有人说人类有别于其他动物的地方是拥有两种能力：语言和数学。有了语言与数学或逻辑推理能力，我们不但有了交流的工具，也有了理解这个世界的能力。当然，世界是可以理解的这个事实本身是一个奇迹，我们并没有真正理解为什么会这样，这是科学的终极问题之一。

既然有了这两种能力，认知和创造（我指的是知识上的创造与艺术上的创造）就成为人类一种本能，完全或极大限度地发挥这种本能能够给我们带来愉悦甚至幸福。佛洛伊德在一篇著名的论文中分析了达芬奇的不可思议的创造力，他认为达芬奇通过创造满足了自己，而达芬奇终身未娶，创造的满足代替了其他方面的满足。

今年网络杂志《Edge》向西方知识界提出的年度问题是，What Scientific Concept Would Improve Everybody’s Cognitive Toolkit，即什么科学概念将改变我们的认知（工具）？很多科学家、人文学者以及媒体精英的回答都很有意思，我特别关注了物理学家的回答，觉得Franck Wilczek和Marcelo Gleiser的回答最有意思。

Wilczek认为这个将改变我们认知工具箱的科学概念是潜伏层（hidden layers），准确地说是神经元的潜伏层。他说，人类的很多工具通常有接受层与输出层。例如，最早的人工神经网络就是有这两层组成的，由于过于简单，一些稍微复杂的功能都很难实现。例如，仅有两层的感知器就不能在白色的背景上数出黑色圆圈的个数。经过数十年努力，直到80年代，人们才认识到只要在接受层与输出层之间加上一层或两层，就能大大增强神经网络的功能。今天，这种多层网络用于高能加速器例如大型强子对撞机粒子碰撞事件的图像萃取，比人的能力要高效得多。

David Hubel 和Torstein Wiesel发现，视觉皮质中的潜伏层的功能是收集视觉对象的各种特征最后综合成整体图像，他们因此获得1981年度的诺贝尔生理和医学奖。人类视觉是通过接受数目巨大的光子，投射到平面上再通过潜伏层才形成三维图像的。人造机器人的视觉就很难达到人类视觉的高度。Wilczek认为，潜伏层将所谓的呈展现象（emergence）具体体现出来了。

Marcelo Gleiser认为“我们是独特的”将在我们未来的认知中起到举足轻重的作用。其实，认识到我们是独特的以及为什么我们是独特的本身就是一项人类认识自己的重要任务。很多人并没有认识到“我们是独特的”。

人类非常独特，因为地球本身就很独特，地球提供的各种环境和条件也很独特。这种看法有点违背所谓的哥白尼原理。哥白尼原理认为地球和太阳系不是世界中心，当然这个原理原来只涉及到太阳系在宇宙中的空间地位，后来人们将它推而广之，例如很多人认为宇宙中存在很多各色各样的智慧生命，就像《星球大战》中出现的那些。

Gleiser的观点是，像人类这样的智慧生物在整个宇宙中是罕见的。他首先论证，在生命与智慧生命之间存在巨大的鸿沟。他对智慧生命的定义是拥有发现科学和技术的能力，而不是像海豚那样的生命。所以地球上只有人类符合智慧生命的定义。仅就生命而言，例如单细胞生物，也许不是地球上的特有现象，也许很多有着类似地球环境的太阳系外行星上也有。地球在形成数亿年后这样的生命就出现了，所以简单生命出现并不难。而且，生命在很多极端条件下也能存活。

但是单细胞生命的出现并不意味着多细胞生命接着就会出现。生命在适当的环境下变化，只要存活即可，不一定演化出多细胞生命直至智慧生命。进化论只是说适者生存，而不是更加聪明者生存。在进化过程中，只要一个环节出错，我们人类就不会出现。人类出现的一些条件都很特别：长期存在的具有保护作用的富氧大气层；地球稍微倾斜的地轴，被地球唯一的体积较大月亮所稳定；臭氧层和地磁场共同保护生物免于被宇宙射线轰击；地表板块构造调节二氧化碳使得全球气温长期稳定；我们的太阳相对较小、相对稳定而不会偶尔释放大量的等离子体……具备所有这些条件是很难的。另外，即使在宇宙某个角落存在其他智慧生命，由于非常遥远，我们实际上是孤独的。

Gleiser的观点有点与人择原理相关。人择原理的第一条应用是地球为什么这么独特？因为如果地球不这么独特就不会出现人类，我们就不会在这里问这个问题。推而广之，如果我们宇宙不这么独特，我们就不存在从而不会追问关于我们宇宙的一些深刻的科学问题。人类的出现非常偶然，恰恰是这种偶然性让人类变成更加珍贵，而不是毫无意义。

认知能力无疑是人类独有的。这种能力使得人类可以认识世界，一种非常奇妙的“自我认识”能力，也就是说，宇宙的规律使得人类出现——也许是偶然出现的，而人类出现又使得宇宙规律本身呈现出来。仅仅这一点，我觉得认知就是一种幸福。

当然，认知也带来人类独有的悲哀感受。人活着就有生老病死，还有很多很多其他种类的痛苦，有些痛苦也许是人类独有的。也许，科学发展将渐渐为人类解脱一些痛苦。我过去说过，未来科学最大的目的之一就是为人类带来更多的幸福感。

（《环球科学》专栏，勿转）