伊甸园的飞龙

本书是著名科学家、科普作家卡尔·萨根的科普名作。作者基于生物学、神经解剖学、脑科学、行为学和考古学的知识来探寻人类智能的本质和进化过程，并为开发人工智能和寻找外星智能提供有用的线索。作者从三重脑模型——爬行动物脑、边缘系统、新皮层说起，讲了脑的物质进化史，又从情感、记忆、推理、梦、意识等角度讲了大脑功能方面的进化渊源。在人工智能科技发展日益完善的今天，本书的内容有利于促进中国人工智能产业的发展，可以给相关从业人员新的看待智能的角度和启发。

卡尔·萨根（Carl Sagan，1934-1996）是美国天文学家，也是享誉全球的科普大师。曾任美国康奈尔大学行星研究中心主任，长期参与美国的太空探测计划，在行星物理学等领域取得了许多重要成果。第2709号小行星就是以他的名字命名。

20世纪80年代他主持拍摄了13集电视片《宇宙》，获得巨大成功，被译成十多种语言在几十个国家上映。其同名图书《宇宙》长期雄霸《纽约时报》畅销书榜首，全球销量达上百万册，另一本经典《暗淡蓝点》也是影响了一代又一代人。萨根善于用通俗优美的语言解释深奥的科学原理。他一生共创作了数十部作品，其中《伊甸园的飞龙》荣获美国文学与新闻著作的奖励——普利策奖，其他著作多次获得雨果奖、艾美奖、阿西莫夫奖等重量级奖项。 此外，他还获得过美国天文学会的“突出贡献奖”和美国国家科学院的“公共福利奖”。

第一章 宇宙日历 / 001

第二章 基因与脑 / 009

第三章 脑与战车 / 035

第四章 伊甸园的隐喻：人的进化 / 063

第五章 兽的抽象 / 085

第六章 暗淡伊甸园的故事 / 105

第七章 情人与疯子 / 129

第八章 脑的进化 / 159

第九章 知识就是我们的命运：地球与地外智能 / 193

 鸣谢 / 205

关键术语 / 207

参考文献 / 213

 译者后记 / 22

本书是著名科学家、科普作家卡尔·萨根的科普名作。作者基于生物学、神经解剖学、脑科学、行为学和考古学的知识来探寻人类智能的本质和进化过程，并为开发人工智能和寻找外星智能提供有用的线索。作者从三重脑模型——爬行动物脑、边缘系统、新皮层说起，讲了脑的物质进化史，又从情感、记忆、推理、梦、意识等角度讲了大脑功能方面的进化渊源。在人工智能科技发展日益完善的今天，本书的内容有利于促进中国人工智能产业的发展，可以给相关从业人员新的看待智能的角度和启发。

卡尔·萨根（Carl Sagan，1934-1996）是美国天文学家，也是享誉全球的科普大师。曾任美国康奈尔大学行星研究中心主任，长期参与美国的太空探测计划，在行星物理学等领域取得了许多重要成果。第2709号小行星就是以他的名字命名。

20世纪80年代他主持拍摄了13集电视片《宇宙》，获得巨大成功，被译成十多种语言在几十个国家上映。其同名图书《宇宙》长期雄霸《纽约时报》畅销书榜首，全球销量达上百万册，另一本经典《暗淡蓝点》也是影响了一代又一代人。萨根善于用通俗优美的语言解释深奥的科学原理。他一生共创作了数十部作品，其中《伊甸园的飞龙》荣获美国文学与新闻著作的奖励——普利策奖，其他著作多次获得雨果奖、艾美奖、阿西莫夫奖等重量级奖项。 此外，他还获得过美国天文学会的“突出贡献奖”和美国国家科学院的“公共福利奖”。

人类处于神与兽之间，时而倾向一类，时而倾 向另一类；有些人日益神圣，有些人变成了野兽， 大部分人保持中庸。

——普罗提诺

我遗憾地意识到，这本书得出的主要结论，也就是人类是某种低 级生命形态的后代，会让很多人不舒服。然而很少有人怀疑我们是野蛮 人的后代。在一处蛮荒破败的海滩上，我第一次见到一群火地岛土著时 感受到的震惊，是我永远不会忘记的，因为当时我的脑海里立刻闪过一 个念头——我们的祖先就是这个样子。这些人完全不着片缕，浑身上下 胡乱涂抹着颜料。他们长发杂乱，兴奋得口泛白沫，脸上写满了野蛮、 震惊和怀疑。他们基本上没有任何艺术，像野生动物一样，靠自己能够 逮到的猎物过活；他们没有政府，冷酷对待自己小部落之外的所有人。 在自己的家乡见过野蛮人的人，如果他被迫承认自己的血管里流淌着低 贱得多的生物的血，他也不会感受到多少羞耻。至于我自己，我会很乐 意接受自己的祖先是那只为了拯救主人性命而直面强敌的英勇小猴，或 者来自山间，从一群震惊的狗当中胜利运走自己年轻同伴的老狒狒，一 如我愿意承认自己的祖先是乐于折磨敌人、以血祭供奉神灵、心无怜悯 地杀婴、对待自己的妻子犹如奴隶、不懂得任何体面、执迷于最荒唐迷 信的野蛮人。 尽管并不是通过自己的努力，但人类已经爬到了有机世界的顶峰， 所以如果人类因此略感骄傲，大概也是可以理解的。而人类身居此位乃 是经由爬升而非亘古通今的安排这一事实，或许能令我们期待在遥远的 未来拥有更加美好的命运。但是在这里我们并不关注希望或者恐惧，而 是只关注理性允许我们能够发现的全部真相。我已经尽我所能地给出了 证据，我们必须承认，正如我所认为的那样，人类虽然具备种种高贵的 品质，对最底层的人心怀同情，对他人乃至最卑贱的生物都会施加善行， 能够以上帝般的睿智参透太阳系的运行和结构——尽管拥有所有这些崇 高的能力——人类身体上依然携带着低等先祖留下的不可磨灭的印记。

查尔斯·达尔文

《人类的由来》

我们人类非常古老。我们的梦境都是曾在幽暗的伊甸园中讲述 的故事……

 沃尔特·德·拉·马雷 《所有的过去》

 “好吧，无论怎样这是个巨大的安慰。”她一边在树下走着一 边说，“之前热得进不去——进不去——进不去什么来着？”她继 续走着，对自己想不起来那个词感到很惊讶。“我是说在——在—— 在这个下面，你知道！”她把手放在了树干上。“它称自己为什么， 我很好奇？ ……那么我又是谁？我会想起来的，如果我能想起来！ 我决心一定要想起来！”然而，下决心并没有太大的作用，她困扰 了好久之后，能够说出来的仅仅是：“L，我知道第一个字母是 L ！”

 刘易斯·卡洛尔

《爱丽丝镜中奇遇记》

不要挡在恶龙和他的怒火之间。

威廉·莎士比亚

《李尔王》

 ……最初，我把理性给予了如野兽般无知的人类，赋予了他们 精神…… 一开始，他们视而不见，听而不闻，但是就如同拥塞在梦中的 幽灵，他们日间的故事混乱而复杂。

 埃斯库罗斯 《被缚的普罗米修斯》

普罗米修斯的故事最容易激起人们义正词严的愤慨。他把文明 赋予了糊涂而迷信的人类。为了让他遭受痛苦，宙斯用铁链将他绑在 石头上，安排一只秃鹰啄他的肝。在上述引文之后的篇章中，普罗米 修斯描述了除火之外，他赠予人类的其他重要礼物。按照顺序，它们 分别是：天文学，数学，书写，驯化动物，发明马车、航船和医药， 以及发现借助梦境和其他方法的占卜术。最后一个礼物在现代人听来 有些怪异。和《创世纪》中人类被逐出伊甸园的记载一样，《被缚的 普罗米修斯》似乎是西方文学中又一部准确地隐喻了人类进化的重要 作品——尽管它更多地专注于进化的推动者而非被进化者。“普罗米 修斯”在希腊语中是“预见”的意思，这种能力被认为位于新皮层中 的额叶部位。预见和焦虑在埃斯库罗斯的角色形象中都有所表现。 梦与人类的进化有何关联？埃斯库罗斯也许是在说，人类出现 之前我们的祖先清醒时的生活状态一如我们梦中的生活，而人类智 能发展带来的一个重要好处便是我们拥有了理解梦的本质和重要性 的能力。 人类意识似乎有三种主要状态：清醒、睡眠和做梦。探测脑波 的脑电图仪在这三种状态下会记录到截然不同的脑电活动模式。［1］ 脑波是脑中电路产生的极小电流和电压的表现。这种脑波信号的典型强度以微伏计，典型的频率在 1~20 赫兹（也就是每秒周期数）—— 小于北美洲市电为人熟知的每秒 60 周期的频率（见图 6-1）。 但是睡眠有什么好处？毫无疑问，如果我们清醒的时间太长， 身体就会产生迫使我们去睡觉的神经化学物质。被剥夺了睡眠的动物 在脑脊液中产生这种分子，当它们的脑脊液被注入完全清醒的其他动 物，就会诱发它们的睡眠。所以说睡眠必然有一个强有力的原因。 生理学和民间医学对此问题的传统答案是，睡眠具有恢复精神 和体力的功效。对身体来说，它是一次远离日常生活需要，对精神和 肉体进行清理维护的机会。然而尽管从直观上来讲似乎很有道理，真 正支持这一说法的证据却寥寥无几。而且，还有一些方面令这一论点 无法让人坦然接受。比如说，动物在睡眠时是格外容易遭受攻击的。 即便大多数动物在巢穴、洞穴、树窟或者隐秘难寻之所睡眠，它们在 睡着之后仍然是非常无助的。我们在夜晚的脆弱非常明显：希腊人认 为睡神墨菲斯和死神塔纳托斯是兄弟。 除非睡眠在生物学上有着某种格外强烈的必要性，自然选择应 该会进化出无需睡眠的动物。尽管有些动物——二趾树懒、犰狳、负 鼠以及蝙蝠——至少在季节性休眠的状态下每天要睡 19~20 小时，也 有一些动物——普通 和多尔鼠海豚——据说睡眠非常少。有些也可以一晚只睡 1~3 小时。他们有第 2 份甚至第 3 份工作，当伴侣在 夜间已经精疲力竭时，他们还在四处闲逛。除此之外，他们的生活似 乎充实而警觉，充满了建设性。家族史表明，这种素质具有遗传性。 在一个例子中，一名男子和他的女儿都受着这种福分或者诅咒的困扰， 而他的妻子则被弄得虚弱而惊愕，因这种新奇的不相容而和他离了婚。 他保住了孩子的抚养权。这样的例子说明睡眠的恢复功能假说至少无 法解释全部问题。 然而睡眠非常古老。从脑电图学的意义上来说，除我们之外所 有的灵长目和几乎所有的其他哺乳动物和鸟类都会睡眠。爬行动物可 能也会睡眠。通过以每秒几个周期（几赫兹）的频率对深埋颞叶下方 的杏仁核进行自发性电刺激，就能在一些人身上诱发颞叶癫痫以及与 之相伴的无意识自主行为。与睡眠区别不大的癫痫发作曾经见诸报告， 当时一位癫痫患者在日出或者日落时驾驶一辆汽车，在他和太阳之间 有一道尖桩栅栏。在特定的速度下，栅栏刚好以危险的频率遮挡太阳， 形成了能够引起这种癫痫发作的闪烁。人们知道，昼夜节律——也就 是生理功能的每日循环——至少可以追溯到像软体动物这样低等的生 物。正如下文将要描述的，既然对颞叶下方的边缘系统区域进行电刺 激能够诱发在某些方面很像做梦的状态，产生睡眠和梦境的中枢在脑 中的位置也许并不算远。 最近有些证据表明，根据生活方式的不同，动物有两种睡眠： 有梦和无梦。耶鲁大学的特鲁特·阿里森和多米尼克·契凯迪发现， 从统计上来讲，猎食者比猎物更有可能做梦，猎物则更有可能经历无 梦的睡眠。这些研究都是针对哺乳动物的，仅仅适用于种间差异而非 种内差异。在有梦睡眠中，动物陷入了静止，对外界刺激明显失去了 反应。无梦睡眠要浅得多，我们都曾经见过猫或狗在看似迅速入睡之后，因为声响而支起耳朵。人们通常也认为当睡着的狗四肢做出奔跑 的动作时，它是梦到了捕猎。深刻的有梦睡眠在今天的猎物中比较罕 见这一事实显然是自然选择的结果。但是今天基本上属于被捕食者的 有机体或许有着猎食者祖先，反之亦然。此外，猎食者的绝对颅容量 和脑体质量比通常高于它们的猎物。在睡眠经过了高度发展的今天， 愚蠢的动物比聪明的动物更少地陷入无法行动的深睡眠是合乎情理 的。但是它们到底为什么要深睡眠呢？这种无法活动的深睡眠状态究 竟为什么会被进化出来呢？ 关于睡眠的原始功能，或许如下事实是一条有用的线索：海豚、 鲸以及其他海洋哺乳动物总体上睡眠非常少。海洋中基本上没有藏身 之处。睡眠会不会并未提高动物受到攻击的危险，而是起到了降低这 种危险的作用呢？佛罗里达大学的怀尔斯·韦伯和伦敦大学的雷·麦 迪斯认为这种说法才是实情。每种有机体的睡眠模式都精确地适应其 所处的生态环境。可以想象，愚蠢得不会主动保持安静的动物也会在 高度危险的时期，在睡眠那不可动摇的威力下陷入静止。在年幼的猎 食动物身上，这种观点显得尤其明显：幼虎不仅身披着极为有效的保 护色，睡眠时间也特别长。这个想法很有趣，而且可能至少是部分正 确的。它解释不了所有的问题。几乎没有天敌的狮子为什么要睡觉呢？ 这个问题并不是一个颇具破坏性的反对意见，因为狮子或许是从某种 并非百兽之王的动物进化而来的。与此类似，基本上无所畏惧的成年 大猩猩总在夜晚筑巢，大概也是因为它们源自更加孱弱的被捕食者。 也有可能狮子和大猩猩的祖先曾经惧怕过更加可畏的猎食者。 考虑到哺乳动物的进化，静止假说显得格外有道理。哺乳动物 出现的时代，统治者是气息嘶嘶、吼声如雷，总而言之有如噩梦般可怕的爬行动物。但是几乎所有的爬行动物都是冷血的［1］，除了在热 带地区，它们在夜间都不得不静止不动。哺乳动物是温血的，夜间也 能活动。在大约两亿年前的三叠纪，非热带地区的夜间生态龛位很可 能几乎没被占据。事实上，哈利·杰里森曾经提出，与哺乳动物的进 化相伴的，是听觉、嗅觉，以及在夜间感知距离和物体的感觉的发展。 这些感觉在当时而言极为复杂，但在今天看来已是稀松平常。边缘系 统则是出于处理这些新的复杂感官带来的大量数据的需要而得到了进 化。（爬行动物相当一部分视觉信息的处理是在视网膜而不是脑中完 成的。新皮层中的视觉处理机构基本上是一个比较新的进化进展。） 对于早期的哺乳动物来说，在爬行动物猎食者主宰的白天保持 静止、隐匿身形或许是很关键的。我所描绘的是一幅中生代晚期的图 景，其中哺乳动物在白天断断续续地入睡，爬行动物则在夜间睡眠。 但是到了夜晚，对于因寒冷而动弹不得的爬行动物，尤其是对于它们 的卵，哪怕弱小的食肉类原始哺乳动物也一定会造成实实在在的威胁。 根据它们的颅容量判断（见图 2-3），恐龙相对于哺乳动物而言 相当愚蠢。举几个“众所周知”的例子，暴龙的颅容量约为 200 毫升； 腕龙的颅容量约为 150 毫升；三角龙的颅容量约为 70 毫升；梁龙的 颅容量约为 50 毫升；剑龙的颅容量约为 30 毫升。没有一种恐龙的绝 对颅容量接近黑猩猩。重达两吨的剑龙大概比兔子还要愚蠢得多。考 虑到恐龙巨大的体重之后，它们的脑渺小得更加令人侧目：暴龙重 8 吨；梁龙重 12 吨；腕龙重 87 吨。腕龙的脑体质量比是人类的万分之 一。正如同鲨鱼是脑体质量比最大的鱼，诸如暴龙等食肉恐龙的相对 颅容量也要大于梁龙和腕龙等食草恐龙。

我怎么才能说服每个聪明的人去读这本重要的关于智慧起源的书呢？作者在书中讲到了很多的事情：人类分娩为什么会痛苦……人为什么会睡觉和做梦……教黑猩猩用聋哑语交流……如何定义死亡，克隆技术的发展，人工智能的出路，外太空智慧生命，等等。

——《波士顿环球报》

在伊甸园中，当那条龙引诱人类始祖吃下分辨善恶树上的果子时，就奠定了我们智慧的基础，卡尔·萨根带我们游览那片失落的土地……本书内容妙趣横生、逻辑自洽。

——《圣路易斯快邮报》