從什麽是“精神”說起（5）

上節談到，一個動物相對於它的環境有“刺激-反應”行為模式，這種模式可以是由能量經由動物體物質結構產生的唯一本能行為。這種模式可以擴展為“刺激-信息處理-反應”行為模式。如巴浦洛夫著名的條件反射，就是改變了動物“信息處理”的範式從而改變了動物的行為。人類馴化動物用於人類生產和生活就是利用動物的這種模式，如耕牛、獵狗、戰馬、寵物等。但動物的這個“信息處理”隻是“刺激-反應”行為模式的一個內在的擴展，是“刺激-反應”行為模式不可分割的一部分，這使得動物行為依然是客觀規律規定的行為，動物是自在的客體，還不是自為的主體。人類之所以成為行為主體（有意誌，講法律責任，要自由等），就是“信息處理”這個模塊可以從“刺激-信息處理-反應”這個行為模式中獨立出來。這個獨立出來演化出另外三種行為模式：其一是“刺激-感受”模式，這種模式不產生對環境的即刻的行為，這種模式包括藝術欣賞和學習；其二是“思考-行為”模式，即所謂計劃行為；其三是獨立的“信息處理”行為，成為思想！

“信息處理”獨立存在，是人類成為世界行為主體的關鍵，是人區別於動物的關鍵。動物按照本能行為，就是因為“信息處理”是“刺激-信息處理-反應”行為模式中不可獨立存在的模塊；人類按照文化來行為，是因為“信息處理”是“刺激-信息處理-反應”行為模式中可以獨立存在的模塊。“信息處理”演變成思考和思想。

思想，按照上一節的理解，是神經網絡的耗散結構。這個耗散結構的是動態的，即處於不停的變化中，猶如橋墩後邊的漩渦群結構一樣處於不停的變化中。耗散結構，按照定義，就是有能量流動來支撐，在人體內就是新陳代謝。腦細胞需要大量的氧氣，氧氣燃燒產生二氧化碳為腦細胞提供能量。一公斤左右的腦容量需要身體五分之一的血流量。這個“信息處理”耗散結構會因為受到外界刺激而變化，如看到什麽，聽到什麽，感覺到什麽，都會激發某些念頭。這個“信息處理”耗散結構也隨體內新陳代謝水平變化而變化，如血糖低了就會感覺餓，餓的感覺就激發大腦開冰箱門找吃的東西的衝動。又如荷爾蒙內分泌水平升高了，就會激發懷春傷秋的綿綿情意。但這些外部刺激和內部新陳代謝水平影響的耗散結構的變化還沒有使得“信息處理”獨立存在，還不能把人區別於動物。“信息處理”獨立成思想，就在於這個耗散結構自己直接控製和影響自己結構的變化。如果思想是大腦的一係列神經網絡拓撲的結構變化，那麽獨立的思想就是在某一刻一個耗散結構狀態選擇了自己下一刻耗散結構變化的方向。如我們求解一道算術題的時候，大腦一係列活動就圍繞著解題來活動，甚至要排斥外界刺激和體內新陳代謝水平的幹擾。這個自己控製自己的機製是怎麽樣的呢？

設想大腦可以發出電訊號演神經傳導引發肌肉收縮或內分泌水平的變化，形成我們如吃飯、睡覺等行為。那麽，自我控製就是思想的某一結構發出信號，控製大腦某個部位的血流量和某些分之的濃度或細胞膜內外電位差等來導致神經網絡結構向某個方向變化。這個控製，必須是有選擇的控製，不是必然的但必須是可能的。所謂主觀能動性就在這個選擇的可能性之上。如果到了分子水平依然認為係統運動是按照客觀規律唯一規定的，我們就無法用唯物主義的觀點解釋精神現象，精神現象的唯物主義解釋要求我們認為在物質運動的某一個層次，係統運動的軌跡不是唯一規定的，而是可以由意誌來選擇的。

者首先要求存在人的意誌活動的空間，即雖然所有事物都是按照客觀規律運行，但是意識改變一個粒子的運行軌跡不必違反客觀客觀規律。用量子力學的語言來說，就是有一個包羅萬象的哈密頓量，這個哈密頓函數確定宇宙所有粒子的運動，但運動的解是不唯一的。這就是說，我（2）中說的牛頓定律規定的宇宙宿命論是錯誤的。比如說，中國幾年前計劃為北京奧運蓋一個鳥巢式的體育館。這個計劃果然實現了，這個實現不是宇宙哈密量規定的必須實現的，而是按照中國人的意誌去實現的。並且，這還是宇宙哈密頓量的一個解。由此，這個哈密頓的解的不唯一性就提供了意誌活動的空間。哈密頓量是一個不變量，就是能量守恒。解的不唯一而且不違反哈密頓方程就是所有這些粒子運動在一個多維空間的等能麵上運動，而運動軌跡在等能麵上有多種可能。為了說服我自己這種可能是存在的，我想象一個處於靜止狀態的處於激發態的原子，這個原子係統可以用一個哈密頓來描述，其狀態的變化保證係統能量和動量的守恒。然後，這個原子發生了能級躍遷，什麽時候發生是不可預知的，量子力學講的是幾率。當躍遷發生後，原子能級下降了hv，同時發射出一個能量為hv的光子。這是能量守恒。根據康普頓效應，不但能量守恒，而且動量守恒，即光子往一個方向發射出去，原子在反方向有一個動量，光子和原子在一個軸線上運動，運動方向相反。但是，這個軸線有無窮多種取向，即這個解有無窮多。如激光器就是按照人的意誌把許多原子的躍遷發射的光子組織成單方向的相幹的光束，就是利用了每個原子躍遷的哈密頓解的不唯一實現的。

上邊關於哈密頓解不唯一是很有趣的事情。筆者以為，這個解不唯一是由於物質和輻射作用的結果。這涉及一個重大的物理問題，就是熵增原理。熵增原理說，孤立體係熵總是增加的。但是，真正完全孤立的體係好像隻有一個，就是整個宇宙（當然，如果把膨脹的宇宙的邊界條件處理為“外界”的話，宇宙也不是孤立體係，但這時數學處理技術問題，不能否認宇宙本身是孤立體係）。如果我們有一個輻射（光子）的體係，那麽哈密頓是時間可逆的，和熵增原理的時間單向性矛盾。如果我們有一個靜止質量不為零的粒子組成的係統，其哈密頓也是時間可逆的，也與熵增原理矛盾。唯一與熵增原理不矛盾的，就是物資和輻射混合在一起的係統。也就是說，一個純輻射體係不會自發地變化倒熱力學平衡態（電磁波疊加原理，光子自身是沒有相互作用的），不會自己達到黑體輻射的分布狀態，而必須經過與靜止質量不為零的物質體係的相互作用才能達到。但是，我們這個世界中，原子是中是有電子的，這就注定物質與輻射的相互作用總是存在，因此有了熵增原理，有了哈密頓量方程解的不唯一性，有了意誌活動的空間和可能。

思想的獨立性和人可以作為行為主體的物理基礎，按照我的假設，就是大腦神經網絡的某個耗散結構有多種演化可能，而人的大腦能夠按照思想自己的意誌在多種可能的變化方向中選擇其中一種。如我們麵對一個代數公式，我們有移項、左右同乘一個因子、分解因子等多種推理演繹途徑，對應於大腦內部的思想就是有多種神經網絡耗散結構的演變途徑。

選擇，是大腦處理信息的一大特點。進入視網膜的圖像有許多，但大腦隻選擇自己關注的一部分，而對其餘則視而不見。雞尾酒會上我們同時聽到許多人在講話，但我們隻集中注意力聽一個對話而對其它嘈雜聲音聽而不聞。當思想成為獨立的行為模塊的時候，它可以有選擇地控製自己的思路。

[唵啊吽]

回複fausto的評論:
哈密頓解是唯一的，但是，在量子力學中，得到的解是幾率密度函數。即實際物質運動結果是一個概率隨機過程，這才是熵增原理的基礎。

牛頓方程對時間是二階導數，所以時間反演是成立的。薛定諤方程是時間一階導數，倒像是擴散方程了。

[fausto]

人也好，人類社會也好，乃至於整個地球都是耗散係統。耗散係統是開放的，和外界交換能量。而這一交換過程必然引入外界擾動，即噪聲，是隨機的。

我認為這也就解釋了為什麽在沒有外界幹擾的情況下，人的念起時隨機的了。

另外，哈密頓的解肯定是唯一的。