构所以存在， 一定有它们存在的理由，是因为有利于在进化中保存这个物种。我们脑中有和动物
13、相同的结构，所以我们和动物有共同点，确有兽性，然而，更重要的是有长期发展进化而形成的人性。人脑 并不是什么都能做，而是为了能够更好地适应环境而生存，保留和发展着相应的功能。我们需要了解，哪些特点是人类共有的，哪些行为会在一定程度上因文化、语言而产生差 异和变化。世界上的人共同点远大于不同点，对于不同点要相互尊重，多样性的存在是有利于 人类社会发展的。有的人喜欢强调统一思想，统一行动。实际上，除了特殊的人群处于特殊的 环境下，如军队在战场上，能大致统一外，差异是绝对的。差异是有利于人类进化的，在目前 人类适应性进化压力明显增大的时代，了解这些是很必要的。多样性才能对付复杂性，从而保 持整体人类社
14、会的稳定和发展。在2000多年以前，人们已经认识到人之所以是万物之灵，大地之秀，是因为我们有独特的 心智。到了17世纪，人们普遍接受了这样的科学知识，我们的心智来自于脑，而不是心脏。既 然人脑如此重要，那么人类独特的脑是怎么形成的？从原则上讲，没有例外，人和所有地球上 存在的其他物种一样，遵循着达尔文提出的进化论，在物种竞争中，依靠自然选择，适者生存， 经过长期进化而形成。虽然达尔文提出的进化论是研究一切生物学问题的核心，始终指导着生 物学的发展。但是，在他最初提出时，进化论类似于一种假说，缺少实证数据的支持。在每一 次生物学的新进展中，达尔文的进化论都会遇到挑战，在挑战之中，得到不断地深化和
15、完善， 其中，有关人脑的进化是进化论中最具有挑战性的问题。在开始研究脑的进化时，限于科学手段的有限，研究者主要集中关注解剖学上的比较和脑 进化的生理形态。在宇宙形成的时间长河中，人类存在的历史只占很短暂的一瞬间。根据现有 的科学资料显示，大约在200亿年以前，宇宙发生大爆炸；45亿年以前，形成太阳和地球；34 亿年以前，地球上出现生命；4.5亿年以前，出现鱼，地球上开始有了约1毫米大小的脑；3亿 年以前爬虫动物出现，爬虫动物的脑分成3个部分：前部很小，用于嗅觉、中部用于视觉、后 部用于平衡和协调；2亿年以前出现哺乳动物，哺乳动物的脑中出现了新的皮层，新皮层从端 脑衍生而成。大约在2500万年以
16、前，人类和目前活着的猿分离，这之后，脑的体积不断增大。 脑的体积急剧增加，只是在距今二三百万年左右。300多万年前，脑量只有300毫升左右，和当 今生存着的黑猩猩差不多。直立人存在180万年至30万年以前，早期直立人的脑体积平均为900 毫升，到了后期平均为1100毫升。智人最早出现在50万年以前，脑的平均容积为1200毫升。前 额皮层的出现，皮层面积的增加，提供了人更多的适应性和更多的复杂功能。现代人脑的尺寸 平均为1380毫升，重量在13001500克范围。人类的文明史存在约1万年，有文字记载的5000 年左右。如果把地球的历史45亿年比作1天，智人存在50万年，相当于10秒，人类有文明史的 时间只相当于0.2秒。在人的进化过程中，人脑的体积不仅增大了，形状也发生了变化，前额部分明显突出，皮 层实际面积大大增加，为了能塞进脑颅，大脑皮层出现了许多凹凸的沟和叶瓣。如果把脑的皮 层摊平，人的大脑皮层面积是黑猩猩的4倍，有4张A型标准打字纸那么大。人脑中皮层的结构 也发生了变化，结构不同的层数增加到6层，而且神经元间的相互连接明显增多。脑颅体积增 大的同时，连接增多，功
