第2章
简单与复杂

鸟类没有螺旋桨也能飞行，人类不借助轮子也能移动。翅膀与螺旋桨外形不同，但都是用来飞行的；腿和轮子外形不同，同样是用来行进的。

人们对计算机这个信息处理系统的行为感兴趣，所以同样也对作为信息处理系统的大脑行为产生了兴趣。若非对计算机感兴趣，人们发现大脑治疗方法的可能性就会大大降低。许多有用的想法源于计算机领域，并且事实证明它们有助于我们理解大脑功能，但计算机系统行为和大脑系统行为之间可能存在根本差异。在某些方面，人类必须依赖计算机来提供想法，因为这会让我们更好地了解大脑。

事实上，计算机和大脑都靠电力运转；英美两国说同一种语言，但这有时更容易造成误解而非促进理解。在多个方面，大脑电路与计算机压根不同。例如在神经回路中，从“导线”两端开始的两个单脉冲会相互抵消，这与计算机的通电完全不同。哪怕大脑和计算机都是“信息处理系统”，它们之间的差异也是如此悬殊。

大脑与计算机在功能上也存在相当大的差异。例如，计算机会识别文字与图案，但识别手写体非常困难，而识别复杂的数学运算序列却十分容易；大脑系统识别文字与图案非常容易，但要识别数学运算序列就相当困难。

计算机有枯燥但准确的记忆，资料被储存在其中，而后又被取出使用，完好如初。计算机的部分处理能力用来处理资料，部分记忆则不处理资料，而是储存资料。大脑系统很可能非常不同，根本没有专门负责计算的部分，只有相当糟糕的记忆。矛盾的是，大脑因为记忆较差，才可能成为一台优秀的“计算机”。大脑记忆较差，原因是它并非简单地储存所接收到的信息，而是筛查、挑选和改变信息。这是信息处理行为，所以从大脑记忆中输出的内容就不太可能与输入的内容一致。

大脑系统的基本特征之一是笑，但计算机系统则不具备。笑是一种“创新”，计算机如果懂得笑，就意味着它们已经懂得做很多其他事，对人类来说可能就大事不妙了。

经过人类刻意编程的计算机完全有可能模仿大脑系统的功能，甚至能够笑、能够创造。但这也并不代表计算机与大脑的运作相似，只是两者得出的最终结果相似。例如，教某人画一个正方形很容易，但让他理解正方形的数学定义就麻烦多了，尽管这两种做法结果一样。

我们看到某个复杂的结构时，可能难以想象它由哪些简易的单元组合而成；揣摩一项复杂的操作时，可能难以想象它由哪些简单的过程交互而成。即使接受由简至繁的可能性，我们可能仍然难以看出这些单元或操作的排列组合方式。

图1显然是一个复杂的模式，其基本组织原理是什么？

图2罗列了四张轮廓图，每张图都是由相同类型的基本单元组成。那么，单元分别是哪些？它们是怎样组合的？

大脑看似是一个非常复杂的系统，解释起来似乎很复杂，但最复杂的过程也可能由简单的过程组成，最复杂的数学计算也终归取决于小学教的加、减、乘、除这四个基本算法。然而，计算太空舱准确登陆月球所需的数学知识，则与学校课本相去甚远。最终，整场计算都依赖于一个简单的过程，就像打开或关闭开关，在两种状态之间切换。在空间或时间里，数百万个这样的“开关”以不同的方式排列组合，作为计算的基础。

例如，对某些基本音乐原理的阐述，谱成了最丰富的交响乐；对物理学中某些基本原理的阐述，解释了大部分的宇宙万物；生物随机突变与适者生存的简单进化过程，最终产生了物种的复杂多样性。

如图3、图4所示，着眼于简易的基本单元，就容易看出具备复杂功能的复杂结构是如何构建的了。反之，着眼于复杂结构则不太容易看出基本单元。本书的目的并非将大脑系统的复杂行为拆解为简单的基本过程，而是要说明，简单的基本过程可能经过组合形成像大脑系统一样的复杂行为。