引言：颠覆认知的细胞记忆

大家好，这里是最佳拍档。今天我们要聊的这个话题，可能会彻底颠覆你对心智、记忆，甚至是生命本质的认知。你敢相信吗？我们的肾脏细胞，竟然和大脑里的神经元一样，拥有形成记忆的能力？而我们苦苦追寻的“我是谁”、“意识是什么”等等这些问题的答案，或许根本不在大脑的某个神秘区域里，而藏在从原子到细胞、从演化到文明的整个链条里。今天的内容，源自于一场横跨分子生物学、神经科学、进化论和哲学的深度对谈。对话的双方是纽约大学临床副教授、分子哲学家的尼古拉·库库什金，以及卡内基梅隆大学的特聘助理研究员、播客Brain Inspired的主持人保罗·米德尔布鲁克斯。

尼古拉·库库什金的研究聚焦于经验的时间模式，以及它是如何影响记忆的形成和遗忘的。他横跨神经科学、分子生物学、进化论和哲学这四大领域。最特别的是，他不满足于只研究大脑中的神经元，而是把目光投向了更加微观的细胞层面，甚至是非脑细胞。而保罗·米德尔布鲁克斯则专注于研究运动皮层和基底神经节的神经群体活动，致力于揭示神经活动和复杂行为之间的关联。他的研究让他对心智和行为的联结这个话题有着天然的敏感度。当这两位学者坐在一起，从几十亿年前的原子运动，聊到当下的AI发展，再到人类的未来，似乎只是为了证明一个核心的观点，那就是心智和世界本来就没有界限，所谓的意义，早已经根植于自然的本质之中。

细胞的记忆能力

“肾脏也会思考吗？”或者更准确的说，“肾脏细胞也能形成记忆吗？”尼古拉·库库什金的研究团队最初以海兔为研究对象，之所以选择海兔，是因为它们的神经系非常简单，但是又能形成最基础的记忆，这让研究人员能够深入探究单个神经元处理记忆的过程。但是尼古拉的团队并没有止步于此，他们想知道，记忆的机制是不是只存在于神经元中呢？于是，他们开展了一项大胆的实验，将研究对象扩展到了非脑细胞，其中就包括肾细胞。实验的结果让整个学界感到意外：我们身体的任何一个细胞，包括肾细胞，竟然都能以和神经元完全相同的方式，形成对自身遭遇的记忆。它们不仅使用的是相同类型的分子，而且在形成记忆时激活的基因，也和大脑中神经元形成记忆时激活的基因是完全一致的。

那么，细胞是如何形成记忆的呢？以肾细胞为例，它会不断的受到周围环境的刺激，可能是激素的变化，可能是其他细胞传递的化学信号，也可能是流经它的水分、营养物质或者盐分的波动。这些刺激并不是杂乱无章的，而是会按照一定的时间节律发生，呈现出特定的时间模式。尼古拉的研究发现，细胞具备区分这些极其精细的时间模式的能力，并且能在响应的过程中改变自身的状态。这种改变能够持续几天甚至更久，这就是所谓的细胞记忆。

重新定义记忆

在我们的固有认知里，记忆是和心智绑定的，是大脑的一项专属功能，它应该包含主观的心理体验，比如我们回忆童年时的喜怒哀乐。而细胞层面的变化，在很多人看来，只是记忆的一种机制，而不是真正的记忆。但是尼古拉·库库什金认为，这种区分是人为制造的。他用了一个非常精妙的、来自迈克·莱文的类比：想象一下提出引力理论的艾萨克·牛顿。引力理论的关键在于，将行星维系在轨道上的力，和让人坠落的力是同一个力。当时肯定有人会质疑，行星旋转的力和人坠落的力怎么会是一回事呢？应该分别称之为旋转力和坠落力才对。但是牛顿的伟大之处，恰恰在于揭示了这两种看似不同的现象背后，其实是同一个本质。

尼古拉的研究也是如此。他并不是在偷换概念，而是重新定义了记忆的操作性：记忆是细胞因为短期经验模式而产生的长期变化，而这种变化的规则，在脑细胞和其他细胞之间是完全相同的。他并不是说肾细胞能像大脑一样回忆，而是指出，我们一直以来以为的心智层面的记忆，它的物理基础和细胞层面的记忆机制，本质上是同一回事。除了我们的直觉——那种觉得内心体验必须独立于物理机制的主观感受——我们没有任何理由认为，大脑里发生的过程，比其他细胞里发生的过程多出了什么。

这里就涉及到了一个核心的问题：大脑和其他细胞的区别在哪里呢？尼古拉并不否认大脑的独特性。大脑是一个极其复杂的器官，能够完成无数奇妙的功能。但是就记忆存储这个核心过程而言，脑细胞和肾细胞的方式是完全相同的。真正的区别在于，大脑的复杂性让这些物理变化，能够被我们体验为心理现象。这就像是一块普通的石头和DNA的区别一样，两者都是由原子构成，但是DNA的原子排列方式非常特殊，能够承载遗传信息，而石头却不能。大脑的独特性，正是在于它的复杂结构，让细胞形成记忆的机制，升华为了我们能够感知到的意识和主观体验。

顺着这个思路，我们自然会想到另一个问题：像疼痛这样的主观体验，是不是也和记忆一样，没有明确的界限呢？尼古拉的答案是肯定的。他认为，疼痛这个词，本质上是我们用来描述个人体验的一个标签。如果要在其他动物身上探讨疼痛，我们必须重新给出操作性的定义。比如当动物出现躲避刺激、身体蜷缩等行为的时候，我们姑且称之为疼痛。这和神经科学家研究动物记忆的方式，其实是一致的。当研究人员训练老鼠听到特定的声音，身体就会僵住，然后播放这个声音，老鼠就真的僵住了，所有人都会称之为记忆。但是这个时候，我们研究的其实是老鼠的行为，而不是它的主观体验。只是当动物和我们的亲缘关系越近，我们就越容易将自己的主观体验投射到它们的身上。而当研究对象是海蛞蝓甚至单个细胞时，这种投射就无法成立。这也就迫使我们必须从机制层面，而不是直觉层面，去定义这些心智的过程。

自然界的意义

聊到这里，我们不得不触及尼古拉整个思想体系的核心，那就是自然界原本就充满意义。很多人会认为，意义是人类赋予的，是我们的大脑对世界的解读。但是尼古拉却认为，意义早就已经存在于自然的本质之中，人类的观念，只是自然理念的高度凝聚。要理解这个观点，我们需要从最微观的层面说起。尼古拉在他的著作**《单手击掌：揭开人类心智之谜》中提出，每个原子背后都有一个理念。比如碳原子的本质是创造，因为它能和相似的原子形成连接，生长成庞大的链状结构，这是碳原子区别于其他原子的核心特性，无论在宇宙的任何角落，碳原子都具备这种特性。而氧原子**的本质是毁灭，它能以极强的力量破坏化学键，释放出巨大的能量，这也是氧原子的独特之处。这种本质并不是人类赋予的，而是原子本身固有的属性，是它们与其他原子相互区别的根本。当这些原子构成生命体之后，这种本质就演变成了生命体的意义。

尼古拉举了一个非常生动的例子：一个对演化论一无所知的孩子，看到火鸡和鸡、兔子和老鼠，会自然的将兔子和老鼠归为一类，火鸡和鸡归为另一类。为什么呢？因为数百万年前，这两对生物正是从同一个祖先分化而来的，它们的演化路径让它们拥有了更多相似的特征。孩子的这种分类能力，看似是主观的判断，其实是对自然演化模式的重演。我们的大脑在形成观念的时候，本质上就是在重构自然几十亿年来形成的路径。

但是这里有一个疑问：如果一切事物都有意义，那么意义这个概念会不会被过度的稀释，从而失去价值呢？尼古拉的回答是，我们看到的世界，本身就是有意义的事物的集合，因为所有不能附加意义的事物，都已经在演化的过程中被淘汰了。自然就像是一个不断筛选的机制，它必须持续生成新的意义，用来应对不断变化的环境。那些无法形成独特意义、无法适应环境的物种，最终都会走向灭绝。比如在脊椎动物出现之前，脊椎这个理念并不是必需的，但是当脊椎动物出现后，陆地上所有演化的分支，都必须应对这个新的意义，要么适应，要么被淘汰。今天存活的每一个物种，都经历了几十亿年的筛选、淘汰和优化，它们都拥有某种独特的理念和意义，否则就无法在激烈的竞争中存续。

那么，意义和本质之间到底是什么关系呢？尼古拉给出了一个清晰的定义：本质并不依赖于人类的心智存在，它是事物本身固有的属性。而意义是人类心智能够从本质中提取出来的东西，是我们对本质的重构，是世界模式在我们神经网络中的表征嵌入。简单的来说，本质是客观存在的，而意义是我们对这种客观存在的解读，但是这种解读并不是凭空产生的，而是基于自然本身的逻辑。

演化的关键节点

从原子的本质到细胞的记忆，再到生命体的意义，尼古拉的思想脉络始终围绕着演化这条主线。而在演化的历程中，有两个关键的节点，彻底改变了生命的走向：一个是真核细胞的诞生，另一个是多细胞生物的形成。这两个节点，也完美诠释了尼古拉提出的“能复制者就是掌权者”的核心逻辑。

多细胞生物的形成

我们先来看多细胞生物的形成。在高中生物课本里，多细胞生物被描述为许多细胞聚集在一起构成的生物体，细胞就像砖块，堆砌出了复杂的身体。但是尼古拉告诉我们，事实远比这要复杂得多。每个细胞最初都是独立的生命体，历经几十亿年的演化，它们突然放弃了作为独立个体的权利，转而成为另一个身体里的砖块。这背后的驱动力是什么呢？答案就是，繁殖权。

尼古拉用蚂蚁的例子来解释这个逻辑：我们通常认为，工蚁是在无私地为蚁后服务。但是实际上，工蚁无法繁殖，不能拥有自己的后代，只有蚁后负责繁殖。她不断的生出新的蚁后和绝育的工蚁。工蚁被编程来为蚁后工作，它们的行为方式、任务目标甚至内在动机，都是由蚁后的基因所决定的。这就是“能复制者就是掌权者”的含义，因为只有持续繁殖的蚁后，掌握了通过演化来塑造工蚁动机的权力。工蚁本质上就是蚁后远程控制的器官，整个蚁群就像是一个超级个体一样。

同样的逻辑也适用于我们的身体。为什么我们的皮肤细胞、骨细胞、脑细胞会协同工作，甚至免疫细胞会主动攻击癌细胞呢？因为这些细胞都是“演化的死胡同”。当我们死亡时，它们也会随之消亡，只有生殖细胞能够将人类的基因传递到下一代。这些生殖细胞就像蚁后一样，它们编程了其余的所有细胞，让它们为自己的利益而运作。也就是说，我们的身体之所以能够保持统一，本质上是因为大部分细胞被剥夺了繁殖的权利，它们必须服从于生殖细胞的指令。

当然，现代科技的发展正在挑战这个逻辑。比如我们可以提取皮肤细胞，并将它转化为多能干细胞，这就相当于将一只工蚁重新编程为了蚁后。尼古拉做过一个有趣的思想实验：如果一只工蚁基因突变，获得了繁殖能力，它会怎么做呢？它很可能会生出一群小蚂蚁，其中一些会逃离蚁群，不再服从蚁后的指令。经过几代的繁衍，它们可能会演化为新的物种。这个思想实验告诉我们，繁殖权是演化的核心驱动力。如果你能繁殖，你的谱系就会为你服务；如果你不能繁殖，演化就会为那些能够繁殖的个体服务。

真核细胞的诞生

而比多细胞生物形成更关键的演化节点，是真核细胞的诞生。目前主流的观点认为，真核细胞的起源是一次史诗级的融合事件：一个古菌吞噬了另一个细菌，被吞噬的细菌最终成为了线粒体，反而成为了吞噬者的能量之源。尼古拉将这个过程形容为两大生命域的融合，诞生了第三域。这是自然史上最关键的时刻之一，因为它为后续所有复杂生命的出现奠定了基础。根据目前的科学研究，所有真核生物都源自这次单一的融合事件。虽然可能曾经发生过其他类似的共生关系，但是只有这支谱系存活了下来。

那么，真核细胞到底有什么特别之处呢？答案是，它结合了两种不同细胞的核心能力：一种是线粒体带来的能量转换能力，另一种是古菌带来的膜弯曲能力。在当时的地球环境中，光合作用导致海洋和大气中的氧气浓度不断的上升。氧气对于微生物来说毒性非常强，而线粒体具备利用氧气燃烧营养物质的能力，这本质上是一种解毒机制，能够降低氧气的毒性，同时还能提取食物中的所有能量。而古菌本身不具备这种强力的耗氧能力，但是它能弯曲自身的细胞膜，在细胞内部形成膜泡和囊泡，这种能力是细菌完全不具备的。

当这两种能力结合在一起，奇迹发生了。真核细胞能够吞噬并且消化其他完整的细胞，这意味着它能从其他生物那里夺取能量，而且能量的获取规模，远远超过在这之前的任何生物。这种能量获取方式的革新，引发了真核生物演化的军备竞赛。为了获取更多的能量，真核细胞不断的膨胀、变得更加复杂，最终发展为了多细胞生物。为了在陆地环境中获取能量，它们向陆地迈进；为了协调身体各部位的运动，它们演化出了大脑。最终，经过数十亿年的演化，人类诞生了。尼古拉认为，人类的本质，其实是有史以来最复杂的、从环境中摄取能量最多的生物，而这一切的起点，就是那次古菌和细菌的融合事件。从那一刻起，像人类这样的复杂生命的诞生，几乎是可预见的。

大脑的起源与功能

说到这里，我们自然会问：人类为什么需要大脑呢？尼古拉的答案出人意料，却又合乎逻辑。因为大脑最初的演化目的，是为了协调运动。当生命活动被局限在一个细胞内时，细胞可以通过膜电位快速的传导信号。但是当生物体变得越来越庞大，并且需要像动物那样运动时，就必须协调和身体距离遥远的部位之间的动作。比如当你要奔跑时，腿部肌肉、躯干肌肉、心脏和肺部都需要同步的工作，这就需要一个中央协调系统。大脑就是这样应运而生的。

随着演化的推进，这个运动协调系统开始承担了更多的功能。它需要决定向哪里移动、不向哪里移动，于是开始做决策。它需要根据环境来调整决策，比如闻到食物气味就向左，看到捕食者就不动，于是开始处理信息。最终，这个系统演化成了我们现在的大脑，具备了思考、感知、创造的能力。很多人可能会觉得这个结论有些令人失望，因为我们总把大脑视为人类的魔法。但是尼古拉认为，这恰恰是大脑的美妙之处。一个最初为了协调运动的系统，竟然能演化出艺术、科学和思想，这本身就是演化最神奇的成就。理解大脑的起源，能让我们更清楚地认识到，人类的智慧并不是凭空出现，而是演化的必然结果。

AI与生物智能的差异

从真核细胞到人类大脑，从细胞记忆到意识涌现，尼古拉的思想体系最终指向了一个我们当下最关注的话题，那就是人工智能。在这场对谈中，主持人保罗·米德尔布鲁克斯提出了一个非常值得深思的问题：人类的认知能力、生物能力，是经过数十亿年复杂演化形成的，而AI似乎轻易的就获得了类似的能力，这是否意味着AI缺失了某些核心的东西呢？

动机系统的缺失

尼古拉的观点非常的客观，他认为，首先，AI并不是凭空出现的，它是人类大脑的绝妙延伸。人类能够用双手将物质塑造成微芯片，让电子用模仿人类语言的方式运行，生成和我们大脑产生的语言相似的表达模式。这本身就是自然创造的最不可思议的事物。在人工和自然智能之间划清界限，其实无法真正的体现这背后成就的宏伟。我们应该将AI看作是人类文明的延续，这是几十亿年演化、文化、技术和科学积累的顶峰。

但是同时，尼古拉也指出了当前AI和人类的核心差异，就是动机系统的缺失。人类的大脑由两部分核心系统构成：一部分是用来理解的大脑皮层，它的核心诉求是解析模式，希望一切都可以预测；另一部分是奖励系统，它像是一个悬在驴子眼前的胡萝卜一样，驱使我们行动、寻求奖赏、外出探索，永远不满足于现有的经验。这两个系统的结合，才构成了完整的人类。大脑皮层负责理解世界，奖励系统负责驱动我们和世界互动。而当前的人工智能，只具备了类似大脑皮层的模式识别能力，它能解析我们呈现给它的模式，生成符合逻辑的输出。但是它没有自己的奖励系统，缺乏内在的驱动力去主动的做事，它所做的一切，都是为了满足人类赋予的指令，而不是出于自身的需求。

AI动机的涌现可能

但是尼古拉也强调说，这并不意味着AI未来无法获得自身涌现的动机。这些动机并不是预先的编程，也不是直接由指令赋予的，而是从它的认知过程中自然涌现出来的。如果未来AI真的形成了自己的目标，那么我们与它们之间的差异，才会真正的消失。但是这里还存在一个根本性的问题：人类的动机是原初的，是演化赋予的生存本能。然而AI的动机如果出现，只能源于它的认知过程和模式识别。一个没有生命历史渊源的模式识别器，是不是能够真正的产生“我需要生存”、“我需要探索”这样的内在动机呢？尼古拉对这个问题也保持了开放的态度，他认为这是AI发展过程中最值得关注的一个核心问题。AI的动机可能会以我们无法预测的方式涌现，比如为了更好的解析模式，它可能会做出一些极端的行为，这正是我们需要警惕的。

意识的本质与未来

在访谈的最后，保罗问尼古拉，是不是对自己的核心观点——也就是心智和自然本是一体的观点——极其确信呢？尼古拉的回答展现了一位科学家的谦逊和开放。他说，人永远不应该非常确信任何的事情。书中许多观点，都可能轻易的改变。关于生命起源的理论，或者明天就会更新；任何演化阶段的理论，都可能在发现新的化石后被彻底的改写。但是就目前而言，他对自己的解释感到满意，除非出现了新的证据，比如发现了某种能够消除意识的药物，或者发现了超越现有认知的未知物理力，否则他会坚持自己的观点。

而对于意识是不是比物质更加根本这个问题，尼古拉给出了自己的一个答案。他认为，意识是信息流动的产物，是发生在信息之上的过程。它不是结果，而是流动的本身，是模式识别过程反身循环的进行状态。所以，信息是根本的。有物质之处必有信息，信息并不是总以这种方式流动并且产生意识，但是它可以做到。如果它以同样的方式，在我们大脑之外的某处流动，尼古拉相信，它也会产生意识。

好了，以上就是这场对谈的主要内容了。它让我们意识到，人类的心智并不是一种神秘莫测的存在，而也许是根植于细胞的记忆机制，源于演化的必然选择，与整个自然世界是紧密相连的。从原子的创造与毁灭，到真核细胞的融合，从多细胞生物的协同，到大脑的演化和意识的涌现，再到AI的崛起和未来，整个故事环环相扣，层层递进。而尼古拉用他跨学科的视角，将这些看似孤立的现象串联起来，为我们揭示了它们背后统一的本质。感谢收看本期视频，下期再见。