生命科学50讲 | 生命·智能 | 笔记和点评

更新:2019年09月11日

重复看了几遍,现在觉得这门课的科普性很强,但强行解释的部分太多,而且专业性和逻辑性不是很深,需要配合教科书一起服用。

这门课程最厉害的在于逻辑串讲,把原来孤立的知识联结起来了,框架基本搭好了,就等你来一起大开脑洞。

推荐教材

分子生物学 5th - Robert F. Weaver - 以基因为研究对象来阐述生命活动现象

Neuroscience 6th - Dale Purves - 神经信号、感觉、运动、发育和认知,展开介绍大脑的方方面面

目录

发刊词丨邀请你见证一个40亿年的奇迹

01丨进化
02丨逆转进化
03丨从“博物学思维”到“生物学思维”
04丨理解生命,需要多大的脑洞
05丨烧瓶里的原始地球
06丨生命以负熵为生
07丨能量之源:葡萄糖
08丨能量货币:ATP
09丨细胞内的水电站:ATP合成酶
10丨生命来自热泉口
11丨自我复制比永生更重要
12丨自我复制的降维打击
13丨自我复制的实现:DNA双螺旋
14丨DNA复制的两大难题
15丨RNA:生命的起源
16丨病毒:RNA世界的余晖
17丨生命演化进入快车道
18丨“看不见”的细胞膜
19丨第一个细胞是怎么形成的
20丨细胞的能量革命:被吞噬的线粒体
21丨多细胞生命的诞生
22丨伟大的分工,沉重的代价
23丨分工的实现:“潜能”换“功能”
24丨谁在主宰细胞的命运2
25丨分工的巅峰之作:人类大脑
26丨缸中之脑:我只是我的感觉
27丨视觉要有光
28丨视觉:形状的秘密
29丨视觉:捕捉色彩
30丨嗅觉与味觉为什么不“智能”?
31丨脑洞大开的奇妙感觉
32丨 我们为什么要学习
33丨学习是什么?
34丨学习的本质:单身派对定律
35丨聪明老鼠:被操控的学习能力
36丨假如记忆可以移植
37丨社会:繁衍与竞争的新策略
38丨团结就是力量
39丨语言:伟大社会的基础
40丨性的生物学
41丨同性竞争:暴力的逻辑
42丨求偶社交:对面的女孩看过来
43丨镜子里的自我
44丨自我意识的基础:镜像神经元
45丨我能被完美复制吗?
46丨自由意志,最重要的幻觉
47丨本能不自由
48丨人类心智:白板还是蓝图
49丨你的决定由谁做出
50丨关于地球生命,我们知道的和不知道的
期中加餐丨是什么,让人类与众不同
特别放送 接招jy0604:人类的基因是否会整体变差?
独家评测 关于生命,你理解了多少?

课程的逻辑结构

两大部分:生命(1-24)和智能(24-49)

智慧生命十大元素

  • 物质
  • 能量
  • 自我复制
  • 细胞
  • 分工
  • 感觉
  • 学习
  • 社交
  • 自我意识
  • 自由意志

笔记和点评

01丨进化:生命的主人

谦卑:无法决定,无法彻底了解的学科

自负:技术在飞速发展,人类开始主动改变生命

点评:生命科学确实应该谦卑,与物理学类似,它极度的依赖实验观测,然后才能推理;一个客观的事实是生命的出现远远早于人类和智能的出现,这就意味着我们的首要任务是去探索和了解,而不是创造。我一直认为我们的智能是寄生在生命系统上的过客,生不由己,死不由己。生不知何来,死不知何去。自负,现在技术确实在高速发展,分子生物学、测序技术、基因编辑、iPSC、类器官等,但我们对复杂的生命系统仍然知之甚少,我们都钻到细节里去了,谁都看不见整个森林。

生命是一场持续了40亿年的无可奈何。

1. 身体没有话语权 举例:镰刀型贫血症,同一突变的双功能性,不同条件下有不同的筛选结果。

2. 智慧来自基因突变 举例:FOXP2基因突变形成了语言,语言和智慧是天选的结果,不是人选。

3. 生命主动选择死亡 举例:男性睾丸酮的负面效果,利于繁衍,缩短寿命。

点评:演化论确实能很好的解释生命的发展历程,但仍需审慎,演化留下的都是更适合生存的个体,在演化里不存在最优,只有当下环境里的更优。在高级智能出现之前,确实没有其他力量可以左右演化。

"Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution" is a 1973 essay by the evolutionary biologist Theodosius Dobzhansky, criticising anti-evolution creationism and espousing theistic evolution.

02丨逆转进化:人类命运的拐点

生命科学旨在理解生物现象的底层逻辑,打破演化历史的枷锁,让人类成为自己命运的主人。

1. 基因编辑:重写生命密码

2. 移植记忆:创造智慧

3. 对抗死亡:永生的顾盼

点评:这一节列了几个话题,大开脑洞,可以查到很多相关的最新进展,一个话题就是一个很大的专业领域。

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03丨从“博物学思维”到“生物学思维”

博物学思维:分门别类的去研究,从细节到整体

生物学思维:普遍规律,如热力学第二定律

  • 热力学第一定律也就是能量守恒定律。
  • 随时间进行,一个孤立体系中的熵不会减小。
  • 热力学第三定律通常表述为绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度(T=0K即-273.15℃)不可达到。

点评:生物医学的从业者太多,大部分都在做非常细分的研究,大家都是做只见树木不见森林的研究,正如文中所说,博物学思维很容易让人迷失方向;想要搞定这个复杂系统就必须从底层出发,明晰底层最基本的规律。


04丨理解生命,需要多大的脑洞

构成生命的物质:蛋白质、DNA、细胞,碳基生命。

错误的认知历史

  • 三种灵魂:统治人类两千年的愚昧,神秘主义
  • 机械论:生命就是一台冰冷的机器
  • 活力论:生命是独一无二的特殊物质

点评:相较于生命诞生、智能形成,生命科学的快速发展才是最近几十年的事情,人类直到很晚才发现一些基本的生命准则。生命科学是门实证的科学,必须要借助实验技术来验证。要想真正的深入研究必须要有一定的修为,因为我们要直面惨淡的人生,要正视淋漓的鲜血,勇于探索意志的临界虚空,那是我们的起源,也是我们的归宿。研究最前沿的理论是很容易走火入魔的,因为你已经踏足了虚空之域,这里不曾有人踏足。对我来说尤其如此,每次都会梦中惊起,仿佛要坠入无尽的深渊。虚空,不能说,不可说。

05丨烧瓶里的原始地球

维勒实验:击穿活力论,生物体内的尿素可以人工合成。

烧瓶里的原始地球:生命物质不特殊。生物体内的氨基酸可以人工合成。

生命物质并不特殊,可以从自然界中合成。

点评:技术改变认知的第一步,从物质层面分析了生命系统。

06丨生命以负熵为生

热力学第二定律:在任何一个孤立系统里,总体的混乱程度,只会增大不会变小,直到达到混乱的最大化。

点评:鲜活的生命是一个高度有序的系统,物质、信息和能量彼此高度协调。

07丨能量之源:葡萄糖

葡萄糖是身体的蓄电池,1.分子结构稳定;2.存储的能量容易提取;

太阳是几乎一切地球生命的终极能量供给者。

点评:宏观、常识和微观之间存在着惊人的对应。能量的本质是什么?为什么在质能方程里能量和物质可以相互转换?

08丨能量货币:ATP

ATP是生物体的能量货币:宏观调控和规模效应。

点评:把ATP比喻为货币其实是有点不准确的,因为货币自身没有价值,只是一种信用,而且在交易中不发生变化,没有方向。而ATP则不然,它由线粒体总部产生,单方面的发放给其他单位使用,在交易时ATP会发生物质能量的变化。社会的终极形态会不会也是这样,由一个中心提供生产力,其余个体按需分配,和谐共存,但是这就要求生产力足够,且社会分工完全,分配体系足够完善。

09丨细胞内的水电站:ATP合成酶

解决了生命体里的物质和能量耦合的机制问题。

生产ATP就如同水利发电

点评:宏观和微观另一个惊人的巧合,人类先发明了水利发电站,然后才在细胞里发现了ATP合成酶。

10丨生命来自热泉口

制造ATP的方式,并不是被地球生命所普遍选择的,而是这种方式本身催生了地球生命的出现。

三十多亿年前的蛋白质分子机器:LUCA,发现了ATP合成酶基因,但却没有膜和离子浓度差。

所以,生命最初必须出现在一个天然存在离子浓度差的环境。

原始生命在海底热泉口制造能量。

点评:这是本课程里的第一个大脑洞,假设了生命的起源方式。

11丨自我复制比永生更重要

生命大厦再坚固也抵不住环境的变化莫测和反复无常。

恒定的生命是脆弱的,1.无法抵抗极端的意外;2.无法适应环境的改变;

不精确的自我复制让生命延续,从物种的长期生存来看,繁殖的意义远远大于永生。

点评:这集又开一个脑洞,赋予了我们熟知的复制以重大的意义。这让我想起的反常的半致死剂量,有了复制、繁殖和突变,生命就显得尤为顽强。

12丨自我复制的降维打击

蛋白质无法独立自我复制

生命简化了纪录和复制的难度,把立体的、三维空间的蛋白质信息,记录在了一维的DNA分子里。

DNA工具书的抄写十分容易和稳定

点评:解释了DNA作为遗传信息的合理性

13丨自我复制的实现:DNA双螺旋

DNA双螺旋结构的发现

点评:DNA已经明确为遗传信息的载体,但是无法确定其结构和存储方式,双螺旋结构揭开了底层的数据结构问题。

14丨DNA复制的两大难题

先有DNA还是先有蛋白质?

为什么需要第三者RNA?

RNA剪接:揭示了RNA同时具有DNA和蛋白质的特性

点评:解释了中心法则形成的过程,赋予了RNA重要的起源和媒介作用。

15丨RNA:生命的起源

RNA世界理论:RNA这种生物大分子,既能存储遗传物质,又可以实现蛋白质功能。可能是它推动了最早的生命活动。

点评:NB,刷新了三观。

16丨病毒:RNA世界的余晖

RNA是病毒的遗传物质

病毒的生命历史:生命特征和分生命特征交替出现的循环过程。

RNA的缺陷是一种生存优势

点评:与细节中推理出核心规律,震惊

17丨生命演化进入快车道

细胞围起生命的三大要素

细胞让生命演化进入了快车道

细胞大大增强了生命活动的复杂程度,让生命的演化走上了快车道。

细胞丰富自然选择的可能性。

有了细胞生命,达尔文的自然选择理论才算开始工作了。

点评:细胞无疑是生命的最基本的单位,此处揭示了细胞出现的合理性。

18丨“看不见”的细胞膜

人类第一次看到细胞

磷脂双分子层细胞膜

分子的头部像水,尾部像油,形成稳定的结构。

细胞膜的物质基础容易出现

点评:磷脂双分子层的力学分析十分有趣

19丨第一个细胞是怎么形成的

三种推测的细胞形成的起源

ATP合成酶的进化

20丨细胞的能量革命:被吞噬的线粒体

细胞有个能量天花板

被细胞吞噬的线粒体

21丨多细胞生命的诞生

单细胞生物如何变成多细胞生物

多细胞生物:为了更好地吃和避免被吃

22丨伟大的分工,沉重的代价

分工解决了生殖和运动之间的矛盾,这句话是不合理的,生殖和运动之间没有矛盾,文中举例细胞在生殖的时候没法运动,为了躲避天敌,所以需要分工,这显然是个很烂的举例,不分工也能通过错开生殖和运动的周期来实现这一点。分工的本质是更经济的利用资源,并不是这里的生殖运动矛盾。

分工的第一大价值:专业,很多细胞为了分工牺牲了自己,甚至丢掉了最关键的全能性。

分工的第二大价值:协作,分工能高效的前提是协作,我们是一个整体,互利共生。如果大家互相孤立,分工就没有任何价值了,甚至会饿死。

分工的第三大价值:创造新功能,这里举神经系统为例。生命系统演化出神经系统,其实是更高形式的进化,生命体里出现了一个速度更快的电网,这是传统组织无法实现的(没有电,慢,也没有网,复杂性起不来)。

细胞分工的代价:癌症,阶级斗争,这里是王立铭自己开的脑洞,科学性还有待论证。癌症更像是设计师留在我们身体里的一个bug,突变的某种形式上的积累就会出现癌变特征。

点评:微观和宏观的另一个巧合,就像经济学中所阐述的一样,分工是最合理的存在,高效且节省。我们每个人体内其实都有个非常高效的经济系统,完美的市场经济和计划经济的结合,按需分配和宏观调控。宏观的人和微观的细胞在某种形式上是一样的,都需要消耗资源和产生价值,来维持整体(社会/个体)系统的正常运转,资源是极其有限的,所以想要生存就必须高效,想要高效就必须要分工。“人人生而平等”不代表人后天平等,社会必须分工,分工就意味着不平等,个体利益屈服于整体的利益。虽然分工了,但是每个细胞和每个人的全能性都还在,它有改变自己的潜能。所以分工的结果只是命运的改变,并不是个体的本质发生了变化。

1776年3月,亚当·斯密的《国富论》中第一次提出了劳动分工的观点,并系统全面地阐述了劳动分工对提高劳动生产率和增进国民财富的巨大作用。

The quotation "all men are created equal" is part of the U.S. Declaration of Independence, which Thomas Jefferson penned in 1776 during the beginning of the American Revolution. 

23丨分工的实现:“潜能”换“功能”

细胞分工的过程,就是一个细胞用潜能换功能的过程。一句“正确的废话”,不喜欢这种语言学上的信息量很少(模糊)的话。更准确的说,分工是基因选择性表达的结果,这其中牵涉到了很复杂的时空调控。

第一次转折:胎盘和胎儿的分化

第二次转折:细胞功能的分化

第三次转折:成为体细胞

点评:这一小节就无力吐槽了,讲得实在烂,没走心,披着科学的外衣,其实讲得很表面,看出来作者这部分没怎么思考,拼凑出来的文字。

24丨谁在主宰细胞的命运

对称破缺,打破对称。

分工的外因:环境中化学信号的强弱,WNT

分工的内因:细胞之间的反复博弈,Delta

点评:这里提了下分化的分子机制。分工其实只是一种选择性表达,并不是真正的分,遗传物质还是全套的,这从诱导干细胞的发明中也可以看出来,fibroblast可以在几个诱导因子的作用下去分化成iPSC。

番外篇 - 课程补充

基因 - 比细胞更小的生命单位,蛋白的降维压缩形态。

遗传 - 二维的遗传物质的传递形式

发育 - 受精卵中的二向箔(二维遗传物质)的动态展开方式,令人无限痴迷的调控。

调控 - 多样性集中体现在基因的表达转录调控上,复制和翻译涉及的调控比较少。

基因编辑 - 最前沿的控制基因的技术

干细胞 - 发育科学最前沿

类器官 - 发育科学最前沿

遗传学三大基本定律:等位基因分离,不同染色体的非等位基因自由组合,物理距离相近的非等位基因连锁遗传。

期中考试 - 课程补充

生命系统的讲解已经结束了,期中考试来了。

如果要你当造物主,你会怎么设计生命,如何借助进化的力量来选择出最合理的生命形式?

进化的假设是环境的恶劣和多变,现在我们可以人为控制环境,此时你如何跳开进化创造生命?

现有的生命系统只是生命形式的一种可行解,却不是唯一解,如何寻找其他的可行解,其他的生命形式?随着对外星文明的探索,很快我们就会发现我们不是唯一解。

生命的定义要清楚,不然制造生命就没有明确的目标!病毒也是半个生命,组装制造一个病毒就简单了,这就算造物了吗?显然不是。现在合成一个大肠杆菌也可行了,这算造物吗?也不算。那怎么样才算真正的有能力制造生命呢?

制造一个生命体没有意义,它能做的实在有限,必须设计出一个生命的生态系统,自我繁殖和生存是基本的条件,并注入欲望系统和自由意志,让其自由来探索这个世界。

生命科学还有哪些未解之谜阻碍我们创造生命?哪些是技术短板,哪些是认知缺陷?

个体可以实现永生吗?干细胞技术最近很火

艾滋病可以被治愈吗?

癌症可以被攻克吗?癌症的免疫疗法,机器学习的癌症筛查也很火,都有重要的进展

参考阅读:

吃一年药年轻2.5岁:这项研究,有望首次逆转人类生物学年龄!使用“表观遗传时钟”来预测生物学年龄;生长激素、一种糖尿病药物(二甲双胍)和一种激素补剂(脱氢表雄酮)的“鸡尾酒”疗法。1995年由美籍台湾科学家何大一提出,将两大类当时已有的抗艾滋病药物(逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂)中的2—4种组合在一起使用,称为“高效抗逆转录病毒治疗方法”。因其类似鸡尾酒的配置过程,故又称“鸡尾酒疗法”。WGCNA的作者Steve Horvath参与搞的,表观时钟也是他提出来的,这项研究还不严谨,急需证实结论的可靠新,一旦证实那就TM刺激了,秦始皇估计都要从墓地里跳出来了。你有更让人信服的证明该结论的方法吗?

 


 25丨分工的巅峰之作:人类大脑

建造大脑第一步:安放元器件,神经细胞的迁移,诱导迁移的信号分子;

建造大脑第二步:连接元器件,轴突之间精准的联系;

建造大脑第三步:调试完善,增删修改;

点评:这里的假设就是进化论,假设大脑是进化出来的,其实我是无法完全相信的,30亿碱基是从一个碱基开始慢慢随机堆/组合出来的,大脑里的神经元生态是慢慢由一个一个神经元试出来的,这么有序完美的设计不可能是随机产生,并由进化筛出来的。其实最让人惊叹的是一个细胞的完美性,一个受精卵居然可以连续渐进地分化为200多种不同类型的细胞,感受一下这个神奇的信息展开策略,三体里的二向箔展现灵感可能就来自这里;这还没完,不是分化了就完了,分化后的200多种细胞类型居然可以彼此协调分工协作,换句话说,我们从受精卵到死亡这期间的生命活动信息也基本是存储在了一个小小的受精卵里了,是不是一阵后背发麻,受精卵才是神算子,算好了你一辈子的生命活动,甚至算好了你这一辈子接触到的环境,与环境因子一起来完成生命的展开过程,所以说最根本的生命活动准则其实全都被降维存储在了一个二维DNA序列上了(严格来说还包括了DNA上的表观信息)。

点评:说到大脑,大脑的结构信息也是被压缩到了二维的DNA序列里。如果进化论是真的,那在出现真正的人类大脑前,有无数个畸形的大脑都被淘汰了,最终留下了我们现在精致无比的大脑。我还是倾向于相信普罗米修斯里面的假设,人是由设计师设计出来的,进化论可以很好的解释生命的运作规律,却没有解释其设计准则。生命之树(神经系统)在受精卵里信息的指导下逐渐开始开花结果,孕育出了我们人类存在的关键:意识和智能。受精卵提供了基本的物质和能量基础,它在大脑里展开了复杂的神经网络,自此以神经网络为基础的智能系统开始运作,感觉、运动、意识、语言、制造和使用工具,抽象思考的能力开始运作,集生命和智能于一身的人类开始了自己的探索世界之旅。

点评:为什么大脑会是一个电网?不是化学物质网,不是简单的电线。“电”和“网”缺一不可。

26丨缸中之脑:我只是我的感觉

智慧的五大元素:感觉、学习、社交、自我意识和自由意志。

感觉是智慧的基础,感觉是信息的入口,没有信息就没有智能,无米之炊,英雄无用武之地。

选择性注意是最底层的智能基础

五感:视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。

其他人体感觉:温度感受器、痛觉和痒觉,本体感觉。

感觉系统不反映真实世界

无法推翻的实验-缸中脑 

点评:关于对人类存在本质的质疑已经有了很多隐喻了,前有“地穴寓言”,后有“缸中之脑”;现代的有“黑客帝国”、“楚门的世界”和“盗梦空间”。这些都是对我们所生活的世界的质疑,到底什么才是真实,我们目前只能依据感觉来定义真实,可我们已经意识到了感觉是多变且主观的,因此目前在对真实的定义上我们已经迷失了。一旦切断了我们所有的感觉,我们就与这个世界彻底失去了联系,彻底被困在大脑这个“黑匣子”里。没有信息的输入,大脑就失去了可以加工的原料,它就失去了存在的意义。记忆也是一样,如果没有现实信息的多次强化,最终会变得越来越模糊。

27丨视觉要有光

视觉能够采集的信息是最全面的

光的特性决定了视觉在智能中的地位,速度快、普遍存在、直线传播

问题一:光线如何进入眼睛,晶状体具有汇聚收集光的功能

问题二:眼睛怎么感觉光,视网膜负责感受光,视紫红质蛋白,将光信号转化为电信号(需要视黄醛小分子的辅助,维A的衍生物)。

点评:以前我一直瞧不起视觉,觉得它太特异了,不具有智能的普适性。后面才慢慢意识到视觉对高级智能的决定性意义,我们每个人都需要对“光电”保持敬畏。

28丨视觉:形状的秘密

目前已经明确,光点照到视网膜上的哪个地方,哪里的感光细胞就会产生电信号。

从看见光到看见图案,视网膜复杂感受光点,而大脑则负责感受复杂的图案。

大脑看见图案的模型,只有特定组合的感光细胞被刺激了,大脑高层级的细胞才会开始处理信息,这就像我们现在电脑里的逻辑电门。

点评:如何利用光来捕捉大千世界里复杂的信息?大脑处理信息具有明确的层级结构,一个知名的假设就是祖母细胞,目前已经发现某些特定的物品会激活特定的脑区。

29丨视觉:捕捉色彩

从三原色类比三原光,三棱镜折射光实验,不同的光频率和波长不同

三种色彩感受器:黄绿紫,从人类的色盲病人推理而来

大脑中的色彩是颜色组合

不同色彩感受器的出现原因,套路说法,复制时的突变。

可见光,光的频率范围很广,但我们只能看到可见光范围。

点评:光的颜色更加丰富了光所包含的信息, 信息容量的提示更加确立了光和视觉在智能中的地位。你有想过吗,其实我们看到的颜色并不是真实存在的,真正存在的只是我们抽象出来的不同的光的频率,这些五彩斑斓的光是我们大脑所标定出来的,它极有可能并不是光真正的样子。其次我们无法确定每个人看到的光是否都是一样的,因为理论上光受体会改变我们对光的认知,极有可能的是,我们看到的蓝色其实不都是一样的,因为缺乏真正的参照物,我们无法把彼此看到的蓝色拿出来比较。

30丨嗅觉与味觉为什么不“智能”?

主要依靠视觉信息输入的动物,才有可能发展出高度的智慧。

光这样的电磁波,在准确反映环境变化、承载丰富信息这两点上要比其他载体更强大。

信号源:光与化学信号的区别。直线传播、光速传播、不依赖介质

信号采集:精度与广度的妥协。化学信号无法高效的统一其受体形式,因此复杂度得到了限制,几百上千中嗅觉受体仍然组合不出复杂的信息。每一个嗅觉感受器分子都是比较光谱的,牺牲了精度,换区了广度。味觉的采集精度更低,我们无法通过味觉来分辨不同的糖的种类,只能喝出都很甜。味觉:甜、苦、酸、咸、鲜、油腻。

信号处理:定量与定性的区别。

如果宇宙中还存在其他只能,他们很大程度上也是主要用光和电来采集信息。

点评:这里深刻的解释了光电与化学信号之间的本质区别,明确了光电在智能形成中的核心地位。

31丨脑洞大开的奇妙感觉.

感觉系统的实质,生命观察、理解环境,随后适应、改变和创造环境的第一步。先有信号,才有可能出现相应的感觉系统。或者说宇宙中存在哪些信号,就可能存在哪些能感知它们的生命系统。

热成像:温度感受器的极致效果

感知磁场:动物判断方位的能力

点评:这里的脑洞真是舒服,把感觉系统做了高度的归纳和推广,让人振奋不已。不愧是学神经生物出生的,在这方面还是颇有造诣。

32丨 我们为什么要学习.

智能的第二元素

什么是学习?

我们为什么要学习?

学习与记忆的关系

随机应变的模式:刺激--反射

刺激--反射的实现:只需两个细胞

刺激--反射模式有两大缺陷,局限性;盲目性

点评:人类智能中的学习和现在深度学习之间的相似点和本质区别在哪?这一节对“学习”的定义还非常不准确,讨论过于宽泛。

33丨学习是什么?

人类的学习到底是一个什么过程?

巴甫洛夫的狗:被动学习,互相联系的刺激会产生同样的结果,训练的副作用。

天生的刺激-反射是非条件反射,学习以后产生的反应才叫做条件反射。

斯金纳的鸽子:主动学习,主动的触发机关,以得到食物

学习的过程其实是在建立新的联系,新的联系是对天生刺激-反射模式进行修饰。

点评:通过两个实验,推测出可能的学习的本质:建立联系。这里还没有涉及语言,人类具备了使用语言的能力,这大大丰富了学习的复杂性。

34丨学习的本质:单身派对定律.

学习产生的大脑变化,竟然有些像公司组织的单身派对。

大脑是复杂的三维信号网络

树突是信号接收端,轴突是信号输出端,它们彼此相连,形成了一张复杂的三维信号网络。

学习时大脑的微观形态到底发生了什么变化?

根据卡哈尔观察,成年动物大脑内的神经细胞数量和形状比较稳定,不会在学习时发生剧烈变化。

赫布定律:解释学习的完美微观模型,如果两个神经细胞总是同时被激发,那它们之间的连接就可能变强,信号传递就可能更有效率。

神经细胞的数量、形状在学习时没有发生变化,但是神经细胞之间的联系强度发生了变化。

蒲慕明 - 神经所

毕国强 - 中科大

宋森 - 清华

点评:用我们生活中的单身派对来类比神经元在学习过程中的变化,试图从微观来解释学习的本质。

35丨聪明老鼠:被操控的学习能力.

突触:学习的微观形态,20nm

裁判蛋白:学习的启动物质,NMDA受体

聪明老鼠:学习能力可操控

点评:电信号的传播是如此的高效,为什么要需要这么多突触?还要用低效的化学物质来传递信号。本节里提到了一个关键的蛋白:裁判蛋白。

36丨假如记忆可以移植

如果我们有办法能够人为地让不同的神经细胞总是同步活动,我们就可以人为的增强它们之间的联系,从而创造出虚拟的学习和记忆来。 

两种武器:定位记忆和唤醒记忆

追踪被激活的基因,定位这些基因所在的神经细胞,这些细胞代表了一段记忆

唤醒记忆,在生物体内植入能被光激活的蛋白质,利用光操纵神经细胞的活动

移植记忆:身临其境的实现

点评:每个人的记忆都是独一无二的,高度特异的,这是如何被存储到具有相同结构的神经元网络里的?

37丨社会:繁衍与竞争的新策略.

发光细菌:初级的社交模式,费氏弧菌

社交产生的双赢结果

社交功能的实现原理

38丨团结就是力量.

真社会性生物

竞争力来自社会写作

蜂后:the chosen one

利他主义的生物学原理

群体选择学说

亲属选择

自我牺牲和利他主义的背后,仍然是生物学的精密计算,不需要动用人类世界里更崇高、更抽象的集体主义感情。

39丨语言:伟大社会的基础.

语言能力并不特别

人类独特的语法能力

人类的语言能力源于基因突变

布洛卡区

FOXP2

语言大大延伸了人类学习的时空范围,让一个人类个体积累的生活经验和智慧火花,能够迅速被传播出去,人类能不断站在巨人的肩膀向前看。

40丨性的生物学.

繁琐低效的两性繁殖

性别提高了生物的存活概率

两性的核心差异:生殖细胞

SRY基因

41丨同性竞争:暴力的逻辑.

同性竞争源于生殖策略

同性竞争的准备

暴力的生物学逻辑

MAOA基因

42丨求偶社交:对面的女孩看过来.

主动求偶的雄性

雄性示好的方式是送礼

人类社会的求偶行为

43丨镜子里的自我.

第八元素:自我意识

意识到自我的存在,意识到自己和周围的世界完全不同。

自我意识并非与生俱来

自我意识并非人类独有,镜子实验

自我意识让行为有目的

44丨自我意识的基础:镜像神经元.

黑手党实验:自我意识的新思路

镜像神经元:可能的生物学基础

吃药片的机器人:人工创造自我意识

点评:一旦我们输出和输入产生耦合同步,我们就有了自我意识。

45丨我能被完美复制吗

自我意识:顽固还是灵活

忒修斯之船

自我意识的物理存在

自我意识的疾病:多重人格

点评:这一节讨论的话题十分有趣,直指我们存在的本质,什么是我。

46丨自由意志,最重要的幻觉.

自由意志是什么?

我们一个人,是否能够自主决定自己此时此刻的思想和行为。

假如自由意志是假象?

点评:这一节的标题确实够酷,悲伤地撕裂了人类最引以为傲的自由意志。我觉得我们有根据自己的经历经验做出选择的能力,但是选项却不是我们能自由决定的,从这个层面来看我们确实没有自由意志。

47丨本能不自由.

本能不需要自由意志

爱情也不完全自由

点评:这一节充分反映了作者悲观主义的内核,我觉得挺屌的。

48丨人类心智:白板还是蓝图.

遗传因素影响高级心智活动

环境因素仍有很大贡献

49丨你的决定由谁做出.

 

50丨关于地球生命,我们知道的和不知道的.

 

番外篇- 课程补充

信息论

记忆

对美的认知

抽象世界的能力

注意力的本质

语言的形成和功能

集体智慧/群体智能

期末考试- 课程补充

深度神经网络(DNN)是否模拟了人类大脑皮层结构?

智能可以从生命中剥离开来吗?换句话问,硅基元件能够产生智能?

如何像“西部世界”里一样,开发出具有自我意志的机器人?

如何像“黑客帝国”里一样,把一群人类放入计算机模拟的网络中?

如何像“攻壳机动队”里一样,强化人的肢体?


 

没有灵感要怎么生存在这冷漠肤浅虚空的现实里?

道可道,非常道;名可名,非常名。

凡是可说的,都可以明白地说;凡是不可说的,则必须对之沉默。

要能区分事物本身与人们所认知的事物,两者有联系,但绝不是等价的,我们所有的知识都是后者,前者可以被观察、被解读、被阐述,却永远不可被触及。

 

posted @ 2019-07-29 21:09 Life·Intelligence 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
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