Frazer：感覺與存在——依賴進化的實在觀

導語：《感覺與存在——依賴進化的實在觀》，是Frazer（夏海寧）老師2015年的一個講座，分上下兩講，無意中從瑜景匯和網路智酷兩個公號看到文字，特向夏老師要到授權，編輯在一起發出。

描述感官進化和跨生物感官比較本身並不是本文的目的。本文是要通過這些描述，讓大家知道感覺器官的複雜性和進化路徑的多樣性，從而認識到我們的經驗基礎原來是一個隨機變化的過程。

「結局完全取決於故事中的人物在某個節點的自由意志，一旦進入一條路徑，即不可逆轉，但仍有機會在下一個節點選擇給定的數個路徑中的某個路徑，如此結局十分不同，人物命運也迴異」，我猜這是夏老師講座中要表達的中心意思。然而三年過去，我們現在回望，發現路徑已然鎖死。讀過啊咦的應該不難明白這段話的涵義。

再次將夏老師的另外兩個講座一併推薦，值得一讀再讀：

《感覺與存在——依賴進化的實在觀》（上）

西方哲學的一個根本關注是「存在」的性質。存在是哲學的出發點，也是終點。世界是什麼？是獨立於人的物質還是理念的映射？樸素的唯物主義存在觀就免談了。

01

柏拉圖說存在是理念投影。亞里士多德希望能以歸納提升到事物的「實質」。柏拉圖直接就是經驗和現象的懷疑論者，他不認為現象是可靠的，可靠的是背後的理念，只有理念是完美的。亞里士多德雖然親近個體，但他同樣假設有個獨立存在的理念世界，否則所有邏輯和歸納的努力將是沒有著落的。在他看來，世界是可以被認識的。

通俗些說就是這樣三個問題：

1.眼見為實嗎？世界是否是用你肉眼見到的顏色、形狀和運動方式存在的？

2.你和自然和存在是什麼關係？是觀察者和被觀察者的關係？存在是否取決於你？

3.我們是否可以獲得有關存在的確切知識？或者說，現有物理學/數學對世界的描述有多可靠？

無論是柏拉圖還是別的先哲，對存在基本是抱著一種樸素的不加反思的信任態度。然而正如胡塞爾所說，正是這種樸素默認的自然態度構成了哲學思考的根本障礙。

笛卡爾對「存在」不信任，認為「存在」簡直沒有什麼可信任的，不管是外界還是自身！對世界的認識與主體有關，世界甚至就是主體構建出來的。主體自身也要靠某種東西來構建，所以身體既是思的主體，又是思的對象。

而胡塞爾研究幾十年得出的結論卻是：存在無非是」根深蒂固的信念，一種當然的假定，甚至是習慣和本能。

喬治·貝克萊認為存在就是被感知，但很少人知道他的這個結論是建立在科學研究的基礎上。他曾寫過一本科學著作叫《視覺新論》，專門研究感覺，特別是視覺、觸覺以及它們之間的關係。

我認為這本書之所以牛，是因為這是第一次用科學的方法來研究感覺問題。但沒有人好好研究過人們獲得的感覺和經驗到底有些什麼性質？他的結論是，視覺有視覺的對象，觸覺有觸覺的對象，互不相干。也就是說，這兩種感覺源沒有共同的觀念。

這些論證由此產生的一個啟示：觀念來自不同的感覺器官，而存在似乎只是不同觀念的複合。（「物是觀念的集合」 ）

02

但更為重要的啟示是：如果知識來自經驗，經驗來自感覺，感覺依賴感覺器官，那麼，除非人類的感覺系統是完備的，否則知識就是不可能完備的。

俗話說，你沒有那個器官，你就無法感覺它所對應的那一部分世界，你也就不可能獲得有關那一部分世界的知識。感覺器官就是某種濾器，只篩選那些通的過的信息，或者說只對世界的某種特性起反應。

現在大家都知道，視覺是極其複雜的，除了眼球的構造，它還決定於視覺皮層(visual cortex)對視覺信號的解釋。沒有這中解釋能力的話，你看到什麼都無意義。

從某種意義上說，與其說是用眼看，不如說是用腦看。眼睛、耳朵或鼻子不過都是腦神經的外延而已。

皮亞傑理論也很有顛覆性。他的哲學觀充分表現在他的名著《生物學與認識》，他認為認識不是一個事實或一種狀態，而是一個過程。如果心理活動能夠與外界建立某種穩定平衡（穩態），客體也就被構建了。將認識論問題引入了對人類進化和遺傳的研究。說到底，皮亞傑要做的，是找到知識和生物結構的同構性，建立一個從生物學到知識的自然鏈條。他的一個名言是：」必須從純粹器官的方面對認識作出某種解釋，這些方面包括種系發生和個體發生。「

天才的叛逆思想家羅伯特.蘭扎，他認為生物學處在所有科學的中心，生物學與物理學的結合基本可以解釋從意識到宇宙的各種現象，並真正彌合主體和客體的破裂。把他的理論歸納成了所謂生物中心主義的七個原理：

時空只是人類大腦的某種工具，所以沒有什麼「外在」。

外在和內在的感覺是分不開的，就如一枚硬幣的兩面。

沒有觀察者的意識，它們不過是一團不定的幾率波。

沒有意識的話，物質，甚至宇宙也只能處於不定的幾率狀態。

唯有生物中心主義才能解釋宇宙的真正結構。

時間無法存在於動物意識之外。

空間也不是獨立的存在。

物理世界的不變形被人類用物理學描述。在這裡，物理學之所以能找到物理世界的不變性，是人類基因結構的穩定性決定的，也就是說，人類基因在構造感覺器官時，不論是何種人種，感覺器官都是高度同構的。從此意義上說，物理學描述了人類的生物學結構和自然其他部分的某種穩定關係。

你可以說，我們對物理學的認同反映了我們人類作為一種同構生物與外界的形成的某種穩定關係（穩態）。 你當然也可以說，在一個更為廣泛的生物學平台上，我們的物理學不過是人類的集體幻覺。

03

只有把後端的大腦神經系統和前端的接收系統合起來，才是完整的感官。

」現實「可能只是對應於人類生物結構的一種統計描述。儘管人類感覺系統總體上是同構的（和其他動物相比），但變異會使得人類的感覺系統（感覺器官加上信號傳輸系統和後端大腦神經處理系統）產生差異，只不過這些差異通常被多數人忽略或歧視了。

所謂」存在「只是」共識「，是群體感覺舒適的解釋。共識只有統計學意義，所以」存在「不過是個統計感念。

事實上，生物學結構相似的一群人定義了一個與之結構相適應的穩態解釋（存在），並用這種解釋強加給其他人群，從此也就自我封閉在這種舒適的解釋之中。

其實，動植物界是個巨大的思想資源庫，跨生物比較為人類提供了一個絕好的思想空間。人類往往把自己囚禁在自己狹窄的生物空間內考慮問題，以致在內部團團打轉也不得其解。

跳出箱子的具體做法是：降低人類的身段，把自己看作為在進化上與其他物種平等的一支。

我們通常認為人類具有視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺。有些人聲稱有第六感官，這個我不知道，但似乎還沒有找到解剖學水平的證據。

人的哲學研究「人的哲學」離不開對「人」自身的進化、結構以及其與環境的互動方式有深入研究。

經驗主義的近代形式，是將存在定義為一組關係，或者說人和系統的一種耦合。存在變成無法獨立存在之物，人和存在不再是兩分的，存在只是在關係中才有意義。換言之，人和外部共同構成存在。然而大多數的經驗主義哲學家雖然承認個體差異，卻未把觀察者看作時間的變數。事實上，只要否定神創論，從進化的角度看，人及其生物史上任何祖先形態作為觀察/感覺者，在生命長達幾十億年的進化過程中，感覺方式和能力發生了巨大的變化。

人類在1億年前的祖先所具有的感官結構和功能一定和我們不同。即便是某特定感覺能力，如視覺，其1億年的視覺方式和能力與今天當有天壤之別。

不過還是要小心這種進步觀，如果撇開人類的使用目的，我們的知識究竟進步了多少？人類知識的確在深入，但深入的很可能也是歧途的。必須承認，人在歧途上也是可以很深入和自洽的。其原因，是我們過於自信人類的生物結構和感知能力。

但物理實在是一回事，物理學是另一回事。物理實在可以不以人的存在作為前提，但所有對物理實在的認知都是以人的存在和認知結構作為前提的。所以不可以不研究認知主體。

我還是那個理論，人類這個認知主體被鎖定在一個特定方向，人的認知結構只是無數可能認知結構中的一種，人只是一個濾器，濾器的性質決定了我們只接受某種特定信號並只是演繹某種規則。

科學代表了人類這個自然之子的自覺，這是個奇蹟。但同時不應失去對自然和宇宙的敬畏。科學已經解釋了很多，但未解釋的更多，在那些未知的領域，我們還是要老老實實承認人的渺小和感知的局限，承認那個造物主（如果存在的話！）的宇宙之龐大和無限。在無限和未知面前，我只有低頭，繼續前行。

《感覺與存在——依賴進化的實在觀》（下）

04

首先我們可以來看看視覺器官：眼睛。

視覺是人類最發達的感覺器官，人類可以被視作"視覺動物"。 人腦中約有50%以上的神經元與處理視覺信號有關。眼睛是個非常複雜的器官，視覺能力更是個複雜感念。眼睛的視覺能力大約包括這麼7個方面：

1. 感覺光度luminance能力：人眼中有大約1.2億個視桿細胞 （rod cells)。視桿細胞是用來感知光度的，夜間就靠它，但它無法辨色。

2. 辨別色彩Color能力：辨色靠視錐細胞（cone cells)，在人眼中有 600-700萬個, 是視桿細胞數量的20分之一。人有三種 色細胞（紅(570nm), 綠(535nm), 藍(445nm)光），是所謂三色素視覺動物trichromats。人眼在光譜可區分的色澤約150種，即光譜內只要有3-5nm的增減，就可被視覺系統分辨為不同的顏色。這都是靠三種感光錐細胞的組合來做到的。

3. 感覺頻譜範圍Spectrum的能力：人類可感知的波長範圍是380nm~780nm，

4. 視力visual acuity和視覺範圍range 的能力：正常人的最少可辨視覺閥值約0.5」，最大視覺範圍200度(寬)×135度(高)。

5. 對時間頻率（frequency）的感知能力： 在正常環境亮度下，對15~20Hz信號最敏感, 閃爍感flicker強烈，而超過75Hz（CFF）則不反應，看不出閃爍 (做電視機的人知道這個，圖像閃快了你更本感覺不到）

6. 對運動的感知能力：隨從運動(eye pursuit movement): 眼球最大隨從速度為4～5度/秒，就是說，如果物體運動速度超過5度/秒，我們就無法跟蹤物體了。

7. 感覺空間頻率變化即對比度的能力(contrast sensitivity）： 最敏感在2~5個cpd（cycle per degree) ，空間截止頻率為30-50cpd. 人類對對比的感覺能力要比對絕對亮度的感覺能力高，這當然因人而異。

之所以列出眼睛的7種感覺能力，是為了我們避免將視覺能力簡單化，以為眼睛只是個類似鏡子的東西。

如前說述，獲得什麼視覺信號取決於眼睛的結構，大腦中建立何種圖像式樣，還取決於其他因素，例如視覺信號傳輸神經系統，大腦的視神經皮層結構和用於處理視覺信號的神經資源。見下圖：

在上圖中，右邊（眼底）是感光的錐細胞和桿細胞，中間一層是雙級細胞bipolar cell等神經元，左面一層是神經節細胞ganglion cell和視神經纖維，將眼睛感覺到的光信號傳遞給大腦。視網膜的外面還覆蓋著一層毛細血管。

這個結構看上去有些前後顛倒，不像是合理設計的結果。Carl Zimmer 在其著作《進化：一個觀念的勝利》（Evolution: the Triumph of an Idea, by Carl Zimmer）中專門以此來說明眼睛是進化的結果。這個結構的缺陷在於：

1. 視覺信號的殘損：由於感光細胞位於神經、血管的後部，所以光是穿越血管、神經才被感光細胞接受的。這樣，感光細胞獲得的視覺信號本身就是破損的。 （被遮擋後的模模糊糊的信息啊！）

2. 盲點：傳遞光信號的視神經按理應該在視網膜之後，但它卻跑到了視網膜的前面，然後在視網膜上扎個洞向後傳輸。這個洞就是盲點。（我們怎麼感覺不到這個洞？有辦法的，有很多實驗都可以讓你發現盲點）

我們通常既感覺不到圖像是破損的，也感覺不到盲點，完全是大腦的功勞。大腦根據生存的需要自說自話就補充、編造了一個「適用的」圖像。我們的視覺圖式中大約有90%都是大腦根據生存需要在內部加工、補充的，而非什麼外部世界的真實圖像。比如說，如果強迫你帶上一副眼鏡讓圖像上下顛倒，經過一段時間的適應後，居然大腦還會將圖像正過來！

視覺被期待所影響，而期待來自經驗，不論是對於顏色 形狀的感知，還是對臉部和物體識別，或對運動和空間的知覺都一樣。參閱： http://www.brainhq.com/brain-resources/brain-facts-myths/how-vision-works

這個例子也說明了進化路徑是單向和不可回頭重來的。人眼據說是從有個內外倒置的眼睛的文昌魚進化而來的，（人類眼睛胚胎和文昌魚類似）。這個內外倒置已經定了的話，後面的進化也只好在此有缺陷的基礎上進行了。這就是路徑鎖定啊！

外側膝狀體LGN：外側膝狀體屬於間腦的一部分。外觀如馬鞍狀（圖）

從眼睛獲得的信號經過視路神經傳遞到這裡終止。每一個外側膝狀體大約有100萬個膝神經細胞。視覺信號再下面就送到大腦中樞神經元了。

大腦視覺皮層：visual cortex

這還僅僅是非常初級和簡單的分析，無非是想讓各位感受一下視覺系統的複雜性，並意識到，視覺圖式的形成是件依賴多種因素的事情，任何一部分發生變化，都會影響視覺圖式。

05

下面談談眼睛的進化

如此複雜的眼睛結構其實是進化的結果，從簡單到複雜，經歷了約7億年。即寒武紀時期。那時沒有兇猛動物，生物都在海洋中，體型小，動作緩慢，軀殼柔軟。代表就是水母。最早具有感光能力的動物就是Bell Jelly。 它們無骨骼，無心，無腦，只有透明的神經系統。在它的底部有一層黑色物質，具有感光功能。5億年前，眼睛出現跳躍式發展。寒武紀期間，生物出現大爆炸，幾千種生物突然出現。這個階段持續了2到3億年，留下了大量化石。這些生物許多發展出進攻/防禦武器：利齒、利爪、盔甲。在寒武紀之前，沒有複雜結構的眼睛complex eyes，但寒武紀出現了，而且還出現了複眼compound eyes.

昆蟲是三葉蟲的後代，也具有複眼結構，但據說它們的複眼是獨立進化而來的。和人類不同，複眼是由許多單眼構成的成像系統，昆蟲的複眼中有幾千到幾萬個單眼。例如，單眼最多的複眼是蜻蜓，有2萬9千個單眼。

複眼的特點是聚焦性能差，但對運動感知非常強。它的運動解析度是人的5倍，具有極快的反射能力（reflexes)。蜻蜓可以按每秒38英里的速度飛行但仍然可以準確捕捉獵物。

脊椎動物，鳥類和爬行動物的眼睛是另一類：單眼，一個由軟組織構成的成像感知系統。這三類動物都來自一個古老的發源於5.5億年前的類似蚯蚓的祖先。

據說眼睛經歷了大約50到100次突變才進化成今天這個樣子。從最早的感光細胞到今天具有各種結構和能力的眼睛，我們看到了眼睛進化的多樣性，和其它感官一樣。

下面這段比較技術，但有興趣的可以看看：

一個非常保守 的「決定」基因———Pax6 ( paired homeobox 6) 可以在不 同的物種中誘導眼睛的形成，說明 Pax6 基因對於眼睛 的形態發生是一個關鍵基因，進而證明後生動物眼睛 是從一個原始類型進化而來的，這種進化機制叫做居 間進化( intercalary evolution).

小鼠的 Pax6 基因在果蠅中的異位表達誘導出了異位的複眼，說明 Pax6 基因在調節眼睛形態建成中有通用的功能，這使人們改變了一直以來認為昆蟲的複眼與脊椎動物 的照相機似的眼睛是兩個不同起源的觀點。

自然界中動物的眼睛被分為兩個最基本的類型， 即單眼( single eye) 和複眼( compound eye) 。

單眼也有三種，一種是照相機似的眼睛( 正透鏡眼) ( positive lens or camera eye) ，存在於脊椎動物和一些非脊椎動 物，例如人和頭足類的眼睛。第二種是凹透鏡眼( concave mirror eye) ，蛤和介形亞綱甲殼類的眼，能產生明 亮但卻十分模糊的圖案。第三種是小孔眼( pinhole eye) ，小孔眼和杯狀眼主要存在於軟體動物中，它只能 觀察到物體的位置。

複眼由若干個小眼( ommatidia) 組成，分為兩種類型，一種是聯立眼( apposition eye) ， 小眼具有獨立的功能，另一種是重疊象眼( superposition eye) ，小眼一起合作在視網膜上產生明亮而有層 理的圖像［15］

根據 Gehring 和 Ikeo 的假設，眼睛起 源於一種古老的原始類型，原始眼。首先，具有視蛋白 ( 有光感受功能的蛋白) 的光敏感細胞進化出現，它在 Pax 6 基因的作用下與色素細胞組成一個簡單的器 官———原始眼。然後，原始眼通過平行進化和趨同進 化，進化出各種不同類型的眼睛。

現在所有的眼睛感光都是利用以維生素 A 為基礎 的視色素（所以要補維生素A啊！）。視蛋白存在的歷史比眼睛存在的歷史還 要長。遺傳分析表明，視蛋白都是同源的，是從相同的 祖先進化而來。

在硬骨魚類、爬行類和鳥類的研究 中發現，古老的光吸收，蛋白分子在3 億 5 千萬到 4 億 年前就進化成4 個錐體家族，以分辨色彩，後來桿狀視蛋白家族出現，輔助暗視覺。

但是在哺乳類中，桿狀視蛋白出現的較早，而以 3 種視色素分子為基礎的 能區別色彩的視覺是在約3 500萬年前才通過基因 重複而獲得，進化到現在，使人類有能力感受到這 個絢麗多彩的世界，享受五彩繽紛的世界給我們帶來 的視覺震撼。

其中一個亮點是所有的視蛋白同源，也就是說，各類眼睛都來自一個共同祖先，不論是單眼還是複眼。

最早的眼只是兩塊感光細胞的斑點，只能感光，不能感覺方向，然後一些生物有了內陷的杯形眼pit eyes，當然這眼睛和現代的眼差別大了，其實就是一處內陷鋪滿了視神經，優點是這種結構能夠限制光線，生物能辨別光的方向了。 這就是所謂「方向眼」directional eyes。

昆蟲是三葉蟲的後代，也具有複眼結構，但據說它們的複眼是獨立進化而來的。和人類不同，複眼是由許多單眼構成的成像系統，昆蟲的複眼中有幾千到幾萬個單眼。例如，單眼最多的複眼是蜻蜓，有2萬9千個單眼。

複眼的特點是聚焦性能差，但對運動感知非常強。它的運動解析度是人的5倍，具有極快的反射能力（reflexes)。蜻蜓可以按每秒38英里的速度飛行但仍然可以準確捕捉獵物。

脊椎動物，鳥類和爬行動物的眼睛是另一類：單眼，一個由軟組織構成的成像感知系統。這三類動物都來自一個古老的發源於5.5億年前的類似蚯蚓的祖先。

據說眼睛經歷了大約50到100次突變才進化成今天這個樣子。從最早的感光細胞到今天具有各種結構和能力的眼睛，我們看到了眼睛進化的多樣性，和其它感官一樣。

06

最早的眼只是兩塊感光細胞的斑點，只能感光，不能感覺方向，然後一些生物有了內陷的杯形眼pit eyes，當然這眼睛和現代的眼差別大了，其實就是一處內陷鋪滿了視神經，優點是這種結構能夠限制光線，生物能辨別光的方向了。 這就是所謂「方向眼」directional eyes.

四原色很神奇。多了這一維紫色，存在的性質會發生很大變化，自然的很多秘密也就輕易地向你顯現。例如，在鑒定羅馬雕塑時，如何確定當時的顏色？其實，人眼對應的三基色都已退卻，但紫外信息還是在的。人眼雖看不見，對於蜜蜂來說，這個信息對它來說是透明的。

還有個有趣的事。你知道如何檢查酒店的衛生？床上留下的髒東西，如體液，在自然光下是不明顯的，但如果關上燈用UV電筒看卻一清二楚。如果蜜蜂有智慧，哪裡還用得著UV電筒？直接雇來做衛生檢查員就行了！

你如果是四基色眼，看彩虹時，就會看出10種顏色，並能識別1億種顏色。

大約在3億年前，一類哺乳動物的視覺發生了轉向。它們從夜行動物變成日行動物。6千6百萬年前，行星撞擊地球，恐龍滅絕，給哺乳動物繁榮創造了機會，各種哺乳動物出現，其中有靈長類動物。它們生活在樹頂/樹梢上，逐漸獲得了極強的辨色能力：獲得了紅色視覺細胞。（在藍色和綠色之外），從此視覺世界變得異常色彩斑斕。

為什麼獲得紅色視覺細胞？一種說法是與他們的樹葉和果實的採摘需要有關。靈長類動物具有60度的視場重疊，所以視覺景深非常強（辨認距離），但視場覆蓋很差。它們的一個彌補辦法是集體生活。集體生活可以觀察來自不同方向的威脅，相互彌補視場的局限，提高集體安全。集體生活使得它們需要溝通和注意同伴的面部表情，這樣也有助智商的提高（大腦變大）。

可以這麼說：眼睛是生命進化的引擎。在生物進化過程中，光線可能是一種巨大的推動力量，而動物的視覺又是一個非常重要的選擇優勢。 眼睛的出現徹底改變了生命進化的規則。眼睛的出現意味著可以主動獵食，世界由此變得殘酷。這無疑會加快生物進化的進程。

07

再來簡單說說嗅覺

嗅覺的進化也是非常有意思的。嗅覺的出現比視覺和大腦更早，約在7億年以前。脊椎動物的嗅覺系統是在水中形成的。記得前面提過文昌魚嗎？它的的嗅覺受體和脊椎動物是一樣的，儘管二者在7億年前就分叉了。文昌魚並不真正是魚，它沒有脊椎，而是一種頭索動物（Cephalochordate），具有兩性。它是研究脊椎動物演化起源的一個重要物種。（原來是人類的祖先啊！）

人類大約有900多個與嗅覺相關的基因，但其中只有400個是活躍基因，而600多都是偽基因。老鼠約有1500多個。大約佔哺乳類動物基因組的3%。 （據說有人的嗅覺特彆強，能分辨幾千種氣味，是否和偽基因有關？) 並不是每個嗅覺感受器對應一種氣味odorant。某種odorant可能會觸發若干個感受器，因為這裡排列和組合的種類是多重的，所以理論上人類可以感知無限多種氣味。與其他哺乳動物相比，靈長類動物的有效嗅覺 OR（olfactory Receptor) 基因較少。(視覺發達會抑制嗅覺能力？）

嗅覺系統中比較值得一提的是犁鼻器（VNO，或Jacobson"s organ)，一個很怪的詞。犁鼻器並不是一個完全獨立的感官，而是嗅覺系統的一部分。它可是許多動物重要的感覺器官，例如所有的蛇和蜥蜴，也包括許多哺乳類動物，如鼠、象、牛、羊5、豬、貓、狗等等。它的功能主要是用來感受外激素的，而感知外激素是為了捕食、佔地和交配。人類是否有犁鼻器很有爭議（人的腋窩發出的狐臭難道不是外激素？人如果發射外激素，難道人沒有接收的犁鼻器？），但至少人類在胎兒發育早期是有的，但到26周時發生退化，所以在成人身上不大容易發現。也有人有比較明顯的犁鼻器，但其功能完全不能與和動物的相比。（生物重演律」，生物個體發育重演種系發育史？）

因時間限制，本文並不能展開描述其他感官的進化和過多地比較人類與其他動物的感官差異。另外，描述感官進化和跨生物感官比較本身並不是本文的目的。本文的目的，是想通過這些描述讓大家感受進化路徑的多樣性和感覺器官的複雜性，從而認識到我們的經驗基礎原來是一個隨機變化的過程。更重要的是，理解了進化的隨機性質才能明白存在的隨機性質：存在無非是感官的函數。它是一個歷史概念，是一個在宇宙中的展開過程。

做一些簡單的跨生物感官比較：

在進化的長河中，不同動物在各自的路徑中發展出了各自獨特的感官。各有各的用，各有各的活法。人類的感官系統只是其中的一種。人類與其說有什麼優越的感官能力，不如說人類有個長瘋了的大腦和有點特別的信號解釋系統。

人與其他動物相比，有些感覺能力是類似的，如視覺等5種。即便是視覺，如前分析，人類和動物的視覺也有極大不同。以此類推，在其他「同類」感官上，人類和其他動物也是不同的。前面反覆說過，感覺取決於感覺受體，更取決於腦神經的解釋系統。以此來看，不要說人類的視覺與動物會有極大差異，就算是人類中的個體，感覺的差異其實也是很大的，例如藝術家中有聯覺能力的比例就高許多，不過我們習慣於抹殺這些差異，或者願意方便地把兩端分布歸結於「病」。

08

與人類感知能力類似但非常不同的例子如：

鷹眼：比人體重輕100磅，但眼睛重量和人相當。人眼每平方毫米有20萬感光細胞，而老鷹有100萬，解析度是人的5倍。老鷹的眼睛向前突出，更為平坦，放大率是人的3倍。

複眼（如蜻蜓、蜜蜂等）可以像魚眼那樣有360視角，並可以同時聚焦近物和遠物。複眼對運動感覺特別敏感，能跟蹤快速運動的物體。

蜜蜂和黃蜂的眼睛雖然是三色素的，但它們可以感知紫外，因而可以感知偏振光。（像戴不同墨鏡！）

海洋哺乳動物和一些夜行動物的眼睛是單色素的（只能感覺灰度）

魚類、鳥類是四色素動物，視覺結構和成像系統比人類更為複雜。

有些動物雖然有眼睛的結構，但是盲視的。

這個動物叫富貴蝦mantis shrimp。它有16種色視錐細胞（人類是3種！），是已知生物中色視錐細胞最多的生物。它的顏色感非常精確，既可以感受偏振光，也可以感受多光譜圖像。它的兩隻眼分別位於可以獨立轉動的移動桿上，被認為是動物界最複雜的眼睛。

狗的嗅覺：狗有3億嗅覺細胞，比人多50倍，此外狗大腦中用於處理嗅覺的細胞比人多40倍，所以總的嗅覺能力比人類強上萬倍。 據說狗不僅可以跟蹤行人行蹤，甚至可以知道行人的行走方向（通過味道變化梯度實現，第二步的氣味要比第一步濃啊！）

據說大灰熊能在30公里外聞到你的氣味，比獵犬還要強。

有許多感覺能力是動物特有的，如對超聲波的感知，對磁場的感知，對紫外（因而對偏振光的感知），對紅外的感知等等。舉幾個例子：

蛇的紅外感知能力；

蝙蝠的聲波定位能力；

蜥蜴的超聲波感知力；

鱗翅目的昆蟲可以偵測到10公里之遙的可能配偶所釋放出的性信息素

鴨嘴獸利用獵物身上發出的電脈衝定位獵物

某些鳥類的GPS（磁場）感知能力

鎚頭鯊感知遠程微小電流的能力。它們可以感知100億分之一的電壓。（衣服的摩擦靜電是這個值的一萬億倍！）所以鎚頭鯊在海底無需視力但可以探測任何生物。

09

最後，我想用我今年在另一個群中的2段帖子來結束今天的討論。

1. 人的哲學

研究「人的哲學」離不開對「人」自身的進化、結構以及其與環境的互動方式有深入研究。

哲學史上有邏輯主義/理性主義反對心理主義的鬥爭，如萊布尼茨等哲學家們一向排斥生物學或心理學。在他們看來，世界與人是兩分的，存在獨立於人，認識只是外部世界的摹本。的確，如果這種理論成立，「存在」也就與人無關，生物學和心理學也就無需引入哲學。

然而16世紀之後現代科學的興起使得經驗主義（洛克、貝克萊、休謨）哲學逐漸成為主流，儘管康德試圖對先天理性和後天經驗進行綜合。

經驗主義的近代形式，是將存在定義為一組關係，或者說人和系統的一種耦合。存在變成無法獨立存在之物，人和存在不再是兩分的，存在只是在關係中才有意義。換言之，人和外部共同構成存在。

然而大多數的經驗主義哲學家雖然承認個體差異，卻並不把觀察者看作時間的變數，原因有三：

（1.）觀察者的變化在個人生存尺度上變化極小，難以察覺；

（2.）所有的觀察者都是人，而人的生物構造同構，所以會產生觀察方式/觀察能力恆定的集體幻覺。

（3.）迄今為止，還未有人成功描述感覺器官變化與觀察變數之間的關係。

事實上，只要否定神創論，從進化的角度看，人及其生物史上任何祖先形態作為觀察/感覺者，在生命長達幾十億年的進化過程中，感覺方式和能力發生了巨大的變化。我們顯然無法假設人類當今的感覺方式/能力和1億年前是相同的。事實上，人類的各種感覺器官的形成和功能是分別產生和進化的。人類在1億年前的祖先所具有的感官結構和功能一定和我們不同。即便是某特定感覺能力，如視覺，其1億年的視覺方式和能力與今天當有天壤之別。我相信：

（1.）現在的感覺器官出現在歷史的某個階段，而在那之前，並無此器官；

（2） 現在的感覺能力和方式曾經和歷史上的方式和能力有巨大差異；（比如視覺在進化的某個階段並不能識別顏色）

（3） 有些感覺能力曾經在歷史上出現過，但現在消失了；存在過的未必繼續保持；

（4）1億年後的人類感官與今天會有巨大不同，現在有的可能繼續有，也可能消失，有的可能增強，也可能減弱；

理解進化偶然性和人類進化定徑（chreods）對其他多可路徑的排斥可以從動物感覺器官的橫向比較中得到理解。這些比較之所以是有意義的，是因為具有這些能力和具有智能並不排斥，人類在進化過程中，完全有可能取另一條路徑，具有今天動物的特有感知能力。

當不同物種感知能力差異僅僅局限在一定範圍內時，我們或許還可以固執為人類的感知能力感到驕傲，但如果出現數量級的差異，我們就不得不放棄這種固執了。特別是如果人類對其他動物可以感知的世界完全無知時，如果還不願意低下高傲的頭顱，那麼就只能用愚蠢來形容人類了。

假想人類的嗅覺或聽力可以放大幾百萬倍時，或者當人類打開了一個全新的感覺世界時，我們的認知方式會發生何種變化？我們當下的意識、概念、思想、邏輯甚至物理和數學會發生何種變化？這幾乎是個無法想像或者不敢想像的領域。人類或者至今尚未做過此種想像。

基本可以肯定地說，當下人類是個視覺主宰的生物，嗅覺和聽力在歷史上或許扮演過更為重要的角色，但當下人類的視覺幾乎主宰了我們關於真和關於科學/數學的全部方面。難以想像我們可以憑藉嗅覺或聽力建立幾何學、空間觀念和時間觀念。

人類之所以是視覺主導的生物，是因為視覺感知的精細程度。精細的分辨能力可以感知差異（運動/顏色/形狀等），有了差異就可以建立關係，有了關係就可以建立規則和運算。

假想人類是視覺能力為零而以嗅覺主導的生物，可以分辨微小的氣味差異，甚至強到可以辨別不同的分子。這種智能生物將如何適應環境，如何建立自己的數學、物理學和整個科學體系？當你可以直接觀察（嗅出）分子時，物理學還有那麼間接嗎？我們描述物理的公式難道不會變化嗎？

我們甚至無法斷定人類和這種生物分別建立的數學系統之間有任何同構關係。我們人類畢竟僅僅根據我們有限的時空中所獲得的經驗建立了演繹世界的工具，我們企圖把這種演繹推向無窮和無限，但我們畢竟會碰到邊界。我們沒有任何理由說我們的公式在邊界之外依然成立，除非我們把此當作一種信仰。

在此意義上，純數學是不存在的，無論它在我們這個宇宙中能夠找到多少同構體系。數學的經驗基礎是無論如何無法去掉的，無論數學中的許多操作還無法在經驗世界找到對應物，例如虛數的操作和時間的反演。

之所以數學及所有科學的經驗基礎無法去除，是因為感覺器官說到底是有局限性的。第一，感覺器官的進化時間是有限的，而且恆常處於進化（變化）之中；第二是進化的路徑取向是隨機的且不可逆的。人類進化超某個方向的突變（坍塌）自動排除了所有其他路徑，從而宇宙也就只能朝此方向演化。所以說，任何存在以及描述這種存在的數學和物理體系一定取決於感覺結構，它們相對感覺結構而存在。在另外一組感覺結構下，數學和物理的構建方式將極其不同而且無法同構。

從理論上說，人類的進化方向儘管不是無窮多的，但一定是多樣的，正如電子可以在不同的軌道能級上運行。感知者和環境的互動（刺激S - -反應R）平衡可以以多種方式發生並生成不同的專門化感覺器官。沿著這些不同的S – R適應路徑發展，生物間的區別可以達到完全無法溝通。

2. 宇宙進化、生命進化以及知識可靠性

如果世界是由某些規則在時間中展開的（宇宙進化！），各種事物/現象應該呈某種樹形分布，若干在低階看似亂象的東西在高階可以找到簡單的解，或你說的所謂「不變性」。人類的演繹工具從分叉開始，逐漸接近主幹，似乎是這個過程。有意思的是為何人類研究物理定律最初並不需要引入高維？人類最初能認識的空間就是無時間維度的歐幾里德空間，原因是人通常低速運動，完全感覺不到高速運動時相對論效應。但當你開始研究電子和微觀世界時，被研究的物體基本都按光速/接近光速運動，相對論效應就凸顯了，引入閔可夫斯基空間也就成為必須。同理，在地球上，因地球質量小而引力空間平坦，歐幾里德空間沒有問題。但當你研究相當於地球質量上百萬倍的太陽周圍的空間時，空間曲率和質量的效應就無法忽略了，所以需要引入黎曼空間。超炫理論所要求的11維空間目前還是數學推論，要找到實驗證據幾乎無可能啊！據說弦的尺寸可以這樣理解：弦和原子的比例，相當於太陽系（不是太陽！）和我們身邊的一棵樹的比例！ 需要什麼能級的加速器來把粒子撞碎以便能觀察到弦？

甚至專門研究時空的愛因斯坦也說：（時間）是個「a stubborn, persistent illusion.」 ：-）但基本物理過程是否時間對稱是有爭議的。至少在我們這一維宇宙中，宏觀宇宙的進化顯然是不可逆轉的，包括生命。即便在微觀世界，弱交互作用也不滿足對稱性。熱力學第二定理也不讓物理過程可逆。有上帝當然就不同了。記得當年和朋友談過製作一個DVD光碟講故事，沒有固定的結局，或者說結局完全取決於故事中的人物在某個節點的「自由意志」，一旦進入一條路徑，即不可逆轉，但仍有機會在下一個節點選擇給定的數個路徑中的某個路徑，如此結局十分不同，人物命運也迴異。作為光碟的設計者，我很清楚有多少條路徑（維），但故事中的人物經歷的路徑只有一個。在此意義上，我就是那個故事的上帝。

生命的出現本身就是奇蹟，儘管很有限。從實用的角度看，世界當然是可以理解的，而且知識的進步也是必然的，這個並不需要樂觀主義的氣質才能獲得。從根本上說，人也是自然的產物，如同山川河流。萬物服從自然法則，那麼人類的產生應該也服從同樣的法則。所以在人類結構和自然結構中找到同構並不難理解，所謂進步也只能在此意義上談論。不過還是要小心這種進步觀，如果撇開人類的使用目的，我們的知識究竟進步了多少？人類知識的確在深入，但深入的很可能是歧途。必須承認，人在歧途上也是可以很深入和自洽的。其原因，是我們過於自信人類的生物結構和感知能力。人類視覺發達，人類數學是此發達視覺的產物，物理學更是仰仗視覺和數學。整個科學基礎都是以視覺為基礎的

最大誤解在於對認知主體和物理實在的關係。我也不認為我閉上眼睛物理實在就隨我消失了。 但物理實在是一回事，物理學是另一回事。物理實在可以不以人的存在作為前提，但所有對物理實在的認知都是以人的存在和認知結構作為前提的。所以不可以不研究認知主體。我還是那個理論，人類這個認知主體被鎖定在一個特定方向，人的認知結構只是無數可能認知結構中的一種，人只是一個濾器，濾器的性質決定了我們只接受某種特定信號並只是演繹某種規則。比如說人可以根據視覺創造數學，但絕對不會用嗅覺創造數學，而這兩種數學之間是否同構是無法知道的。我們實在無法根據我們可憐的認知結構獲得的可憐演繹規則來無限演繹我們這個宇宙，更不要說完全與我們的經驗無關的多重宇宙了。如果我們一定堅持要說我們經驗之外的世界與我們的演繹規則同構，那麼這種跳躍也只能由信仰完成，所謂"信心跳躍「 （Leap of faith）。

我同意好的理論是在邏輯允許的前提下把想像力運用到極限。科學不是與其他宗教等價或平行的其中一種。科學代表了人類這個自然之子的自覺，這是個奇蹟。但同時不應失去對自然和宇宙的敬畏。科學已經解釋了很多，但未解釋的更多，在那些未知的領域，我們還是要老老實實承認人的渺小和感知的局限，承認那個造物主（如果存在的話！）的宇宙之龐大和無限。在無限和未知面前，我只有低頭，雖然腳下的路仍然在走。

從宇宙尺度來看，人只是自然界的一個短暫的不可逆轉的現象。這個結構僥倖出現了，但可以預測，在現有的自然平衡結構破損之時，人類這個特定結構一定也就破損了。愛是人的原則，是個短暫原則，但未必是宇宙的原則，所以不是永恆的。我們知道宇宙中有引力，但也有斥力。人類賦予其意義，上帝只能笑笑。

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