2025年，生物学推翻了这些常识

我们习以为常的感受、记忆与智能，真的只属于“大脑”吗？

如果细胞也能记住经历，

如果触觉比视觉更复杂，

如果人类并非只是生物演化的终点而是地球碳循环的一部分，

如果人工智能与大脑根本不是一回事——

那么，我们对“自己是谁”“智能从何而来”“生命如何理解世界”的很多直觉，可能都需要被重新校准。

2025年的生物学研究，正在悄悄动摇这些最基本、也最私人的认知。

本文有5小节，2600多字：

1. 细胞能记住什么？

2. 动物时代中的地球传记

3. AI一点也不像大脑，但这没关系

4. 悖论式提问与纯粹好奇，如何孕育伟大科学

5. 触觉：由细胞传感器构成的最复杂感官世界

《量子杂志》对2025年生物学研究的回顾文章页面。（截图自Quanta Magazine）

在过去的一年里，《量子杂志》（Quanta Magazine）持续深入生物学的核心地带：从支撑触觉体验的奇异神经元，到跨越数亿年的动物演化史，再到大脑与人工智能背后高度密集的神经网络。这些看似分散的研究，共同勾勒出生命如何感知、记忆与理解世界的图景。

最近，该媒体回顾了2025年那些尤为值得铭记的生物学故事，它们不仅展示了科学发现本身，也反映出科学思考方式如何不断拓展人类对自身与世界的认知边界。

1.

细胞能记住什么？

当人们回顾一年中读过的科学报道，并试图从中挑选最值得推荐的内容时，所依赖的正是“记忆”。但“记忆”究竟意味着什么，本身就是一个复杂而多义的概念。

对普通人来说，记忆可能是对过往场景、人物或瞬间的回忆；对另一部分人而言，它是对某个确信自己“曾经知道”的事实的追索。在神经科学领域，记忆往往被理解为神经元之间的物理连接、被重新激活的神经网络，或是动物因过去经历而产生的行为变化。

但如果将视角转向细胞生物学，问题就变得更加耐人寻味：一个没有大脑的细胞，是否也拥有“记忆”？科普作家克莱尔·L·埃文斯（Claire L. Evans）在一篇融合科学、哲学与语义学的文章中，深入探讨了这一问题。她回顾并梳理了几十年前以及近年来的实验研究，这些实验尝试检验单个细胞是否会记录自身经历，例如环境中反复出现的化学信号脉冲。

这些研究挑战了神经科学中一些根深蒂固的观念。埃文斯指出，对于细胞而言，“记忆、记忆的主体以及记忆的过程之间并不存在清晰的区分”。这一判断也反过来引发了更宏大的疑问：这种界限的模糊，是否同样适用于人类自身？

2.

动物时代中的地球传记

生物学的魅力之一，在于进化论将人类安放在“深时间”的尺度中。数十亿年的生存、竞争与适应，让人类与那些早已消失、形态陌生的祖先产生联系，也让今天的世界显得愈发奇异。

通常，人们只能零星地窥见这些远古时代的片段：寒武纪的三叶虫海洋、石炭纪的巨大沼泽、侏罗纪的恐龙王国。2025年，科学记者彼得·布兰南（Peter Brannen）尝试做一件更为雄心勃勃的事情：借助最新的地质气候建模成果，将动物出现以来的地球历史编织成一条完整的叙事。

为了完成这项工作，布兰南整合了关于古气候的零散证据，包括冰封与温室交替的极端世界，并将它们与化石和基因组研究所揭示的演化线索结合起来。最终呈现出的，是一段跨越约5.4亿年的宏大历史，展现了岩石、大气、水体与生命之间持续不断的相互塑造。

布兰南探讨了“开创性的森林如何重塑了古老世界”，会走进“遍布巨型昆虫的热带煤沼泽”，理解二氧化碳如何被封存进地质深处，又如何经由浮游生物、海沟与火山重新回到大气之中。这样的视角将生物演化进一步拓展为行星尺度的演化史，也提醒人类：我们所知的一切，终究都嵌入在地球的碳循环之中。

3.

AI一点也不像大脑，但这没关系

当今世界充斥着各种“神经网络”：它们由带电的节点组成，能够处理信息、调用记忆、并通过语言构建对世界的表征。但问题在于，这里所指的究竟是生物大脑，还是驱动人工智能系统的计算模型？

在生物学家看来，将人工智能与人脑简单类比，往往是对神经科学的误用，甚至服务于技术营销。然而，这种比较仍然具有启发性。科学记者亚塞明·萨普拉科卢（Yasemin Saplakoglu）在《人工智能一点也不像大脑，但这没关系》一文中，系统梳理了人工神经网络的起源，揭示了早期计算神经科学中大量简化假设如何导致公众对人类大脑复杂性的误解。

的确，人工神经元在“发放信号”和“建立连接”这一层面上，借鉴了生物神经元的概念。但正如萨普拉科卢所强调的，构成人脑的细胞是“极其复杂的存在”，其行为受多种分子在精确时间尺度上的共同调控。一位神经科学家在文中形容，人脑是“已知宇宙中最复杂的活性物质系统”。

这不仅帮助人们更清晰地理解人工智能的边界，也让人重新意识到自身大脑的非凡之处。

斯坦福大学工程师兼微生物学家马努·普拉卡什（Manu Prakash）。（图源：TED, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons）

4.

悖论式提问与纯粹好奇，如何孕育伟大科学

1965年，生态学家蕾切尔·卡森（Rachel Carson）在《惊奇的感受》（The Sense of Wonder）一书中提出，每个人在出生时都是科学家，但随着成长，这种与生俱来的好奇心往往被逐渐磨灭。这一观点深刻影响了许多科学传播者的工作方式。

斯坦福大学工程师兼微生物学家马努·普拉卡什（Manu Prakash）正是这种精神的鲜明体现。他说，自己将一半时间投入到具有全球健康意义的紧迫问题，另一半时间则用于研究“对任何人都没有直接用途”的基础问题。

这展现了一位始终保持高度创造力的科学家形象：他既可能在某一天打捞奇异的浮游生物，研究其生物物理机制，也可能在第二天设计低成本工具，用于疟疾等疾病的现场诊断。普拉卡什明确为基础科学辩护，认为这种研究并非“服务于某个具体目标”，而是构成整个社会赖以存在的根基。

（图源：David Ginty）

5.

触觉：由细胞传感器构成的最复杂感官世界

触觉究竟是如何产生的？哈佛医学院神经生物学家大卫·金蒂（David Ginty）因长期研究皮肤中的感觉神经元，被同行戏称为“触觉帝王”。他致力于描绘那些形态各异、分布在皮肤内外的神经细胞网络。

科学作家阿里尔·布莱歇尔（Ariel Bleicher）写道，正是这些“奇异形状的细胞”，让触觉体验如此丰富多样：手机的震动、温暖的微风、恋人的抚触、雨滴落在皮肤上的感觉，以及母亲的亲吻，彼此截然不同。意识到整个身体表面都覆盖着这样的细胞，本身就足以令人震撼。

这些触觉神经元可以被视为进化造就的精密工程装置。它们位于皮肤表面或下方，对温度变化、不同频率的振动作出反应，并将信号传递至神经系统，从而产生对冷热、压力、疼痛、瘙痒、愉悦、软硬以及身体空间位置的感知。

通过对这些神经元工作机制的细致描绘，以及金蒂团队拍摄的荧光细胞图像，布莱歇尔向读者揭示了一个平时难以察觉、却始终在运行的微观世界。一旦理解了这一点，人们很可能再也无法以同样的方式看待自己的触觉体验。

本文配图除特别注明外，一律来自「量子号」

参考资料：

"Touch, Our Most Complex Sense, Is a Landscape of Cellular Sensors" by Ariel Bleicher from Quanta Magazine, Published April 16, 2025

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