一、左右腦分工與合作兩級(jí)模型
人類大腦的左右兩半球在處理外界聲音信號(hào)時(shí)是有分工的：通常左腦在理解聽覺語(yǔ)言信號(hào)語(yǔ)義時(shí)占優(yōu)勢(shì)，而右腦在理解音樂信號(hào)時(shí)占優(yōu)勢(shì)。但究竟是什么因素決定左右腦的分工，學(xué)術(shù)界長(zhǎng)期形成了兩個(gè)完全不同的假說：聲學(xué)假說認(rèn)為，決定大腦半球優(yōu)勢(shì)的因素是聽覺信號(hào)所具有的聲學(xué)屬性，與信號(hào)的功能無(wú)關(guān)；功能假說則認(rèn)為，決定大腦半球優(yōu)勢(shì)的因素是聽覺信號(hào)的功能，與信號(hào)所具有的聲學(xué)屬性無(wú)關(guān)。兩種假說之間的爭(zhēng)論相持不下，并且其中的任何一個(gè)假說都不能解釋所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
中國(guó)科大生命科學(xué)學(xué)院陳林教授課題組等，通過對(duì)母語(yǔ)為漢語(yǔ)的人群如何感知漢語(yǔ)聲調(diào)的深入研究，利用既類似音樂又同時(shí)攜帶語(yǔ)義的漢語(yǔ)聲調(diào)作為刺激信號(hào)來研究大腦的早期聽覺認(rèn)知過程，巧妙地解決了兩種假說之間的爭(zhēng)論：聲學(xué)假說在早期的注意前認(rèn)知階段是成立的，而功能假說則在后期的注意認(rèn)知階段是成立的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明在聲音進(jìn)入耳朵后約200毫秒的早期認(rèn)知階段，漢語(yǔ)聲調(diào)主要靠大腦的右半球來分析處理，就像處理音樂一樣。先前報(bào)道的相關(guān)研究工作未能夠通過分階段觀測(cè)大腦聽覺認(rèn)知處理過程來研究這個(gè)問題；研究同時(shí)提示，說漢語(yǔ)的中國(guó)人比說英語(yǔ)的西方人更頻繁地使用右腦。這便提出了一個(gè)兩級(jí)聽覺認(rèn)知模型，將聲學(xué)假說和功能假說統(tǒng)一起來。根據(jù)這個(gè)模型，在注意前階段，右腦依據(jù)聽覺輸入的聲學(xué)特性而成為處理漢語(yǔ)聲調(diào)的優(yōu)勢(shì)半球；只有到了注意階段，左腦才依據(jù)聽覺輸入的語(yǔ)義功能而成為處理漢語(yǔ)聲調(diào)的優(yōu)勢(shì)半球。
二、腦力思維二電機(jī)假說
在我們1966年提出“腦力思維二電機(jī)假說”之前，早知道科學(xué)界有人類大腦是左右兩半球結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。但根據(jù)神經(jīng)回路和大腦整體學(xué)說來表達(dá)的意識(shí)現(xiàn)象，是基于神圣的或物理--化學(xué)的因素之上的；從生物進(jìn)化發(fā)展來看，還可以說人腦是一分為三。如美國(guó)馬里蘭州的一位腦專家發(fā)現(xiàn)，人腦是由三種不同功能的腦子構(gòu)成的：在小腦有一個(gè)細(xì)小的原始片段，是從爬行動(dòng)物腦子遺傳下來的，稱之為R-復(fù)合體，跟人類的一些兇暴、下意識(shí)等行為有關(guān)；在中腦有一個(gè)從早期哺乳動(dòng)物那兒遺傳下來的"緣腦"，是控制人類感情、家庭觀念等行為的部分；在大腦有一個(gè)發(fā)展水平最高的"新大腦皮質(zhì)"，是寓藏想象力、辨別力等高級(jí)智能活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。這不僅在高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物如鼠猴身上作實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)，而且在一些天然病變，如癲癇病發(fā)作患者身上有時(shí)也能看到。如常表現(xiàn)出好斗行為，卻又忘掉已經(jīng)學(xué)會(huì)的搏斗方式，而本能地采取各種低等動(dòng)物的不平衡和揮動(dòng)雙臂的斗爭(zhēng)姿勢(shì)。這是因?yàn)閾p害了腦高級(jí)功能和低級(jí)功能之間的傳遞系統(tǒng)，于是就成了類似僅僅只有R-復(fù)合體的原始腦。
那么腦力思維假說的二電機(jī)與人類大腦的左右兩半球是對(duì)應(yīng)？是類比？
是又不是。因?yàn)槟X力思維二電機(jī)假說不是說人腦里真的有兩臺(tái)電機(jī)；也不是說兩半球就類似兩臺(tái)電機(jī)的截然劃分。它的觀點(diǎn)是：人腦這個(gè)最重要地方的思維活動(dòng)，是由兩個(gè)類似的精神泵控制工作的，這如象兩部微型交流伺服電動(dòng)機(jī)，它們將輸入的生理信息轉(zhuǎn)而執(zhí)行對(duì)人體黑箱的指揮和控制。其次，人腦這兩個(gè)思維電機(jī)并不是連續(xù)而是交替地進(jìn)行工作；即其中的一部在運(yùn)轉(zhuǎn)，另一部只對(duì)此進(jìn)行監(jiān)護(hù)收錄，而到一定時(shí)刻或遇新的刺激，監(jiān)護(hù)的那部立即運(yùn)轉(zhuǎn)而前一部又改為監(jiān)護(hù)收錄。這樣人腦里因同時(shí)存在正副兩本記錄，就大大便利于對(duì)信息的整理儲(chǔ)存和校核、檢索。 內(nèi)容來自m.yy-art.cn
啟發(fā)我們提出“腦力思維二電機(jī)假說”的，最早是自然全息：
1、1965至1966年，我們?cè)谖錆h鋼鐵公司的軋鋼廠看到，為了及時(shí)排除故障，軋鋼車間拖動(dòng)軋鋼的大型要害設(shè)備，配有兩臺(tái)電機(jī)。這使我們聯(lián)系到法國(guó)曾擁有的四艘世界最大的超級(jí)油船，它們的鍋爐、發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳、方向舵和電氣系統(tǒng)都是成雙的，目的也是為大海航行中不論出現(xiàn)任何事故不致遭受毀壞。
2、這種聯(lián)系延伸到人的大腦這個(gè)重要器官，我們知道人的鼻循環(huán)現(xiàn)象，在正常呼吸時(shí)，是輪流地使用左右鼻孔。用右鼻孔呼吸時(shí)，大腦容易興奮，神經(jīng)處于緊張狀態(tài)；而在輕松、安寧時(shí)，則常用左鼻孔進(jìn)行呼吸。
3、又如有人發(fā)現(xiàn)，馬或鳥類，可以在睡覺的時(shí)候，睜一只眼閉一只眼，大腦的一個(gè)半球睡眠而另一個(gè)半球卻保持清醒。還有海豚、海豹和海牛等海生哺乳動(dòng)物，也具有"腦單半球慢波睡眠"的功能，使它們有睡眠狀態(tài)之中仍能時(shí)不時(shí)地浮上水面呼吸。我們認(rèn)為，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)結(jié)合“腦力思維二電機(jī)假說”，有助于對(duì)人的"夢(mèng)游癥"和催眠術(shù)的部分解釋：在催眠術(shù)中，可以觀察到一個(gè)被施以催眠術(shù)的人，當(dāng)他的枕骨區(qū)受到刺激后，同警覺性和評(píng)判能力相關(guān)的大腦前區(qū)的活動(dòng)就減弱了：而發(fā)生在特定人群身上的"夢(mèng)游癥"，則是患者腦力思維二電機(jī)自動(dòng)控制短時(shí)失調(diào)，出現(xiàn)一部滯留醒覺而另一部分仍在夢(mèng)鄉(xiāng)，以及工作的那部分還具有類圈的多旋狀態(tài)等多種因素造成的。
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4、在大學(xué)里，我們學(xué)的《電工學(xué)》中有關(guān)交流伺服電動(dòng)機(jī)的知識(shí)，使我們把腦力思維的動(dòng)力看作伺服電動(dòng)機(jī)；在實(shí)習(xí)工廠我們參與制造單晶硅爐和生產(chǎn)單晶硅，要用到多部小型交流伺服電動(dòng)機(jī)，使我們切身體會(huì)到它們之間有分工又有合作的重要性和階段共軛的匹配性。
在自然全息的啟發(fā)下，我們常常做這樣一類簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)：我們使兩只手同時(shí)作向下按的相同動(dòng)作，并注意大腦里的感覺，你會(huì)發(fā)現(xiàn)意識(shí)的位置是在不斷地交換。又如，我們表達(dá)一個(gè)早已清楚的概念，無(wú)意中還是把某處說錯(cuò)了；但過后又能意識(shí)，或者在別人提示下，也能意識(shí)；我們認(rèn)為這就是由于人腦的兩個(gè)思維電機(jī)記錄的不一樣，校正時(shí)能互相補(bǔ)充而有利于得到更正。 內(nèi)容來自m.yy-art.cn
三、腦力思維二電機(jī)假說的證明
腦力思維二電機(jī)假說跟兩半球在功能上有一定分工并不相矛盾，只說明對(duì)兩部思維電機(jī)作的同類記錄，是規(guī)定了各自的處理權(quán)限的。這在"裂腦人"身上更容易得到說明。
例如，只切斷兩半球之間聯(lián)系的白質(zhì)橋--胼胝體，大腦兩個(gè)半球還能在很大程度上相互獨(dú)立。這種情況就破壞了兩個(gè)腦力電機(jī)正常的有序交替或同步而會(huì)產(chǎn)生相互干擾；為此各自只得執(zhí)行早先約定的分工。如讓這種裂腦人左手握住一把鑰匙，并在事先用幕布擋住他的眼睛，不讓他看見左手握的是什么。由于大腦兩半球的聯(lián)系已被切斷，所以，盡管他右腦的思維電機(jī)已接受到左手傳來的感覺信號(hào)作有記錄。但是它不能把記錄副本送給管說話功能的左腦思維電機(jī)。由于左腦思維電機(jī)沒有記錄，也無(wú)從資料可查，因而問它左手拿的是什么，他只會(huì)茫然不知。
如果是只有半個(gè)腦袋的裂腦人，這種不存在交替或同步的情況，決定于單獨(dú)留下的腦力電機(jī)功能恢復(fù)的強(qiáng)度，如果它的耐力能擔(dān)負(fù)兩個(gè)完好的腦力電機(jī)的任務(wù)，那么它有可能跟沒有腦損傷的人差異不大。
人腦思維二電機(jī)交替使用，不但提高了大腦的工作效率，而且有利于減少人體黑箱對(duì)信息能的泄漏。我們可以想象：一部電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)鼓風(fēng)泵與兩部電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)鼓風(fēng)泵同時(shí)向一個(gè)布袋里送氣，哪種泄氣量大一些呢？當(dāng)然是后一種兩個(gè)電機(jī)使之同時(shí)送氣的情況。因此這種象兩部電機(jī)交替工作的情況，也可以看成是大腦思維活動(dòng)的模型。 m.yy-art.cn
上世紀(jì)七十年代后，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的很多事實(shí)，都能證明腦力思維二電機(jī)假說是有依據(jù)的。
1、美國(guó)加利福尼亞大學(xué)斯佩里教授，通過精心設(shè)計(jì)的種種嚴(yán)密而精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)裂腦人進(jìn)行了仔細(xì)的觀察和研究，發(fā)現(xiàn)大腦兩個(gè)半球在功能上有明顯的分工：左半球同抽象思維、象征性關(guān)系和對(duì)細(xì)節(jié)的邏輯分析有關(guān)；它具有言語(yǔ)的、概念的、分析的、連續(xù)的和計(jì)算的能力。右半球則與知覺和空間有關(guān)，它具有對(duì)音樂、圖形、整體性映象和幾何空間的鑒別能力。左、右半球既各司其職，又協(xié)同互補(bǔ)。也就是說，人腦好比兩套不同類型的信息加工控制系統(tǒng)；裂腦人能用言語(yǔ)報(bào)出左半球獲得的信息，但不能用言語(yǔ)報(bào)出單由右半球得到的任何信息，因而提出裂腦人有兩個(gè)精神的主張。因?yàn)樗古謇锏膶?shí)驗(yàn)揭示了：我們過去認(rèn)為是不能讀寫、智力遲鈍的，甚至某些權(quán)威認(rèn)為是無(wú)意識(shí)的所謂從屬的或次要的右半球，被發(fā)現(xiàn)事實(shí)上在執(zhí)行某些智力任務(wù)時(shí)是較高級(jí)的大腦之中一員。
2、腦力思維二電機(jī)假說在半腦人身上，得到證實(shí)。1981年《科學(xué)畫報(bào)》上報(bào)道：1958年上海醫(yī)務(wù)工作者為一位七歲時(shí)患了"嬰兒腦性偏癱"的姑娘切除了大腦右半球，以后23年中盡管只剩下大腦左半球，卻也具有大腦右半球的功能。在美國(guó)，一位切除了半邊左腦的21歲的婦女，竟也恢復(fù)了由左腦支配的功能。1982年《生命》雜志創(chuàng)刊號(hào)上報(bào)道：昆明一位患癲癇病的16歲的男孩，切除了大腦右半球已有15年，能在造紙廠當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員，科學(xué)家們測(cè)驗(yàn)和檢查了他，發(fā)現(xiàn)他神志正常，右腦半球的有些功能在他身上并未消失。這使人想到國(guó)際上對(duì)斯佩里實(shí)驗(yàn)的一種解釋：腦連合存在時(shí)，左側(cè)損害的作用是阻止未受損害的右半球內(nèi)實(shí)際存在的但受到抑制的潛在性功能的表現(xiàn)，只有當(dāng)未受損傷的右半球從與它構(gòu)成整體的，來自損害的半球的破壞性、抑制性影響中釋放出來，如腦連合部切開時(shí)，它自己的存留的功能才能成為有效的。
3、然而所有的這一切，也引來一些爭(zhēng)論。有些科學(xué)家認(rèn)為，一切人都不是一個(gè)統(tǒng)一體，而是兩個(gè)人的混合物；一切正常人都有兩個(gè)精神，都是兩個(gè)"人"。有的則認(rèn)為，裂腦人不僅有兩個(gè)精神，而且是兩個(gè)人。腦力思維二電機(jī)假說并不和實(shí)驗(yàn)相矛盾的解釋是：
A、腦力思維二電機(jī)假說，實(shí)質(zhì)體現(xiàn)出一種合二而一的循環(huán)，例如拿猴子做存在腦循環(huán)的實(shí)驗(yàn)，切斷它的腦連合部，訓(xùn)練每一只眼分別執(zhí)行特定的任務(wù)。當(dāng)兩眼被訓(xùn)練于執(zhí)行矛盾的任務(wù)，并且將兩眼都打開時(shí)，那么猴子便交替地進(jìn)行活動(dòng)，兩側(cè)半球象是有禮貌地輪流起作用。這自然是存在著沖突和混淆的危險(xiǎn)。為了避免，在正常聯(lián)系的情況下，也還得讓一側(cè)大腦半球占優(yōu)勢(shì)。如人類幾乎都是左側(cè)，這就是大多數(shù)人是右利的由來。
B、腦力思維二電機(jī)假說對(duì)分工論，持約定說，這得到在語(yǔ)言上不能過分強(qiáng)調(diào)兩半球分工的實(shí)驗(yàn)的支持。神經(jīng)學(xué)家們認(rèn)為，如果沒有以"語(yǔ)言--思維"為最高表現(xiàn)形態(tài)和核心成分的人腦的意識(shí)反映機(jī)能作為最主要的推動(dòng)力，猿的腦髓也不可能轉(zhuǎn)變?yōu)槿说哪X髓。日本科學(xué)家角田直延證實(shí)，語(yǔ)言對(duì)大腦的影響超過大腦對(duì)語(yǔ)言的影響。他通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，日本人的邏輯思維與情感反應(yīng)并不象西方人那樣分給不同的兩半腦，而是被塞入與語(yǔ)言半腦相同的左側(cè)。據(jù)他分析，日本人的大腦功能的不同，既不是遺傳也不是文化熏陶，而是日本的語(yǔ)言特色所造成的。 copyright m.yy-art.cn
C、這就是我們開篇說的，來自中國(guó)科技大學(xué)等處的研究人員發(fā)現(xiàn)的一個(gè)一分為二的兩級(jí)認(rèn)知模型：世界上的語(yǔ)言可以分做非聲調(diào)語(yǔ)言與聲調(diào)語(yǔ)言兩大類，歐美各國(guó)的語(yǔ)言屬于前一類。東方的語(yǔ)言包括普通話，客家話，廣東話，與菲洲有些地方的語(yǔ)言屬于后面這類。聲調(diào)語(yǔ)言是指在發(fā)出一個(gè)語(yǔ)音時(shí)依聲調(diào)的高低，長(zhǎng)短等就構(gòu)成出不同語(yǔ)義的語(yǔ)言。這種依照聲調(diào)傳遞不同信息的方法利用功能性MRI或者正電子斷層掃描技術(shù)揭示了母語(yǔ)者左腦中的變化過程——這主要是通過測(cè)量包括聽力過程關(guān)注階段在內(nèi)的短暫性集中神經(jīng)事件來完成的。研究人員證明了在關(guān)注前階段，對(duì)于聲調(diào)語(yǔ)言系中字調(diào)變化的早期聽覺過程實(shí)際上是側(cè)向于右半球大腦的，中國(guó)科技大學(xué)的陳林教授，曾通過對(duì)漢語(yǔ)聲調(diào)感受的研究，證明早期聽覺信號(hào)處理中大腦半球優(yōu)勢(shì)主要依賴于聽覺信號(hào)聲學(xué)特性。在實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員對(duì)中文普通話母語(yǔ)者不斷發(fā)出一個(gè)有意義的聽覺詞語(yǔ)——一致的元音，以及字調(diào)變化或詞首變化這種間斷的奧德勃(odd-ball)模式刺激方式制造一個(gè)對(duì)比來獲得詞義上的改變。研究人員發(fā)現(xiàn)，利用失匹配負(fù)波的整個(gè)頭部電子記錄，這種字調(diào)對(duì)比會(huì)引起一個(gè)關(guān)注前反應(yīng)，而且在右半球比左半球反應(yīng)強(qiáng)烈。這就說明，如果在字調(diào)變化和一致聲調(diào)之間有一個(gè)明顯的聽力特征，那么這種相反的偏側(cè)性模式就表明大腦半球?qū)τ谘葜v前聽力提示的依賴性是由處理流中的一個(gè)語(yǔ)義表現(xiàn)法描繪的。
大腦是一個(gè)裝有外部宇宙模型、詞匯和想象力的內(nèi)部宇宙。自身"我"只是大腦產(chǎn)生的唯一圖象。當(dāng)人睡著時(shí)，這個(gè)"我"就消失，但大腦仍然在忙于制造"我"之外的圖象。對(duì)于處在自然、社會(huì)、思維三大領(lǐng)域交界面的特殊對(duì)象--腦的研究，如果我們今天仍按傳統(tǒng)的觀點(diǎn)去考慮；那末，隨著整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，就將會(huì)遇到一系列困難。 右腦記憶方法 相關(guān)閱讀：