神秘的记忆

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所属分类:百科知识2010年

直到今天我们对记忆也解释不清。认识和解释记忆无疑要从神经生理学和神经心理学着手,当然,现代信息论和控制论也可以解释记忆。前者的解释是,记忆是人的大脑神经对经验过的事物的识记、保持、再现或再认;后者的解释是,记忆是人们对经验的识记、保持和应用过程,是对信息的选择、编码、储存和提取过程。

  

  记忆的历史解释

  

  荷兰格罗宁根大学的心理学教授杜威·德拉埃斯马认为,人类尚未从科学的深度对记忆作一个本质而简朴的描述,他的《记忆的隐喻》对人类千百年来关于记忆的认识作了历史的回顾,认为人对记忆的解释只是种种隐喻。

  为什么要以隐喻解释记忆,17世纪荷兰微生物学家列文虎克谈了两点理由。一是人脑中的记忆过程本质上很难用直白的语言来描述,二是生动的形象有助于理解抽象的理论。所以,人类直到今天解释记忆大多是用隐喻,例如,记忆可以用书写、书、照相术(暗箱)和计算机来比喻。

  亚里斯多德是较早用隐喻来解释记忆的。他在《诗学》中对隐喻作了定义:“用一个表示某物的词借喻他物,这个词便成了隐喻词,其应用范围包括以属喻种、以种喻属,以种喻种和彼此类推。”不过,今天的隐喻更多的是指类推,指两物、两事或两种关系之间的类比关系。

  亚里斯多德对记忆的解释就是把记忆比喻为蜡板。感官获取经验后,会在记忆中留下一个“余象”,“就像拿印章盖个印记一样”。当人生病时,无法在记忆中留下清晰的印象,“就像在流水上盖印,无法形成印记”。这就是为什么老人和小孩记性不好。他们总处在变动不居的状态中,孩子在成长,老人在衰老。同理,过于敏感或木讷的人记性也不好。敏者蜡软,讷者蜡硬,印象无法常驻敏者心中,亦无法进入讷者心中。

  20世纪,弗洛伊德对记忆的解释可能更为清楚一些。他认为记忆就像当时市面上出现的一种神奇书写板,即在蜡上覆盖一张蜡纸和一张透明胶片。在胶片上写字就会显示在蜡纸上。将蜡纸揭起来,字迹就会消失,书写板便又成了空白板,但蜡纸下面的蜡上却有了永久的痕迹,刻下了刚才写的字。所以,弗洛伊德认为,神奇的书写板将这两种功能分成两个各自独立但又相互关联的部分(或系统),从而解决了两者结合的问题。这正是我们心理仪器的知觉方式。接收刺激的那层(即知觉意识系统)并不能形成任何永久痕迹,但记忆则在与之相邻的另一个系统内(即记忆系统)中扎下了根。

  记忆甚至可以用cell一词来比喻,该词最初指饲养家畜的棚厩,后指修道院的单人小室,虎克则用来指细胞。在乔叟笔下有位僧人说,他的小室中藏有上百部悲剧。意指他把这些悲剧牢记心中。cell在古拉丁语中是cellae,指鸽舍中的壁巢。后来,书架的阁板上加上竖板,也隔成形如壁巢的小格子,明显地让人想到柏拉图的“鸽舍”。鸟儿敏捷难捕,常用来比喻心灵;而储存记忆的cellae既可栖鸟,又能藏书,也就把存储和书写的隐喻联系了起来。

  所以,在中世纪,记忆先是从蜡板变成抄本,再变为图书,最后变身为图书室。

  

  数码记忆

  

  今天,人们认为记忆与计算机的关系非常密切。因为,计算机和数字技术的发展让人们强烈意识到,人的记忆在很大程度上就是电脑的功能,这就是现代意义上解释记忆的隐喻之一。

  现在我们可以看到,即使是一个简单的可编程袖珍版计算器都比弗洛伊德所赞叹的神奇书写板要更接近记忆的本质。例如,键入信息后,窗口会有显示,然后,输入的信息还可以存储到后备存储器中,既能继续输入新信息,又不会丢失旧信息。另外,计算器的记忆功能比过去的神奇书写板还多两个。

  一是过去的书写板上的字一旦擦去,就无法再现,这比人的记忆还要差,因为人的记忆还可以部分或绝大部分,甚至一丝不差地重现所记下的事物。但是,计算器不仅比神奇书写板,也比人脑更具有强大的记忆,因为它随时都可以把存贮,也即记忆的信息从储存器中再调回到显示器窗口。其次,过去的书写板不能改变永久痕迹,留在蜡层上的字迹虽然可以不断增加,但却无法更改。计算器则可以随意更改存储器中的信息,并且还可以把更改过的信息再次储存起来。

  这一切都让人们意识到,人脑的记忆机制可能像电脑这样的机器,只不过人脑是一种有机机器罢了。而最早对人脑这种有机机器进行描述的还是神经生理学和神经心理学的研究。人有学习和分辨刺激,即信息的功能,但这种分辨能力需要神经网络的逐步完善。而且,随着分辨能力的提高,神经网络也在学习,因而也就有了记忆,而且是强烈的记忆。

  1943年,神经心理学家沃伦·麦卡洛克论述了神经网络的特征,认为刺激在神经网络中的传导具有开关的特性。而且,麦卡洛克还把神经网络与图灵机(以著名计算机科学家图灵命名的早期计算机)进行了比较,认为神经网络就是一种处理符号的机器,有计算功能,即人脑的分析和综合功能,并且能把分析过的信息贮存(记忆)起来。

  后来,随着控制论的提出,人们可以从多方面来证明人脑就是一台图灵机。1947年,图灵在“智能机器”的文章中提出,机器表现出智能行为主要是与人脑类似。幼童的大脑皮质会随着经验增长、接受教育而逐步发达。同理,也可以为计算机设计适当的教育程序。

  

  神经与记忆

  

  无论是把记忆比做什么,都要回到记忆形成的物质基础和记忆本身上来。随着解剖学和神经生理学的发展,人们发现记忆的基础就是大脑神经及其功能。大脑皮质中有锥体细胞和其他细胞,这形成了记忆的中心。而感觉传导神经元和其传导系统则形成了接受刺激和感受信息的基础。当然,大脑和周围神经系统只是被人们看作是一种控制设备,也难怪图灵会认为大脑就是一种控制器,并提出了控制论。

  把大脑当作简单的控制机器当然与记忆有关。一个简单的描述可以说明这一点。人看到门铃后,视觉刺激通过眼睛及后脑的视觉中枢抵达前脑。于是前脑做出决定,按铃。按铃的指令(即神经脉冲)传递至后脑的运动中枢,再由此通过脊髓,由脊髓分布出来的运动神经元把信息传递至手部肌肉,然后手指按铃。其实,这个神经回路经过多次反复后就已经把有用的信息贮存到了人脑中,只要以后看到类似纽扣的门禁装置,大脑就会明白这是门铃,需要按纽通知他人开门,连几岁的孩子都会把这种信息记下来,见到门铃就会去按。

  然而,这只是记忆与学习的一种简单的说明,其实人类记忆和学习(记忆从来都与学习、认知联系在一起)的本质是非常复杂的,现在所能触及到的可能只是记忆与学习的皮毛。赫布早在1949年就提出了记忆和学习的神经机制。如果两个相邻神经元A和B经常同时兴奋,则A与B之间的联接阻力会减小,因此激活A就有可能激活B。由于B又与后面的C相连,B与C之间的联接阻力也会逐渐减小。而C后面又有更多神经元相连,从而形成了激活链,这便形成了一个学习和记忆的过程。

  认识到这一点,就可以用计算机的人工记忆模式来替代人脑或模拟人脑的记忆模式。1982年,美国的霍普菲尔德提出了人工记忆与大脑记忆的相似和关联。例如,两者在联想记忆、并行加工、分类、内容可寻址、故障保护等方面,都有相似性。当然,这种人工记忆和学习模式也可以用数学模式来描述。模型中的单元(神经元)要么放电(1),要么不放电(2)。各单元都有其阈值,当所受激活超过了最低阈值。它们便会放电。而且,各个单元的冲动是可以相互刺激的,即A可刺激B,反过来B也可以刺激A。

  

  记忆与想像

  

  不过,人类迄今对记忆的神经基础和神经运行机制也还是知之甚少,所以,如果要理解记忆并使记忆发挥更大的作用,还需要从理解神经着手。而非用比喻来描述记忆,而且不能把机械的记忆装置,如电脑与人脑简单地对等起来。

  神经生理学的另一个重要内容是对记忆的物质基础的描述。现在已知,人脑的记忆其实是一些化学递质,如乙酰胆碱、多巴胺等,它们不仅形成了生物电流和信息的传递,而且形成了记忆的基础。其实,计算机的信息传递是不同于人脑的信息传递的,因为二者的物质基础不同,计算机的信息是电流、数码和程序,而人脑和神经的信息是许多特殊的化学物质和蛋白质,当然也包括生物电流。还有,大脑的记忆部位也有不同的分工和侧重。所以,要理解和描述人类的记忆还有很长的路要走。

  另一方面,记忆与想像同样是大脑的功能,并且彼此相互联系。今天,记忆被比喻为计算机,而且也有很多人认为好的记忆已经无足轻重了,计算机和互联网能为我们记住一切事物和知识,用不着再费尽心机去记忆东西,所以,想像力更为重要。

  其实,这是长久以来关于记忆与想像之间的比较和争论的一种继续。在中世纪,人们把记忆看作是人类心灵的最高能力,也是智商的最重要标准。但现代人看重的是想像力。如果要比较记忆与想像力,则可以看到两个典型的例子。数学家欧拉的长处在于其超常的记忆力,因而能完成许多出色的工作,也不乏创造性。但爱因斯坦是反对死记硬背的,他擅长直觉和想像,能够摆脱前人之见,做出的贡献也早就世人皆知。

  不过,在详尽地了解以记忆擅长的欧拉的贡献后,也许人们会认为记忆更具有重要的力量,直到今天也是人类生存的重要法宝之一。欧拉的记忆力在18世纪是数一数二的,他能在一个晚上把100以内所有数字的1到6次方背下来,过几天还可以全部背出来。他能看书不忘,把《伊利亚特》这样的长诗全文一字不漏地背下来。正因为有超凡的记忆力,他在数论、代数、几何中做出了杰出的贡献,其中的许多定理和方法都是以他的名字命名的。另外,他在解剖、生理、植物学、神学、化学、哲学、天文、地理和统计学方面都有重要的贡献。

  欧拉的记忆其实为人类的记忆研究提出了几个方向,一是个体的记忆是否可以保存下来,如同计算机的存贮,例如把欧拉的非凡记忆保存下来;二是个体之间的记忆为什么有如此大的差异,例如欧拉与一般人的记忆;三是人的记忆与想像、创造力或创新能力有什么关系;四是人类的记忆到底是什么。所以,记忆是人类永远需要探索的重要课题。

  

  [责任编辑] 张田勘

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