摘要
越进化越复杂？
大脑进化出路在何方？
进化是朝向复杂化发展的，人脑的复杂性也是随着进化而不断增加的。在爱思唯尔（Elsevier）旗下全医学信息平台ClinicalKey检索，发现在神经科学领域期刊Trends in Neurosciences近期刊登的一篇研究论文正好解答了人类大脑进化的问题。
本文将围绕着大脑进化与人类进化的复杂性及其表现和原因，以及人类能否控制进化并阻止自身灭绝这几大问题展开讨论。
让我们先来了解一下本文即将反复提到的两大关键词：
“熵（entropy）” 和 “进化（evolution）”
最近大火的诺兰电影《信条》让熵的概念又火了一把——“熵”是标志混乱程度的参数，一个体系越无序，熵值越大。“进化”是指生命体对环境的适应性，不同的进化中生命体有不同的熵值，其中拥有“最优熵值”的生命体对环境的适应性最好，结构也最稳定。
当环境稳定时，生物的进化是从无序向有序发展的，生命体发生熵减，且体内信息量减少；而当环境变化时，生命体可能出现熵增，且体内信息量增加，但也可能出现熵减且体内信息量减少，而这时的“最优熵值”会随之变化。
进化的大脑
世界是相互关联的，储存过去的信息可以帮助预测未来，为生存提供极大的便利。其中，突触可塑性的演变被认为是支撑大多数甚至所有形式的记忆的生物学基础，具有和核酸进化不相上下的重要性。记忆的一个重要用途是存储空间信息，不同的环境存在不同的生存潜力，如果一种生物能够利用这些差异来存储能够引导自身前往有利区域的信息，则该生物就会具有更大的生存优势，这个时候在生物体内就会开始出现内部空间模拟（internal spatial representation）。
一种更复杂的空间表现形式不仅需要对事物与自身的关系进行编码，亦即自我中心编码（egocentric coding），还需要对它们独立于自身位置而在世界中的位置进行编码，亦即分散中心编码（allocentric coding）。一个向外导航的有机体需要一个方向和距离的表示，这样它才能形成空间布局的二维地图。为了自我定位，动物还需要检测旅行的距离，并将这个三角函数与旅行的方向结合起来，才可以返回到旅行的起点。进化的路径整合能力提供了一个巨大的生存优势。路径整合还允许出现相对于偏心参考系的突出位置表示，可以组装成类似于地图的内部模拟，这让动物对它们周围的环境形成丰富的内部空间模拟。哺乳动物完成这一功能依赖于海马体，它能同时接收关于行进方向、距离以及环境中物体和事件的输入信息。
海马体（hippocampus）还具有时间方面的作用，而时间可增强空间记忆的预测能力。对人类来说，模拟空间和时间的能力导致了丰富的情景记忆能力——对生活事件的记忆——以及对尚未发生或可能永远不会发生的事情进行详细描述的能力。
人类区别于其他动物，一个很重要的原因是符号语言的使用。语言的习得和上述其他认知的增强（如复杂的情景记忆）可能是同时进化的。语言的重要优势在于它使得在空间和时间上保存和传递信息成为可能。
进化的复杂性表现在哪？
在过去的两个世纪里，两种看似相互矛盾的观点塑造了我们对宇宙和当下世界的理解。一个是热力学第二定律（它表明熵值总在增加，即熵增定律），另一个是达尔文的进化论。两者都有统计学基础，然而又互相矛盾——熵增会给进化增加无序和混乱，而进化又会增加有序性和复杂性。过去近40亿年的时间里，有序和复杂同时影响着世界。
最近，科学家提出了一个新概念，即结构的时空作用是一种统一的元素，特别是生命体如何通过发现新的化学相互作用来增加自身的熵值，同时提高自身存在的持久性。这种观点认为生命不断开拓出新的通道，允许熵流经不断增多的多空间多维度的状态空间泡沫（multicompartmented multidimensional state-space foam），并使之在这个过程中变得愈加复杂。
为什么进化过程会增加
复杂性？
我们可以看到，进化的复杂性表现在新的状态空间不断增长并逐渐加入新的生命，在自我复制增加和持续进化的过程中，新的熵增通道得以开辟。这个过程不是单向的，而是可以朝任何一个方向发展的，是纯粹的统计学过程。
另外，进化过程的复杂性明显增加的重要原因还源于生命开始于一个复杂性较低状态这一事实，从统计学上看，在早期的宇宙中存在比简单状态更为复杂的演化，使得复杂性更有可能增长而不是下降。然而，与熵不同的是，不确定的复杂化并非不可避免——在任何时候，复杂化的生命都可能打开一条新的通往状态空间泡沫的通道，这个泡沫通道很小而且没有出口。以人类发明的热核武器为例，微小且无出路的泡沫将导致生命的灭绝。生命变得越复杂，可以发掘的通向更多泡沫的通道就越多，就越有可能发现自己走进了死胡同。熵变，反而值得依赖。
人类能控制自己的
进化吗?
在过去，生命的复杂性主要由进化推动，但自从工业革命以来，人类的技术进步也加速推动了进化的复杂化趋势。目前，我们已经能够修改很多生物的基因组，甚至可能包括人类自己。在未来，像CRISPR这样的基因编辑技术能否取代进化，成为进化复杂性的驱动因素？人类能否使用技术推动自己大脑的进化？如果以上假设成为现实，我们无异于在给自己增加更多状态空间泡沫。以后面临的问题还将包括：我们是否可以选择进入某个状态空间泡沫通道，避免自己进入死胡同？又或者，这些技术进步给人类带来方便的同时，是否同时加速了走向灭亡的进程？从统计力学来看，以上两种情况都是可能的。
人类能阻止自己的
灭绝吗?
作为第一个可能有能力理解和预测自己命运的物种，我们渴望能够预测未来，扼住命运的喉咙。但现实情况是，熵过程是物质的基本热力学属性，能量衰减不可避免。因此，现实中我们能做的至少是在可预见的将来延缓它的发生，而这要求我们需要克服因为目前的复杂性而使自己走向毁灭的重大驱动因素：包括战争、疾病和致命性自主武器。
