前言

  达尔文的进化论认为,所有物种包括人类都是适者生存,优胜劣汰。现代医学对人的遗传进化理论提出基因复制、基因交换、基因突变等过程,描述了优胜劣汰的遗传进化机制。人的进化与退化是个整体循环机制,包括刺激信息、信息储存、信息筛选,基因复制、基因交换、基因突变,遗传到下一代的过程。哪些是进化信息,哪些是退化信息,现代医学、心理学等学科对刺激信息储存、筛选、遗传复制等机制没有阐述清楚,有些几乎空白。“三系统”理论,可以很好的阐述进化与退化过程,着重阐述信息储存、信息筛选的工作机制。

  近代医学在技术上的突破,已经能从微观上观察,提出遗传进化新证据,遗传信息由基因复制、基因交换、基因突变等过程。已知道信息是通过基因复制信息传递给下一代,在复制的的信息中,被复制的信息就是“原件”信息,“原件”信息又是如何产生的?

  进化过程中,适者生存指的就是适应环境,环境是指的所有刺激信息,包括外部环境和内部环境,外部环境可以是自然信息,例如地震、火山爆发,也可以是受到野兽的攻击等;内部环境是人类在生存过程中,产生的所有心理活动,环境信息是进化与退化的关键信息,接收到刺激信息被储存下来的信息,就是基因复制“原件”信息。

  三系统理论阐述了它的功能和结构,它即是个整体,又有结构和功能之分、层级之分。接收刺激信息后,根据刺激信息不同、储存方式不同、驱动方式不同、工作方式不同,三系统理论就是把环境信息(包括所有心理活动)作为信息输入后,各个系统会把环境信息以记忆的方式存储下来,有层次的、有逻辑的进行筛选,最后把需要的信息,通过基因复制、基因交换、基因突变等过程传递给下一代,这样形成了一个从环境信息输入到遗传信息输出的过程,形成闭环。

  三系统理论有着重要的意义,可以阐述人进化与退化机制原理,论述基因复制前“原件”信息储存机制,增加了进化和退化机制过程中的认识阶梯,减少了进化和退化机制之间的鸿沟,为人的进化和退化机制提供另一个视角,填补对该领域阐述的空白。也可以作为人工智能发展提供参考,如数据足够,甚至为遗传疾病进行预测提供可能。

  一、研究方法

  在接下来的论述中,首先采取的自证理论,自证三系统结构功能,以三系统理论为基础,论述进化与退化机制中的信息储存和信息是如何筛选的。进化与退化机制是一个漫长的过程,中间跨越非常长时间,很多信息是缺失的,在缺失的信息中只能是推演;结合现有已知证据和成熟的理论体系,采取黑箱理论法来进行模拟,在输入过程中看输出的结果。论述中也采取诸多研究方法,如思维方法、文献研究法、内容分析法、经验总结法等。

  二、三系统理论

  系统理论提出是《思考快与慢》作者丹尼尔•卡尼曼,作者提出人大脑有2个系统,即系统1和系统2,系统1是无意识的,是自动化的,是不需要思考的,也是非常省力的;系统2是需要思考,需要注意力和逻辑思维参与,是费脑子的。并认为系统1和系统2可以广泛的应用到心理学领域,人都是在系统1和系统2之间进行切换。

  (一)自证

  学习该理论后,通过分析和推导发现理论有需要完善的,提出三系统理论。

  1.系统1

  它是自动化系统,是无意识的,是不需要思考的,如眨眼睛,每人每分钟眨眼睛约15—20次,按最低次数来算,除去12个小时睡觉时间,每天眨眼睛次数超过1万次以上,人似乎感觉不到眨眼睛这件事,也感觉不到眨眼睛是困难的事情,这个眨眼睛功能就是系统1的功能,是无意识的且自动化的功能。婴儿生下来就会自动找奶头,这是先天遗传带来的;人一辈子从没有被蛇咬过,看见蛇就会本能的害怕;如果站在高空向下俯瞰,腿就会不由自主打哆嗦,这都是先天功能。通过动物实验也能证实,刚出生的老鼠从未见过猫,就会本能的害怕猫,这也是先天的遗传信息带来的。

  2.系统2

  熟练的驾驶汽车,去某个地方,开车的过程你根本不会想是怎么开的车,是怎么踩刹车,怎么加油门,怎么拐弯,都是自动的。7乘以7立马想到49这个数字,这也是自动化的,无需思考就可以得出结果,是后天学习输入内化而形成的自动化。

  3.系统3

  做个小实验,连续快速眨眼睛100下,会感觉眼皮非常累,甚至眼睛干涩不舒服,这是系统3的功能,是在自我意识下控制眨眼睛,这就是系统3的功能。如做一道数学题,思考一个问题,都需要用到系统3的功能,是手动功能,需要自我意识、逻辑思维和注意力配合下完成的。

  (二)自证结论

  通过上面的自证举例,可以得出这样的结论,自动化系统有先天和后天之分,自动化系统应该是两个,即系统1(先天)、系统2(后天),加上系统3,共三个系统。三个系统有各自功能和工作机制,有先天和后天之分,功能也不一样,驱动不一样,工作机制不一样,信息输入和储存都不一样,推导结论如下:

  1.三系统大致功能

  系统1,是生命保障系统,主要是无意识状态,负责呼吸、心跳、繁衍、内分泌等功能,生死本能功能,趋利避害为主,例如性、吃、遗传等;

  系统2,主要是存储功能,是把信息内化后形成的自动化,可以有意识的输入,无意识输出,体现出高效节能,主要是用进废退机制。如熟练的驾驶汽车,背乘法口诀等后天习得的知识、经验、习惯等;

  系统3,是自我意识控制输入系统,主要功能有注意力、语言逻辑思维等。有意识的学习新的知识、技能、动作等。

  2.三系统特征

  系统1是先天自动化的系统,是遗传自带的功能,是无意识的,有生死本能,驱动力最大,快乐原则;

  系统2是后天习得的信息内化后形成的一种知识、习惯、技能或者经验,它也是自动化的,输入有意识,输出呈现出无意识,驱动小于系统1,节能高效原则;

  系统3是自我控制系统,它属手动系统,系统3主要是通过逻辑思维、注意力、语言等功能把信息输入后,形成临时记忆,反复学习、强化训练后,可以把信息内化到系统2,也可以控制系统1部分功能,但十分消耗能量。

  系统1和系统2都是自动化反应,主要有两个好处。①无需思考就会本能做出快速反应,是在亿万年中进化出来的结果,系统1、系统2最主要是反应快,形成条件反射,如碰到大型野兽,会触发本能反应,无需要思考就能做出逃跑或者战斗反应,反应快是生存的需要,慢了对战斗和逃跑不利,就有可能被野兽吃了;②是高效节能的需要,人有节能基因,这是已经证实的,反应快就是高效,不需要思考,是节能。

  (三)类比法

  如用三系统比作生物电脑的话,系统1是电脑的硬件,有开机程序,繁衍遗传程序;系统2是安装程序,专门安装知识、经验、习惯等;系统3是有自我意识的程序员,专门负责输入新的信息。如图1

  (四)内容分析法

  遗传信息是由基因复制、基因交换、基因突变、遗传到下一代的过程。基因复制的前提必须要有被复印的信息,否则无法复制,被复制的信息就是“原件信息”。“原件信息”就是人出生后带着父母家族的遗传信息到繁衍之前的信息,包含有了有两个信息:父、母及以上的祖辈遗传信息;出生后到繁衍之前的所有刺激信息。如张三出生于2000年1月1日,于2024年1月1日繁衍后代,出生时所有遗传信息是父母家族给的,2000年1月1日—2024年1月1日所有信息是环境给的,环境刺激包括外部环境和内部环境,如吃、喝、拉、撒,人际关系,疾病、自然灾害、工作、学习、技能、习惯、婚姻、恋爱、认知,心理活动等。出生后的24年里信息它就是一个变量信息,这个信息需要储存,有存储就有筛选,并不是所有信息都会传递给下一代。进化与退化机制过程包括刺激信息输入、信息储存,信息筛选,基因复制、基因交换、基因突变,遗传下一代等环节,人的进化与退化应该是个整体循环体系,这样形成一个遗传闭环。

  “原件信息”主要有两个:个体出生时,身体携带遗传基因是由父母家族的基因遗传信息,这个信息固定的,暂且称之为定量信息;个体出生后到繁衍之前的所有刺激信息,这个信息是变量的,根据刺激深度和宽度不同,存储信息是不同的。定量信息是通过硬件(身体基因)传递,就像复印机复印的原件材料,变量信息就是在被复制后的信息里增加认为生存需要的信息,包括从出生婴儿时期到繁衍中间的整个阶段。先天信息通过父母遗传自带的,父母信息越多,遗传信息越多;变量信息是后天自我装载、刺激越多,信息装载存储越多。

  (五)“原件信息”存储种类

  “原件信息”存储种类,主要是阐述变量信息储存,定量信息已知是父母基因传递的,变量信息是后天适应环境的信息,刺激信息不同,储存不同,所以需要了解存储种类,也能就更好的了解哪些信息会遗传给下一代。

  变量信息中,刺激信息进入大脑后,被存储下来的过程,就是记忆形成的过程。刺激信息进入大脑后,对信息进行编码、储存和提取的认知过程就是记忆。记忆指的就是被储存下来的信息,可以被记录下来的信息,当然也包括无意识信息。不同的刺激会产生不同记忆效果,例如背单词,需要多次反复的强化,才能形成稳固的记忆,被强化后的记忆一般叫长期记忆,没有形成稳定的记忆,叫临时记忆。

  (六)记忆归纳

  记忆的本质是信息,心理学对记忆种类有多种的说法,有的把记忆分为外显记忆和内显记忆;有的把记忆分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆,有的把记忆归纳为形象记忆、情绪记忆、情景记忆、语义记忆、和动作记忆,不管怎么划分和归纳,都是为了更好的了解它。这里把记忆分为临时记忆、长期记忆、和遗传记忆,临时记忆和长期记忆是后天记忆,是后天输入信息储存信息,遗传记忆是上一代父母通过基因遗传下来的,都是在传递信息,是有先天和后天之分。

  1.原件进化信息

  进化信息是从无到有,从简到繁的过程,进化信息主要信息输入,信息存储、强化,进入长期记忆的过程,只有形成长期记忆,大脑才会判断出这样的信息是对生存有用的信息,否则没有被强化的信息,没有被强化的记忆,大脑会产生遗忘,从而忽略这样的信息,大脑就判断这样的信息是对生存不需要的,所有需要断开链接。

  2.临时记忆信息

  临时记忆是系统3的记忆信息,没有被内化到系统2里的信息,像最近看过的一本书,看完书后感觉什么都忘了,好像没有读一样;如果问上周的今天吃了什么饭,好像也记不起来,但知道肯定是吃饭了,具体吃什么,什么时候吃的,很难回忆,这就是临时记忆。

  系统3是最耗能的,特别是学习新的知识需要注意力和逻辑参与的时候,每次强化训练都需要能量,如没有强化刺激记忆信息,系统3的信息很容易遗忘。

  3.本能记忆(长期记忆)

  本能记忆,是优先存储记忆。有过生死经历的场面,或者经历过车祸,被电击了,被狗咬了,被水淹了,家里着火了,意外差点挂了等,虽然只有一次,相信有过一次都难以忘记。

  这里就是本能记忆,当人们触及到生与死的时候,就触发生死本能,触发生死本能的时候,身体五种感受器官全部打开接收外部信息,包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉,这是大脑的本能机制,一切是为了更好的生存下来,本能记忆主要作用有以下三个特征;

  (1)为了更好的收集更多的信息保存下来,身体五种感官会全部打开,怕遗漏信息对逃跑或者战斗不利;

  (2)危机自身安全的刺激信息,这样的记忆必须是深刻的,一次就足够,一次危险的体验,记忆信息就会内化到系统1里,本能驱动形成自动化,下一次就会自动识别并产生恐惧;

  (3)为了识别危险信息,远离危险,会优先遗传给下一代,是繁衍生存的需要。

  如小时候被狗咬过一次,看到狗就会本能的躲开,如果年龄过小还没有形成记忆,就会变成隐形记忆,不记得被狗咬过,但会本能的害怕狗狗。

  所以说触发本能的信息刺激,一次记忆就能记忆深刻,变成长期记忆,无需强化直接进入系统1形成自动化,其核心是触发本能后,身体的所有感受器官全部打开,这样的形成的记忆直接被保存到系统1里,会自动识别危险信息,所以说生死本能记忆层次最高,它会优先储存和优先传递给下一代。

  4.强化后记忆(长期记忆)

  强化后的记忆,一般就是长期记忆。要把信息内化到系统2,需要反复的强化,才能内化到系统2里,内化到系统2之前,需要反复训练学习、回忆强化才能内化到系统2里,如运动员反复训练一个动作,小学背诵乘法口诀等,内化到系统2就会形成自动化,自动化记忆就是长期记忆。

  前面举例讲到驾驶汽车案例,学员在学习汽车驾驶的时候,是手忙脚乱的,是身体不协调,控制不协调,这些技能没有内化到系统2。此时的学习驾驶技能需要不断的练习,不断的反复按照教练要求练习技术要领,慢慢的这些技术越来越熟,也不那么吃力,反应也快了,最后完全内化成系统2,输出时完全自动化,去哪儿开车不需要思考怎么驾驶,完成处于驾驶的本能习惯,这就是自动化驾驶,也是长期记忆一部分。

  总结一下记忆存储的特性,普通信息输入时,没有强化之前一般在系统3存储,属于临时记忆。系统3记忆或者新的信息输入反复训练强化,会进入系统2存储,形成长期记忆且自动化。涉及生死本能信息时,本能信息会内化到系统1里,变成长期记忆,且形成自动化。如图3

  5.记忆信息存储的生物学基础

  记忆信息存储的生物基础是神经元,神经元最主要功能是:(1)储存信息形成记忆;(2)传导信息,产生链接。意味着信息存储就需要神经元的之间的产生链接,传导信息,交换信息,存储信息,这些功能都是神经元最主要的功能。

  (七)进化与退化机制推理

  现在知道记忆储存机制,也知道记忆存储生物学基础是神经元功能,神经元之间的链接是用进废退的。用已知的机制和功能来推理到猴子身上,是如何演变成人,如何把尾巴退化掉的,如何上肢进化成手的。按照进化论假设,人从猴子演化而来,猴子从树上爬下来,这是一个非常重要的时间节点,也是一个进化成人的重要标志。主要进化方向有;智力的提升,大脑和器官的进化和改变,例如直立行走,上肢变成手了,大脑越来越大,身体免疫力越来越好等。退化也有;例如尾巴没有了,跳跃功能降低了,攀爬能力下等。

  尽管人类的尾巴已经消失了,但可以看到一些遗传痕迹,形成了人类尾骨的残余,称为尾骨(又称尾椎)。尾骨是由几个融合的椎骨组成,它们位于脊椎的末端。尾巴是如何退化掉的呢?

  尾巴如何退化掉的?退化与进化需要了解用进废退机制。神经元是用进废退,如不产生刺激,神经元链接就会断开,信息传导困难,储存记忆容易遗忘(提取困难)等。猴子从树上爬下来,开始直立行走,那么尾巴就是多余的,平时用不上。在树上尾巴可以作为绳子,也可以起平衡,也可以当成手,它是有用的,有用就会产生刺激,大脑对尾巴神经元进行放电控制,大脑对控制尾巴神经元肌肉进行放电刺激,尾巴在电信号刺激下,按照大脑信号指示做出相应的动作,尾巴的肌肉和神经得到锻炼;现在猴子爬下来之后,直立行走也不需要用尾巴了,也不需要保持平衡了,也不需要绳子和手一样的功能,因为上肢就可以解决所有需要的功能,那么尾巴就是多余的。所谓多余,是没有使用功能,大脑链接控制尾巴的神经元一直得不到刺激,尾巴的神经元和肌肉也得不到刺激,肌肉和神经元就会萎缩,这样的信息会一直记录在大脑里。等在繁衍的时候,遗传功能只要读取、复制这些信息,然后把信息传递给下一代,下一代尾巴慢慢的变得越来越短,越来越小,最后尾巴消失,这就是信息刺激、信息复制,遗传下一代完整的遗传机制。

  1.心理活动对“原件信息”存储机制

  环境刺激包括外环境和内环境,内环境主要是心理活动,前面提到猴子如何从树上到树下活动,这是外环境,现在内环境刺激,人的心理活动机制。

  如一个动物园饲养员,从小把动物园老虎养大,每天都给老虎喂食,清洁,试想一下他怕这只老虎吗?答案是显而易见的,肯定不会怕,因为他已经和老虎建立感情,老虎需要依附他喂养。如果饲养员在原始森林里,碰到野生老虎,他又是如何想的呢?此时的他肯定是知道非常危险,想尽一切办法脱身,尽快离开这个危险境地。都是面对老虎,心理机制完全不一样,这就取决于认知和判断,也可以称为识别系统,不同的认知产生不同的应对策略、想法和行为,结果也完全不一样,存储信息是不一样的。如饲养员面对动物园的老虎,每天都需要喂养,饲养员已经形成了喂养的行为习惯,对老虎的认知也形成了,知道它不敢攻击自己,甚至还被饲养员攻击,这些行为和心理机制信息就存储在系统2里,认知是不怕老虎,反而老虎还惧怕饲养员。假设饲养员在原始森林里碰到野生老虎的情境,此时的他感受到了危险,体内开始分泌肾上腺素,专注力提升,呼吸加快,已经做好了随时逃跑和战斗准备。这个过程就是从系统3的认知,判断有危险后,触发生死本能也就是系统1的功能,身体自动呼吸急促,心跳加快,随时做好战斗和逃跑的准备。这些刺激信息都会被记录下来,也就是神经元的记忆存储信息,以后就知道,尽量不要去原始森林,哪里有野生老虎非常危险。

  通过老虎饲养员案例假设,心理活动机制主要取决于个体的认知,同样是老虎,认知(识别系统)不一样,采取的应对策略和行为都是不一样的,这样系统工作机制和存储机制也不一样。当认识到对面是野生老虎的时候,系统1会自动接管工作,应对策略是打还是逃;当识别是自己饲养的老虎时候,他采取的行为策略是习惯策略,按照平时的操作即可,就会换到系统2工作的过程。所以说个体认知是一种筛选机制,会影响应对策略、行为和结果。

  2.个案研究

  怎么断定哪些属于进化,哪些属于退化呢?这就需要了解大脑判断机制。有这样一种疾病,儿童白内障,有的孩子生下来眼睛就有白内障,有的家庭发现得早,早早的就把那个白内障摘掉了,以后孩子就有视力没有任何问题。但有的家庭发现得晚,过去没有这种普遍的筛查,所以等孩子长到挺大了才发现怎么眼睛看不见,赶紧去医院做手术,就算把白内障摘掉了,这个孩子依然看不清。原因是他的视神经长期不用,长期没有任何作用,所以大脑判断可能没什么用,就把这段连接给它断掉。

  通过儿童白内障疾病进行分析推理,大脑判断机制并不是觉得你有用就留下来,觉得你没有用就退化掉,而是一种用进废退机制。人有五种感受器官,视觉信息尤为重要,数据显示视觉信息输入比高达80%,如果按照重要性来判断,在五种感受器官中,视觉最重要,应该是优先进化和优先保留下来。但通过儿童白内障疾病案例,发现大脑判断机制并非如此,是用进废退机制,你越用越发达,你不用,就给你退化掉,哪怕是你的最重要的视觉神经,所以说,大脑判断进化与退化机制是用进废退。

  依据上面推理假设成立,结合刺激、认知神经元信息存储的规律,就可以得出如下结论。神经元是用进废退的,用进废退是可以用数学来表达的,可以逻辑计算的,哪些需要进化的,哪些需要退化的,读取复制大脑神经元储存信息就可以。

  为了更好的解释进化和退化机制,创建一个进化与退化机制数据模型,模型中主要体现进化层次关系和趋利避害、用进废退机制,模型如下图4、5:

  3.内容分析

  上面图5数据模型只是一个假设,是一个简单的模型结构,真实人类进化层次和数据远远更复杂,人进化过来时间有亿万年,储存信息可能是个天文数据。模型没有时间轴,对于人类100年寿命来说,在亿万年进化、退化过程中实在是太短了,数据显现和外观表征是很难看出有多大变化,只有拉开时间这个长度才能窥探全貌,这样才能更准确的、客观的看待和表达。

  如儿童白内障疾病,成人后也没有恢复视觉功能,那他结婚后生了孩子,孩子是否也会成为盲人呢?现实中很多残疾人结婚生子,孩子健健康康的,并没有出现盲人结婚后生的孩子就是盲人,聋子结婚后生下孩子就是聋子,对个体而言,繁衍复制的进化信息和退化信息是相当微小的,白内障孩童虽然因病致盲,他的爸爸妈妈、爷爷奶奶、他的祖祖辈辈并不都是瞎子,所有遗传信息应该是拉开整个时间维度来看,这样的判断才能准确。所以这次虽然因疾病致瞎,但在遗传信息里,视觉信息刺激数据仍然很高,可能影响数据微微降低一点,不足于改变所有遗传信息,遗传有亿万年的信息,大脑判断视觉仍然很重要,盲人生下孩子大概率不会成为盲人就是这个原因。

  模型中大脑对刺激信息接收、储存是有层次的,首先是对于危及生存安全的信息,是优先进入大脑潜意识里的,一次危险的刺激就能内化到系统1里形成自动化。其次是系统3的信息被强化后内化到系统2里,也能形成自动化,其主要是节省能量和高效输出。最后是大脑判断认为不是很重要的信息,对生存和安全作用不大,大脑对这些信息产生忽略和遗忘,也就是系统3的临时记忆。

  模型中假设有人一辈子没有被蛇咬过,仍然对蛇有本能的恐惧,这就是遗传带来的信息,说明祖辈有过被咬死或者被咬存活下来后,把信息遗传给下一代。下一代虽然没有接触过蛇,或者没有被蛇咬过,对蛇的恐惧还在,这就是优先遗传信息证据,也揭示了进化的层次关系。

  模型中人进化与退化机制,描述猴子是如何进化成人的,主要从尾巴退化和上肢进化来推理。假设所有身体器官接收刺激都有个平均值,这个刺激平均值数据为50,高于平均值的进化和保留,低于平均值的退化和保留,平均值的最高和最低的,优先进化和退化,是可以数据来表达。刺激越高越优先进化,刺激越低越优先退化,这也符合用进废退的机制,符合神经元的特点。在需要繁衍的时候,把大脑储存数据复制给下一代,这就是进化与退化的工作机制。

  三、结论

  三系统理论是本次论述的主体,揭示了系统1、系统2、系统3各个系统的功能和结构,也呈现出它们之间的层级关系,可以阐述目前进化与退化机制。基因复制遗传信息中被复制的信息是原件信息,原件信息是父母遗传的信息和后天繁衍之前所有的刺激信息,这个过程包括刺激信息、信息储存(记忆)、信息筛选、基因复制、基因交换、基因突变等遗传下一代整个过程。着重论述在储存刺激信息时,刺激信息不同,储存层次不同,涉及生存、安全的时候,是优先储存的,哪怕一次危及生存的刺激,遗传机制优先储存记录该信息,繁衍时把信息传递给下一代,下一代就会本能的产生恐惧,是为了更好的识别危险,远离危险,是趋利避害的;其次在储存一般信息时,系统3的信息通过强化训练后,会内化到系统2里,系统2采取用进废退机制判断,判断哪些是生存需要的功能和信息,哪些是生存不需要的生存功能信息,判断后筛选的数据信息,会进入系统1,系统1遗传机制复制系统2筛选出来的数据,来优先进化和优先退化,刺激信息越高,高于平均值的,优先保留进化;刺激信息越低,低于平均值的,优先保留和退化。进化与退化是个缓慢的过程,人类寿命不足100年,个体的进化与退化的数据,不足于完整的呈现,需要时间维度,这样才能更加客观的、准确的表达。