前　言
　　通過(guò)生物學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)理解人類心智，已經(jīng)成為科學(xué)在21 世紀(jì)所面臨的核心挑戰(zhàn)。我們渴望理解知覺(jué)、學(xué)習(xí)、記憶、思維、意識(shí)的生物學(xué)本質(zhì)，以及自由意志的限度。僅僅在數(shù)十年前，生物學(xué)家要在探索這些心理過(guò)程的研究中占有一席之地，還是異想天開(kāi)。直到20 世紀(jì)中葉，科學(xué)家們?nèi)晕凑J(rèn)真考慮過(guò)如下想法：心智作為宇宙中最復(fù)雜的運(yùn)作過(guò)程，可能把它深藏的秘密留待分子水平的生物學(xué)研究來(lái)解決。
　　生物學(xué)在最近50 年里所取得的激動(dòng)人心的成就，讓上述想法成為可能。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在1953 年發(fā)現(xiàn)了DNA的結(jié)構(gòu)，掀起了一場(chǎng)生物學(xué)革命，它為我們提供了一個(gè)理論框架，來(lái)理解基因攜帶的信息如何控制細(xì)胞功能。這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓我們對(duì)下列問(wèn)題有了基本的了解：基因如何受到調(diào)控，它們又如何合成決定細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)，以及發(fā)育過(guò)程如何開(kāi)啟、關(guān)閉基因和蛋白質(zhì)來(lái)決定生物的身體構(gòu)造。正是這些非凡的成就，讓生物學(xué)在諸多科學(xué)領(lǐng)域中脫穎而出，成為與物理學(xué)和化學(xué)并駕齊驅(qū)的核心學(xué)科。
　　在融匯了新知識(shí)并且獲得了信心之后，生物學(xué)將注意力轉(zhuǎn)向了它最為遠(yuǎn)大的目標(biāo)：理解人類心智的生物學(xué)本質(zhì)。這個(gè)曾經(jīng)長(zhǎng)期被人們認(rèn)為無(wú)法納入科學(xué)研究的領(lǐng)域，如今方興未艾。當(dāng)思想史學(xué)家回顧20 世紀(jì)的最后20 年時(shí)，他們很可能會(huì)對(duì)如下令人驚異的事實(shí)發(fā)表評(píng)論：這個(gè)時(shí)期涌現(xiàn)出來(lái)的關(guān)于人類心智最有價(jià)值的洞見(jiàn)，不是出自哲學(xué)、心理學(xué)或精神分析等涉及心智的傳統(tǒng)學(xué)科，而是出自這些學(xué)科與腦生物學(xué)的融匯，分子生物學(xué)領(lǐng)域近年來(lái)取得的驚人成就推動(dòng)了這種新的綜合，進(jìn)而形成了一門(mén)新心智科學(xué)，它利用分子生物學(xué)的威力來(lái)研究生命的重大未解之謎。
　　這門(mén)新科學(xué)基于五個(gè)原理。第一，心智與大腦a 是不可分離的。大腦是一個(gè)具有巨大計(jì)算能力的復(fù)雜器官，它建構(gòu)我們的感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)控我們的思想和情緒，控制我們的行為。大腦不僅控制跑步和進(jìn)食等相對(duì)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，還控制思考、說(shuō)話和藝術(shù)創(chuàng)造等人類特有的典型復(fù)雜行為。從這個(gè)角度來(lái)看，如同走路是雙腿實(shí)施的一套操作，心智則是由大腦實(shí)施的一套操作，只不過(guò)要復(fù)雜得多。
　　第二，大腦的每一項(xiàng)心理功能——從最簡(jiǎn)單的反射到語(yǔ)言、音樂(lè)和藝術(shù)領(lǐng)域富有創(chuàng)造性的行為——都是由大腦不同區(qū)域特異性的神經(jīng)環(huán)路實(shí)現(xiàn)的。這就是為什么我傾向于使用“心智生物學(xué)”（biology of mind）這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)表示由這些特異性的神經(jīng)環(huán)路實(shí)現(xiàn)的一套心理操作，而不使用“該心智的生物學(xué)”（biology of the mind），后者意味著全部心理操作是由單獨(dú)某個(gè)腦區(qū)完成的。
　　第三，這些環(huán)路全部是由相同的基本信號(hào)傳導(dǎo)單元，即神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成。
　　第四，神經(jīng)環(huán)路通過(guò)特異性分子在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞之間產(chǎn)生信號(hào)。
　　第五，在數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化中，這些特異性信號(hào)分子被保留了下來(lái)，而且保持著原樣。其中有些分子不僅存在于我們最古老祖先的細(xì)胞里，現(xiàn)在也可以在與我們親緣關(guān)系極遠(yuǎn)的原始生物體內(nèi)找到，比如細(xì)菌和酵母等單細(xì)胞生物，以及蠕蟲(chóng)、蠅和蝸牛等簡(jiǎn)單多細(xì)胞生物。這些生物在它們所處的環(huán)境中擬定生存策略用到的分子，與我們打理自己的日常生活、適應(yīng)周遭環(huán)境所用的分子相同。
　　因此，我們從這門(mén)新心智科學(xué)中，不僅收獲了關(guān)于我們自身如何知覺(jué)、學(xué)習(xí)、記憶、感受和行動(dòng)的洞見(jiàn)，還得到了一個(gè)以生物進(jìn)化為背景來(lái)理解我們自身的嶄新視角。這使我們認(rèn)識(shí)到，人類心智是由低等祖先使用過(guò)的分子進(jìn)化而來(lái)，那些完好保存至今的調(diào)控生命各種進(jìn)程的分子機(jī)制，照樣適用于我們的精神生活。
　　由于心智生物學(xué)將對(duì)個(gè)體和社會(huì)福祉產(chǎn)生廣泛影響，科學(xué)界一致認(rèn)為它在21 世紀(jì)將擁有如基因生物學(xué)在20 世紀(jì)所取得的地位。
　　從兩千多年前蘇格拉底和柏拉圖首次探討心理過(guò)程的本質(zhì)起，它就一直是西方思想史的核心議題。除了繼續(xù)探討這個(gè)問(wèn)題外，這門(mén)新心智科學(xué)還提供了一些實(shí)用性的洞見(jiàn)，有助于我們理解和處理那些與生活息息相關(guān)的重要心智議題�？茖W(xué)不再是科學(xué)家專享的領(lǐng)地，它已經(jīng)成為現(xiàn)代生活和當(dāng)代文化不可或缺的一部分。媒體幾乎每天都在報(bào)道那些不指望公眾能理解的
　　科技信息。大眾常常無(wú)法理解由阿爾茨海默病所引起的失憶和由于年齡增長(zhǎng)帶來(lái)的失憶這兩種癥狀的區(qū)別——前者是不斷惡化且破壞性很強(qiáng)的，后者相較而言是良性的。他們聽(tīng)說(shuō)過(guò)認(rèn)知增強(qiáng)劑，卻不太清楚它們能有什么用。他們得知基因能夠影響行為，而且某些基因的失調(diào)會(huì)引起精神和神經(jīng)疾病，卻不知曉致病機(jī)理。另外，人們還聽(tīng)說(shuō)男女在天資上的性別差異會(huì)影響他們的學(xué)術(shù)和職業(yè)生涯，這是否意味著男人和女人的大腦有所不同？?jī)烧咴趯W(xué)習(xí)方式上存在差異嗎？
　　在生活中，大多數(shù)人都需要對(duì)某些涉及從生物學(xué)角度理解心智的議題做出重要的私人或公共決定。有些決定是在試圖理解各種正常人類行為的過(guò)程中產(chǎn)生的，另一些則與更嚴(yán)重的精神和神經(jīng)疾病相關(guān)。因此，有必要讓每個(gè)人都能獲取那些以清晰易懂的方式呈現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)質(zhì)科學(xué)信息�？茖W(xué)界目前普遍認(rèn)為我們有責(zé)任向公眾提供這類信息，對(duì)此我表示贊同。
　　在我從事神經(jīng)科學(xué)研究的早期，我意識(shí)到，就像我們科學(xué)家熱切地想要闡釋這門(mén)新心智科學(xué)一樣，很多沒(méi)有科學(xué)背景的大眾同樣渴望了解這門(mén)學(xué)科。本著這種精神，我在哥倫比亞大學(xué)的同事詹姆斯·H. 施瓦茨與我一道寫(xiě)成了《神經(jīng)科學(xué)原理》，這本面向大學(xué)和醫(yī)學(xué)院學(xué)生的導(dǎo)論性教材目前正在編撰第五版a。在這本教材出版之后，我們收到了很多為大眾做腦科學(xué)科普講座的邀請(qǐng)。這種經(jīng)歷使我相信，如果科學(xué)家愿意承擔(dān)解釋腦科學(xué)核心議題的工作，那么大眾是愿意花時(shí)間去理解這些議題的。為此我寫(xiě)了這本書(shū)來(lái)向沒(méi)有科學(xué)背景的普通讀者介紹新心智科學(xué)。我的目的在于，用簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)來(lái)解釋這門(mén)學(xué)科如何從早期科學(xué)家的理論和觀察發(fā)展壯大，成為如今作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的生物學(xué)的一部分。
　　2000 年秋天，我因?yàn)樵诖竽X記憶存儲(chǔ)方面的研究而榮獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，這成為進(jìn)一步推動(dòng)我寫(xiě)作本書(shū)的動(dòng)力。所有的諾貝爾獎(jiǎng)得主都受邀寫(xiě)一篇自傳性文章。在寫(xiě)文章的過(guò)程中，我比以往更清楚地看到，我對(duì)記憶本質(zhì)的興趣深植于我在維也納的童年經(jīng)歷。而當(dāng)我親眼看到，我的研究讓我登上科學(xué)發(fā)展的歷史舞臺(tái)，并躋身國(guó)際杰出生物科學(xué)家的行列時(shí)，我對(duì)此心懷莫大的驚喜與感激。我在工作中結(jié)識(shí)了一些杰出的科學(xué)家，他們是近年來(lái)生物學(xué)與神經(jīng)科學(xué)革命的領(lǐng)軍人物，與他們交往的經(jīng)歷深深影響了我的研究。
　　因此，我在本書(shū)中將兩個(gè)故事交織在一起。第一個(gè)是最近50 年來(lái)心智研究領(lǐng)域所取得的非凡科學(xué)成就的學(xué)術(shù)史。第二個(gè)是我在這50 年間的生活經(jīng)歷和科研生涯。書(shū)中將追溯我在維也納的兒時(shí)經(jīng)歷如何引發(fā)了我對(duì)記憶的迷戀，這種迷戀先是讓我投入到歷史學(xué)與精神分析之中，接著又轉(zhuǎn)向腦生物學(xué)，最后進(jìn)入對(duì)記憶的細(xì)胞及分子機(jī)制的研究。由此可見(jiàn)，我對(duì)記憶問(wèn)題的個(gè)人求索與最偉大的科學(xué)事業(yè)之一——嘗試通過(guò)細(xì)胞及分子生物學(xué)研究來(lái)理解心智——是如何交融起來(lái)的故事，會(huì)在《追尋記憶的痕跡》中一一道來(lái)。