為什麼大腦要分左右兩個半球？
此回答已被知乎日報收錄：長成一個球不就完了，為什麼大腦要分成左右兩半？
簡單的說：兩側對稱的身體導致腦分化成左右兩半，大腦功能的偏側化促進了這個趨勢。
神經系統的主要作用是感受外在刺激、調節動物的運動，並協調整個有機體的活動，使動物有學習、記憶和複雜的行為。簡單的說，就是感知外界環境、處理信息並對之做出反應，這個反應既可以是運動（比如，逃跑、眨眼睛），也可以是其他複雜的行為（比如，情緒、記憶）。
1、兩側對稱的身體導致腦分化成左右兩個半球
只要照照鏡子，你就會明白為什麼我們的大腦要分成左右兩半了：因為我們感知外界環境的感覺器官（如眼睛、耳朵）和執行運動功能的手和腳都是左右對稱分布的。有人可能會問，難道控制左右兩邊的身體，就一定需要將大腦分成兩個半球嗎？怎麼感覺大腦其實長成一個完整的球也沒什麼關係啊？事實上，這事由不得我們。我們人類的大腦其實不是「造物主」為人類量身定製的，而是經過漫長的歷史演化而來的。也就是說，我們的大腦其實是從祖先那裡繼承和改進而來的（詳見：人類的大腦有哪些天生的設計缺陷？）。大腦分左右兩個半球的特性也是祖先給我們的遺產之一。
圖1.兩側對稱動物比輻射對稱動物高級（PS.海綿有時也會被歸入輻射對稱動物）
翻開動物的演化史，我們可以很清楚的看到，真後生動物（具有細胞組織的動物）身體的對稱形式分為兩種：輻射對稱和兩側對稱（圖1）。輻射對稱動物的外形為球形或桶形，身體多由兩層胚層構成，中間有一中膠層。這類動物包括腔腸動物（如各種水母）和大部分的棘皮動物（如海星，有中胚層）等物種。兩側對稱動物在體形上呈兩側對稱，它們的身體由三層胚層發育而來，即擁有中胚層。三胚層是由兩胚層演化而來的，故兩側對稱動物比輻射對稱動物高級。
圖2. 真後生動物的神經系統演化。a.網狀神經系統(水螅-腔腸動物)；b.分散的神經系統(海星-棘皮動物) c. 梯狀神經系統(渦蟲-扁形動物)；d. 鏈狀神經系統(水蛭-環節動物)； e. 鏈狀神經系統(昆蟲-節肢動物)； f.石鱉（原始軟體動物）的神經系統；g. 烏賊(高級軟體動物)的神經系統；h蠑螈（脊椎動物）的神經系統。（詳見：無脊椎動物神經系統的演化簡史）
正是從大約5.5億年前出現的扁形動物開始，動物的身體出現了兩側對稱的體制（圖2），這使得動物的身體有了明顯的背腹、前後和左右之分。動物的運動從不定向趨向定向，神經系統和感覺器官也逐漸集中於身體前端。這些變化促進了動物頭部化的產生，即發展成一個頭部區域，這也使得動物對外界環境的反應更加迅速、準確。扁形動物開始出現原始的中樞神經系統，神經系統的前端是腦，由腦發出背、腹、側三對神經索，在腹神經索直接有橫神經相連，形似梯子，稱為梯狀神經系統。
對於比較低等的動物，它們沒有很多類似於情緒、高級認知功能等複雜的行為，因此，他們的神經系統主要執行感知和運動的功能。而感知功能主要有腦負責，眼睛、觸角等感覺器官的在身體兩側的分布極大的促進了腦的兩側化。而對於沒有眼睛等感覺器官的水螅、水母和海星等動物，它們的身體並沒有呈現雙側化，這也限制了它們神經系統的發育，因此都沒有進化出腦結構（圖1）。腦洞一下，如果地球上進化出了具備輻射對稱身體的智能物種的話，那麼他們的大腦應該不會只是分成兩個半球，有可能會更多。
圖3. 總鰭魚（A）與原始兩棲類（B）前肢骨的比較
演化的瓶頸效應對地球上物種的塑造的影響是巨大的。與大腦為什麼會分成兩個半球類似的一個現象是：為什麼我們有5根手指，而不是4根或者6根。原因很可能是當初爬上岸，並成功進化成兩棲動物的總鰭魚類恰巧有五指型附肢（圖3）。所以隨後由兩棲類進化出的所有物種，都帶有五指前肢的特徵。部分物種有所簡化，出現了四指、蹄等等。但是仍然具有明顯的相關特徵。
2、功能的偏側化促進了大腦半球的分化
雖然說大腦分成左右兩個半球的根源是因為身體的兩側對稱，但是發展到我們人類的大腦，還有一些其他的因素也助力於大腦兩個半球的分化。
我們知道，生物體器官的結構和功能之間存在相互促進、協同進化的關係。對於大腦而言，雖然當初分成左右兩個半球主要是由於感覺和運動器官的對側分布造成的，但是隨著進化的推進，分開的大腦半球在功能上也產生了一定的分工，出現了專門化或不對稱的現象，這一現象就是大腦功能的偏側化。
圖4. 左右腦分工理論：左腦偏向理性思維，右腦偏向感性思維。
Roger Sperry通過著名的割裂腦實驗，證實了大腦功能偏側化的「左右腦分工理論」，進而獲得了諾貝爾獎。需要強調的是，實際上左右腦功能的偏側化並不像大部分媒體所宣傳的那麼明顯（如圖4），其實所有的認知功能的執行都是需要左右腦共同參與的。並且，大腦兩半球也不是完全分離的，它們之間有胼胝體，起到連接彼此的作用。值得注意的是，由於在進化史上出現的比較晚，所以偏側化較明顯的一般都是非常高級的認知功能。其中，最具代表性的就是人類語言功能的偏側化。簡單的說，主管語言信息處理的布洛卡區（Broca"s area）和用於理解單詞意義的韋尼克區（Wernicke"s area）在人類大腦的左半球半腦更發達（圖5）。因此，左腦處理語言信息的能力顯著強於右腦。
圖5. 大腦左半球中處理語言信息的腦區更發達
正是由於大腦功能的偏側化，導致原本就已經分開了的兩個大腦半球更不可能再緊密的整合在一起了（重新長成一個球）。因此，大腦功能的偏側化並不是導致大腦分成左右兩個半球的原因，相反，它其實是大腦分成兩個半球所導致的結果之一。當然，它反過來也促進了大腦兩個半球的分化。
推薦閱讀：
- 想了解人類大腦演化的秘密，詳見：人類的大腦有哪些天生的設計缺陷？
- 關於無脊椎動物神經系統演化，詳見：無脊椎動物神經系統的演化簡史
- 想了解男性和女性大腦之間的區別，詳見：男女有別的大腦
- 人類大腦的結構秘密，詳見：人類有三個大腦？ 有趣的Triune Brain假說
- 震驚！左右耳也有主次之分：你更喜歡用哪只耳朵接電話？ （@長尾電阻 作品）
我正在知乎專欄堅持寫科普文章，歡迎大家閱讀：
東華君的知乎《文章目錄》
這個問題很有趣。通常我們認為進化而來的器官形態是為了更好地實現其功能，所以對於「為什麼」大腦會分左右半球，我傾向於從這種結構怎麼利於功能實現這個角度來思考。不過以下所說也只是基於部分實驗事實的思考罷了，對於這類問題，目前恐怕沒人能給出肯定答案。
首先，像其它答案中所說的，大腦兩半球之間有胼胝體，它的主要作用是讓左右半球能夠溝通。以前的研究發現，「裂腦人」（出於治療癲癇等疾病的目的切除胼胝體）的左右半球就存在「交流」障礙。如果將一幅畫呈現在他們的左視野（右腦加工該圖片），他們可以用左手畫出這幅圖。但是因為語言中樞主要在左半球，則他們會很難用語言報告看到了什麼。這是因為右腦「看到」的信息無法很好地傳遞到左腦負責語言的部門。由此可知胼胝體對於溝通兩半球的重要性。
那麼為什麼我們的大腦不幹脆長成一個球呢？這樣不是能更好地溝通嗎？我是從這個角度思考的：裂腦人比起普通人來說有什麼認知加工上的優勢？考慮到裂腦人可以算是極端的大腦分為兩半球的例子，那麼也許他們的優勢能夠提示我們大腦進化成這樣的原因。以下簡要描述兩個研究，重點是，分隔開的兩個半球一定程度上保留了獨立進行知覺（及其它層次）加工的能力，可能也使其內部競爭沒那麼大（相對於只有一個大腦球來說）。
一，Luck和其同事在1994年進行了一項視覺搜索研究，被試們搜索唯一一個與其它圖形不一樣的東西。如下圖，只有一個是上白下黑，其它都是上黑下白（雖然黑代表藍，白代表紅，不過為了方便我們就直接說黑和白了）。一種情況下，八個圖形分別出現在左右兩側（上方圖）。另一種情況下，八個圖形都出現在同一側（下方圖）。研究者發現，當刺激出現在兩側時，被試從八個圖形中找到目標的速度幾乎是刺激出現在同側時的兩倍。但是普通被試卻沒有這種差異。這說明裂腦人被試在刺激出現在兩側時是同時搜索兩邊的。也就是說，他們的兩個半球同時分別搜索四個，所以總共只用了搜索四個刺激的時間。而當刺激出現在同側時，他們要按順序搜索八個，所以用時也就增長了。
二，Holtzman（1985）這個實驗也是有些「一心二用」的意味。如下圖，上面一行是被試需要記的東西（目標刺激），下面一行是探測刺激。被試的任務是記住目標刺激中「X」的運動軌跡，然後報告探測刺激中「X」的運動軌跡是否與目標刺激中的一樣。當然，目標刺激先於探測刺激出現。在一種實驗條件下，目標刺激的左右兩側是不同的，也就是說被試要同時記住兩個不同的運動軌跡。研究者發現，裂腦人被試比普通被試記得更好。
直觀來看這個結果是說，裂腦人被試的兩個半球能同時記不同的東西。但為什麼普通人不行呢？普通人不是也有兩個半球嗎？一個可能的原因是，能夠交流的兩個半球不只是會「合作」，也會「競爭」。當他們要記不同的東西的時候，他們之間的內部競爭反而阻礙了對刺激的記憶。而裂腦人因為兩半球溝通不暢，反而不會產生這種競爭。由此看來，兩個半球沒有完全連成一個球也可能是為了保持必要的獨立性。再次聲明，以上只是思考，不是結論。
個人見解。第一，從發育來源上講的話，大腦來自神經嵴，是兩側向中間隆起融合為一條的，類似於蝦仁兒背部一條溝一樣，所以成人腦子是分左右的。第二，想像一下，進化的長河中有一個腦子的脊索動物（身體對稱），但是單個腦子不能處理複雜的兩側感受器傳來的信息，甚至分不清信息來源於左邊還是右邊以至於經常一臉懵逼或者走路順拐（場面一度十分尷尬 ），所以要麼像個傻子一樣要麼四肢不協調（長了個假腦子），於是就餓死的餓死被吃的被吃，淘汰掉了。第三種理由，有些動物是沒有腦子的，生命之初也是沒有腦子的，直到神經元多了，複雜了也就有了一個複雜的集中的神經團來處理這些信息，而神經元大多是對稱的，所以對應的神經團也就是腦子也就對稱了。end
所有有中央神經系統的（有腦子和脊椎的）動物，不論腦仁兒大小，都是兩瓣兒的。
什麼動物不是左右雙核的呢？節肢動物。節肢動物有一個分為三部分的腦中樞，每隻眼睛後面用於處理視覺信息的視葉很大，比如螞蟻蜜蜂什麼的，人家腦子三瓣兒吶~
這裡有朋友會說大腦明明是偏側化的，左右半腦做的明明是不同的處理。右腦感性，左腦理性；右腦圖像，左腦文字等等。我發現市面上這類型的書還特別好賣。可問題是，小baby的腦子，並不是一生下來就分區做這些事兒的，而且嬰孩的腦子可塑性極強，有些因為不可藥物醫治必須切除半腦，手術做得早之後的人生也過得很好。
詳情可以閱讀下文：科學人雜誌 - 人有半個大腦就夠了嗎？
半腦切除或者切斷胼胝體，都是為了治療極端癲癇的；少了一邊大腦或者兩邊大腦溝通不了，多少還是有些後遺症，比如neglect（忽略），語言和視覺能力，和指揮不了切除半腦對應的那邊身體。
但是，越早做這類手術，恢復得越好，餘下的那邊半腦甚至可以做到一般人兩瓣兒腦子能做的事；從這裡也可以看出，雙核還是質量保證。單核:性能差(原始動物)，雙核:剛剛好(現代生物)，四核:打天下(未來生物)，多核:一核有難N核圍觀(變異生物)
上帝視角：明明是為了 master/slave，結果叫你們人類玩成了 load balance
我來加一個左右互搏的答案，加點機器學習這邊的料。最近機器學習中GAN（生成對抗網路）非常的火，在這次的CVPR中GAN可是遍地開花，各個領域都有文章。GAN是什麼呢，學習效果這麼好。簡單的說就是通過讓兩個獨立對抗的神經網路左右互搏，一個模擬真樣本生成假樣本，一個識別真假樣本。最後達到很好的識別效果和模擬效果。（知乎里GAN的科普文很多，有些甚至是一手作者自己寫的，二手文里也都貼了一手文arXiv的地址，有興趣的可以看看，很多例子非常非常的有趣咩。）
如果類比到我們自己的大腦，很有可能右腦是在那裡基於現狀推演劇情，而左腦則是在那裡對右腦的推演進行真偽性的判斷。通過不斷的對抗來加強在腦中對周遭環境事件的模擬和判斷能力，而這種能力對於人類這種捕食者來說就十分重要。當人類變得越來越高級，這種能力越來越強。最後在表層上，讓我們可以直接在意識層面上就能感知感性和理性的矛盾，明明是一個大腦，卻有兩種相對獨立的思維在對抗，仔細想想其實是非常有趣的事情。（然而它們一旦對抗起來又無休無止不肯統一的時候真的好累好煩，呃，躺倒。。。）
我覺得左右腦的起源應該和@東華君說的那樣。後來兩個相互獨立又密切交互的半腦，在自然進化過程中產生了對抗行為，直接提升了人類智力的增長，但也給人類充滿矛盾的內心埋入了最初的種子。
另外非常好奇生物學這邊是否有相應的論據。據我所知現在挺明確人類利用夢境在學習，其他就不知道了。很好的問題。記得有一門學科叫生物形態學，研究這樣的問題。結構形態都是進化發展的產物，最後在這麼一種狀態穩定下來。但是不代表必須如此，所以純從功能去解釋都是不靠譜的。再說生物界這種類似的左右對稱結構是非常普遍的，比如果核、樹葉、內臟，人體除了心臟、腸道消化系統外大多也是左右對稱的。
因為雙核的邊際效益最高啊。
在能耗和速度之間達到平衡，君不見iphone現在還是雙核打遍天下嘛
——————割一下—————
iphone7變成四核了 不過是兩主兩副，可以強行算作雙雙核╮(￣▽￣"")╭一個桶，放一大坨豆腐，或者一個桶，中間隔塊板，放兩個半坨豆腐。哪個抗晃( ^ω^ )
我的大腦自己想了想後告訴我，他也不知道
提升系統的容錯率，降低運行風險跟政治首都和經濟首都一般不設置在同一個城市一個道理
肯定不是為了和屁股對稱。。。
其實兩個大腦半球是相對獨立的，就靠胼胝體連接。萬一左半球掛了，右半球依然照常工作，該看得見的還能看，該聽得見的還能聽，不亦樂乎！
抖個機靈以前看過個段子There is nothing right in your left brain, and nothing left in your right brain.(?? . ??)
我看成」為什麼大胸要分左右兩個半球？」
thus left brain has nothing right and right brain has nothing left
為什麼核桃要分兩個半球？
前幾天剛看到一個節目，有關動物的，說很多動物為了生存，睡覺的時候都是半邊腦休息，半邊腦還在運行。當然人類休息時是左右半腦都放鬆休息的，因為人類休息的時候環境基本是安全的，而人類就是猴子進化來的，我覺得就是進化得還不夠罷了，相信未來有一天，能夠進化到不分什麼半腦。（當然分左右半腦可能還有很多其他意義，沒去了解了，我只是從這一個方面出發，突發奇想，純屬扯淡～）
很多人腦子裡的水就從左右腦中間的縫進的
「你腦子進水了吧？」
分兩個
方便中間的縫進水啊
推薦閱讀：
※人類大腦有 bug 嗎？
※人類恐高的意識是天生的還是後天獲得的？
※普通人如何才能開發出大腦的潛能？
※人的大腦有多少潛力？如何開發自己的大腦？
※左手畫圓，右手畫方，其難度在哪裡？原理是什麼？