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为什么无法演化出 在睡觉时还保持意识的动物?

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神经系统是动物以“吃”为中心生活方式演化出来的,并在其后的演化中越来越复杂,也让动物们的智力越来越发达。然而神经系统毕竟是由生物材料构成的信息传递和处理系统,它受到自然规律的限制,不可能一直持续工作,我们在使用它的同时,不得不付出大量时间来维护和修理它。所以,睡觉是我们成为动物必须付出的代价。

那有无可能重新演化出新的神经系统,让动物们能够在睡觉维护神经系统的同时还能保持清醒呢?答案是否定的。虽然演化过程创造了许多奇迹,但是演化过程毕竟是生物的随机变化加自然选择的结果,没有设计,没有方向,只能在已有的基础上加以修改,而无法推倒重来。

神经系统也一样,基于神经脉冲的信息传递和分析系统一旦建立,就没有推倒重来的机会。计算机是人发明的,可以彻底改变运作方式,例如不再使用基于硅基半导体的线路,而改用碳纳米管,或者使用量子计算机。

除了神经系统必须睡觉,人类大脑处理信息的能力也已经没有多少进一步改善的空间。神经脉冲产生和传递的方式决定了信息传递的速度最多可以达到每秒100米左右,比起计算机中信息的传递速度慢300万倍。而且这还是在向肌肉传输信息的最粗的有鞘神经纤维的速度。

在我们的大脑中,许多神经纤维都很细,而且没有髓鞘,传输信息的速度只有每秒0.5米至几米。假设大脑中神经系统传输信号的速度为每秒1米,大脑的直径约为20厘米,信息从大脑的一侧到另一侧就需要0.2秒。如果信息处理需要信息的来回传递,需要的时间就更长了。我们每秒钟最多可以阅读十来个字,而计算机可以在数秒内扫描数据库里面的所有文献。

增加神经纤维的粗度,或者增加神经细胞的数量,必然会使大脑的体积更大,信息传输的距离更长,拖慢大脑处理信息的速度,因此人类大脑的功能已经逼近生理极限。幸运的是,人类已经发展出足够的智力,能够设计建造大脑外的信息传输和处理系统,并且使其不断完善。同样重要的是,这些系统不是基于神经细胞的,它们也不睡觉。