4．人類起源

    智力的進化和人類的起源是相互聯(lián)系的。古人類學家和分子遺傳學家正在對何時、何地和怎樣從猿的系統(tǒng)分化出來并如何進化成現(xiàn)代人的問題，卷入一場論戰(zhàn)。古人類學家以化石遺骸和人工制造物為證據(jù)，堅持認為現(xiàn)代人類是由其居住在世界各地的古老祖先進化而來的，這一進化歷程歷時數(shù)百萬年。相反，分子遺傳學家根據(jù)人類線粒體DNA譜系推斷，當今人類所有各個種族共同的女性祖先，也就是人類始祖夏娃，其生存年代大約距今150萬一180萬年之間。

5．智力的本質(zhì)

    智力是指人認識客觀事物并運用知識解決實際問題的能力，集中表現(xiàn)在反映客觀事物深刻、正確、完全的程序上，往往通過觀察、記憶、想象、思考、判斷等表現(xiàn)出來。它是在掌握人類知識經(jīng)驗和從事實踐活動中發(fā)展的，但又不等同于知識和實踐。它是先天素質(zhì)、社會歷史遺產(chǎn)和教育的影響以及個人努力三方面因素相互作用的產(chǎn)物。智能是人的內(nèi)在智力和由智力外化的行為的總和。明斯基在《智力社會》一書中寫道：“我們的智力包含了能使我們解決認為困難的問題的過程，智能是我們?nèi)圆涣私獾哪切┻^程的統(tǒng)稱。”智力包含在“知其然”中，而智能卻表現(xiàn)在處理“知其然而不知其所以然”的過程中。

    人類大腦是已知的最復雜的組織結(jié)構(gòu)。它有上千億個神經(jīng)細胞(神經(jīng)元)。這個數(shù)字相當于整個銀河系星星的數(shù)目。神經(jīng)細胞之間通過突觸相互聯(lián)結(jié)。突觸的結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)現(xiàn)，其重要性可以與原子和DNA的發(fā)現(xiàn)相提并論。因為原子的發(fā)現(xiàn)有助于回答物質(zhì)是什么，DNA的發(fā)現(xiàn)有助于理解生命的本質(zhì)，而突觸的發(fā)現(xiàn)對于認識腦功能是至關重要的。假定每個突觸有兩個狀態(tài)，那么，人腦中所包含的不同狀態(tài)總數(shù)則為2的1015冪。這個數(shù)字大大超過了整個宇宙中的基本粒子(質(zhì)子和中子)的總數(shù)(不超過21000)。作為進化的一種結(jié)果來看，人類大腦無疑是生物史上最偉大的成功之一。自然選擇在腦的進化中起著一種智力篩選的作用，從而產(chǎn)生出愈來愈能勝任應付自然法則的大腦與智力。

6.復雜性問題

    本世紀60年代以來由于計算機作為研究手段(而不僅僅是數(shù)值計算工具)的廣泛應用，與理論、實驗手段相結(jié)合，促成了非線性科學的建立。這方面研究的迅速進展，使人們對一些久懸不解的基本難題，諸如物理學的確定性描述和概率性描述的關系、湍流發(fā)生的機制、自然界有序和無序轉(zhuǎn)變的條件等，有了新認識，并開始影響人類的自然觀，促進人們從事物總體聯(lián)系的角度去探索和把握自然界的復雜運動形式。

    湍動的大氣、奔騰的河流、被磁場束縛著的高溫電離氣體、大量原子結(jié)合起來的固體，都是典型的復雜系統(tǒng)，但認真觀察這些系統(tǒng)中的運動狀態(tài)時，除了發(fā)現(xiàn)人們預料的急劇變動的復雜運動形態(tài)外，還會發(fā)現(xiàn)與這些運動共存著在空間上局域、時間上壽命很長的規(guī)整結(jié)構(gòu)，即相干結(jié)構(gòu)，孤子就是一種特殊的相干結(jié)構(gòu)。存在這種結(jié)構(gòu)的原因，是非線性相互作用。

    早在1834年，一位名叫羅素的英國工程師觀察一條木船在運河中運動時，偶然看到在搖蕩的船首擠出高約0．3米到0．5米、長約10米的一堆水來。當船突然停止時，這堆水保持自己的形狀，以每小時13公里的速度沿運河往前傳播。羅素沿運河騎馬追逐了約3公里，它才逐漸消失。羅素將這堆水稱為“孤波”，并認為它應當是流體力學方程的一個解。

    孤波被重新記起并被命名為“孤子”，是本世紀60年代電子計算機廣泛應用之后的成就。電子計算機的出現(xiàn)和應用，使得科學家們敢于也可能去探索過去解析手段難于處理的復雜問題。

    孤子是一維空間上的一種特殊相干結(jié)構(gòu)，它之所以能長期局域化，是由于系統(tǒng)中的色散與非線性兩種作用相互平衡的結(jié)果。它的出奇的穩(wěn)定性與這些非線性系統(tǒng)具有無窮多守恒律密切相關。除孤子外，自然界還存著大量的其他相干結(jié)構(gòu)，最引人注目的是各種尺度的渦旋，大者如木星上直徑4萬公里的大紅斑，小者如只有幾個納米的晶體中的電荷密度波。它們與孤子相似之處在于空間上局域，時間上長壽，相當穩(wěn)定，不同之處是它們在相互作用時并不嚴格保持形狀不變，而是可以匯合、分裂。幾個流體旋渦可集合成一個大渦，一個大渦也可以在強的外作用下被打碎。對這些結(jié)構(gòu)形成機理的認識和相互作用的探索，仍是非線性科學的前沿。通過計算機模擬和實驗室實驗，對木星紅斑的形成機理已有了較好的理解。

    孤子和其他相干結(jié)構(gòu)存在于用連續(xù)介質(zhì)或流體方程來描述的系統(tǒng)中。與平面擺等只具有幾個自由度的動力系統(tǒng)相比，流體系統(tǒng)實際上是具有無窮多自由度的復雜系統(tǒng)。然而正是在這個無窮維系統(tǒng)中卻可以形成結(jié)構(gòu)規(guī)整、相當穩(wěn)定的孤子和渦旋，這表現(xiàn)了非線性作用的非同尋常之處。

    與非線性作用在無窮多自由度的復雜系統(tǒng)中可以促成規(guī)整性的孤子的發(fā)現(xiàn)相呼應，非線性科學近20年來又從另一個極端向人民展示了在微觀和宏觀兩個層次上，由確定性方程描述的簡單系統(tǒng)可以出現(xiàn)極為復雜的、貌似無規(guī)的運動——混沌，進一步動搖了牛頓以來占主導地位的“機械決定論”。