一束晨光照在阿原的眼皮上，他皱着眉翻了个 身，枕边的ipod上显示着6:23。他把被子拉到头上，却无法再入睡，只好坐起来揉着惺忪的双眼。对面宿舍的玻璃窗很晃眼，安静的空气里是远远街道上传 来的人车声，他慢慢地清醒了。对面床的两个人还在扯呼，而上铺的小廖已经不见踪影，只剩一床毛巾被摆出扭捏的造型。

大头廖，真该死。阿原在心里诅咒道。都怪他把 窗帘拉开了，明亮的光让生物钟进入了白天，连个懒觉都没法睡。在星期六起大早，简直就是人生悲剧啊。阿原没精打采地刷着牙，今天什么也不想做。不想自习， 不想去图书馆，不想看和考研有关的任何东西。然而一回到寝室，看着空荡的上铺，心里又一沉。那堆毛巾被的主人正在开往某著名英语培训学校的公交车上，一种 无形的压力让他明白，一个无所事事的星期六是自己所不允许的。

于是在八点的图书馆，阿原翻开了辅导材料。 “量子力学描述方式的最大特点，是微观系统的运动状态用波函数完全描写。而波函数是几率振幅，因此寻求波函数便是量子力学里最为重要的任务。”下面是一行 行的算式，反复地要他求解几率、势能、动量、能级……这就是所谓最为重要的任务？他打了一个雪菜肉包嗝儿，强压下抗拒的心理，开始演算。应该用这个公 式……那么还有一个未知量……根据这个条件……套用另一个公式……代入……变换……整理……对答案……下一题……还好，一旦进入做题状态，杂念就暂时走开 了。

再抬头时已是十一点半。喝几口凉掉的茶，他默默扫视着眼前一片低着的脑袋。大家在各自的课业里忙碌，考研的考研，出国的出国，写论文的写论文……参考资料上说，寻求波函数是量子力学里最重要的任务，可是对这里所有的人来说，它算个什么任务呢？

就比如他对面趴在笔记本电脑前小憩的mm，她 难道会在乎一个电子出现在原子身边的几率吗？她面前是一大叠书，最上面放着一副眼镜。透过镜片，他看见被缩小了很多的“文心”两个字，和正常大小的“雕 龙”二字很不匹配。中文系的，他猜，随之想起了什么。收拾东西准备离开，走前最后望了一眼——她的脸埋在胳膊里，看不见。

飞机场

阿原跳上单车，一边掏出手机打电话。他们校区在比较偏僻的城郊，向西五公里有个滑翔机场。他把好朋友正则约出来，两人出了学校，往机场骑去。

正则读的是中文系。两人无聊的时候经常结伴闲 逛，而对不喜欢读书的人来说，无聊的时间还满多的。他们最常玩的一个游戏就是铺开一张本市地图，然后背过身丢一块小石子在地图上。石子落在哪里，哪里就是 当天的目的地。今天阿原直接说要去看飞机，正则就隐约觉出他心情不是很好，因为飞机场是大喊大叫发泄郁闷的地方。

两人在围栏外的坡上坐下来，看着引擎轰鸣的滑 翔机从头顶掠过。阿原有点闷地望着前方的跑道，跑道边停着的几架新飞机十分耀眼。正则故意无厘头起来，想要化解一下气氛：“你说，那玻璃窗上的光凭什么就 要射到我这边来呢？它可以往那边一点，往这边一点，上面一点，下面一点，反正很容易就可以避开我的眼睛啊。一点也不贴心。”

“人家本来就是到处反射的，只不过进到你眼中的概率比较大而已。”阿原并没有露出“你在讲鬼”的神态，反而他的一本正经把正则给吓住了。

“哎，我知道光是走最短路线的啦，开个玩笑，你不要这样讽刺我啊。”

阿原回过神来，不由笑了：“没有啦，我不是讽刺你，我说的是真的。题目做太多了，脑子还绕在里面。”

正则的头顶开始出现一片雾水：“我好歹也是上 过初中物理的人，等等，难道不是这样的吗？” 他开始在空中比比划划。“太阳射到玻璃，和玻璃表面有一个夹角。根据一个什么反射角相等的原理，反射出来的光会选择一条路线，使它和玻璃的夹角与入射光相 同。而我的眼睛呢，正好处在这条路线上，就接收到了反射出来的光，那个晃我眼睛的东东就是太阳的像。当我的眼睛偏离这条路线，就看不到太阳的像了。”他把 头用力往旁边偏了一下：“对嘛，这样就不刺眼了。”

阿原大笑着，用力拍拍正则的肩膀：“对！很好！我宣布，这位同学顺利升入初三！”

“去！”

“但是呢——我还没说完——尽管这位同学把初 中物理背诵到了出口成章的境界，那也是由于他的超强记忆力，暗示了他非凡的中文潜质而非科学潜质。因为，咳，他太容易满足了。如果坚持追求一个更本质的答 案，他会发现，人类在21世纪对光的知识已经远远超越了直觉，而他脑中的解释还停留在公元前300年的古希腊。”

正则饶有兴致地插起手臂，“怎么个超越直觉法，未来研究僧战士你倒说说看。”

指针游戏

“好，假设太阳在这里，你的眼睛在这里，下面 是一面很大的镜子。” 阿原也开始在空中比划起来。“太阳发出的光可能经过任何反射路线进入你眼睛。但刚才你已经试过，只有眼睛在适当的位置才能看见太阳反射的像，偏了就看不 见。那么从逻辑上来解释，光应该是选择了那条特定的路线，每次都走最短的；而不是随机地这次走这条，下次走那条。这样很符合我们的经验。

“可是呢，随着时间的推移，人们观察自然的方 式变得不只局限于肉眼。在一些精心设计的实验里，借助特殊的仪器，人们看见了一些奇怪的现象，用‘光只走最短的唯一路径’的逻辑已经很难解释了。于是人们 发展了一套新的逻辑，既适用于仪器发现的新现象，又适用于我们肉眼可见的旧现象。这一整套比旧的推理复杂得多，于是反射成像这件事也有了完全不同于直觉的 解读。现在我要告诉你这个新的说法，至于它是怎么来的以后再说。——等等，我找个棍子。”

阿原捡了根小树枝，在泥地上开始画。“光速是 一定的，那么它经过不同的路径所花的时间就有长有短。这时候，你有一个计时器，就是一根指针。用刚才的例子，以光从太阳出发为起点计时，指针的起点处在水 平方向，指向右边。然后开始逆时针匀速旋转，当光到达你眼睛的时候停止旋转。记录下指针最终所处的位置，它对应于光经过的这条路径。

“同样地，对每一条可能的路径，我们都用同样的一个指针从水平位置开始计时，记录下光通过那条路径后指针的位置。

“我们取遍从镜子左端到右端所有的点，就把光从这个镜子反射的所有可能路径都包括在内了。好，关键的来了。现在把这些路径对应的指针，按顺序首尾相接起来。然后找到第一个指针的起点，和最后一个指针的终点，把它们相连。

“这个黑箭头长度的平方，就是光经过这面镜子 后到达眼睛的概率。我们能不能看见太阳的像，取决于这个概率有多大。用这个算法，多玩几次，你会发现镜子各个部分的重要性是不同的。比如，以最短路径对应 的那个点为中心的那部分镜面对最终概率的影响很大，而两端的镜面影响比较小。

“为什么呢？仔细观察上上幅图中的时间曲线， 它在两侧变化快，接近底部的时候变化慢。这意味着对应于时间曲线两侧的指针取到各个方向，而对应于曲线底部的指针的方向趋于一致。因此中间那部分排列起来 的小指针基本上是“直”的，而两端则排成螺旋状。图中的比例是经过夸张了，精确画法得到的螺旋应该是非常紧密的，最后算出的概率非常小。

“这就是为什么我把镜子的两边裁掉，你依然可以看见太阳，因为光从中间那部分镜面经过的概率仍然很高很高；而当我把镜子中间挖空，你就见不到太阳了，因为光从剩下的部分经过的概率变得很低很低，低到不足以让你的神经产生反应。”

反直觉的镜子

正则整个人陷入了静止态，一种似乎不可能的喃喃声从他没有在动的嘴唇里发出来：“我不喜欢这个奇怪的指针理论，听上去好强词夺理……但它又确实提供了一个解释。”片刻，他活力入体，抢过阿原的树枝，也在地上划起来：“等一下，我觉得可以抓到你的漏洞。

“现在我把镜子摆到很偏很偏的地方（下图），有常识的人都知道这样是看不见任何像的。然后就按你的指针方法来算概率。光经过这面镜子的路径很长，因此把指针头尾相接得到的是紧密的螺旋，算出来的概率是很小的。这符合事实。

“好，现在看这个螺旋，上面的小指针不是指向 各个方向吗？那我就把其中一些捣乱分子拿出来，留下的都指向同一个方向。也就是说，把镜子上对应的位置都裁掉，让光只能从特定的地方反射。这些地方对应的 路径，光经过所用的时间恰好使指针都转到同一个位置。也就是说，下一个指针比上一个刚好少转了一圈。

“现在我要算出光从这个条纹状镜面反射进入你 眼睛的概率。看好咯，根据你的规则，我把指针按顺序头尾相接，这次它们排成了长长一根棍儿。把第一个指针的起始点和最后一个指针的终结点相连，我得到了好 长一条线段！哈！那么我看见反射光的概率就是很高的咯？就是说，把镜子摆得这么偏，我还是会被太阳刺到眼！用完整的镜子看不到的东西，裁掉一部分反而看得 到了，这不矛盾吗？你怎么解释，未来研究僧同学？”

阿原十分得意地做了一个解下披风的动作：“徒儿有慧根，你悟了，袈裟送你。”（继而两男恶战，略去三千字）

“好啦，你逻辑能力够强。你的推理是对的，如果把镜子裁成那样，你就可以看见反射光，一点问题都没有。这已经有人做实验证实过了。”

“等等，就是说，我只把镜子中间挖空的时候，什么都看不到；但继续把左边的镜面裁成细条，就又看到了？？”

“一点不错。听起来很矛盾，但是大自然好像不在乎我们的感受。这正是古希腊人的光学理论所不能解释的现象，当然在他们的时代也没有足够的技术来观察到这个现象。”

“嗯，确实很反直觉呀。”正则挠挠头。

“反直觉，但是很有效，经典的和现代的物理现 象它都能解释。所以量子物理还蛮好玩的，是一种概率当道的感觉。就比如最简单的问题，光为什么直线传播，古希腊人说因为直线是从一点到达另一点的最短路 径。但是量子理论说，耗时最短的路径概率最大，因此我们不能确定光是走哪条路的，只能说有很大的概率是走直线。”

“有点颠覆我的世界观哎，你们学物理的就是要研究为什么光会有这么奇怪的行为吗？”

阿原用力摇头：“还没有人知道为什么光是这个样子的，我们学的只是去计算各种情况下光通过某个路径的概率。而这个计算本身就已经够复杂了，足够花掉读一个研究生的时间。”

“有那么夸张？我觉得我一学中文的也理解得差不多了啊。”

“废话……是我在讲给你听啊。我已经把很多很多的技术细节丢掉了，这些只是一个近似的描述。实际上，经过镜子的路径有无数条，你是不能把这些箭头一个个分得这么清楚的。要计算概率，得用到积分，而且是很难的积分，使用一种叫变分法的数学技巧，还涉及到泛函，泛函中会有虚拟路径，它……”

“停，停！我错了……”正则打断了阿原的话，“老大，我信任你，具体计算是你们的任务，我只要知道原理便好了。”

“哈哈，就是嘛，没事不要趟这浑水。想起考研题我就头大！”

“但是你面对的机会也是别人所没有的。像我听你讲这些，觉得‘哦，世界真奇妙’，但我却没有办法进一步去探索。因为懂概念和懂数学是两码事，你们这样一步步地把计算学起来的人才有机会看透直觉看不到的东西。”

“有道理。——咦，我怎么觉得你轻易看透了我看不透的东西……”

“这你都看不透，还学什么物理！”

“喂！”
……

一个星期六就这么过去了。

=========== 故事里和故事外的分割线 =============

这篇文章的源头是费曼先生于1979年面向普通大众作的一个讲座，关于量子光学的。费曼是得过诺奖的理论物理学家，同时又是极出色的演讲者，难得有人能把艰深的东西讲得这么通俗又有感召力。推荐感兴趣的同学看一下，如果有英语好的来做个字幕，就造福大家了。

费曼讲座：光、电子、路径积分

另外，松鼠Sheldon同学有个很重要的建议，感谢他的提醒，这里有必要强调一下。他说：有些读者可能了解一些量子物理学的具体计算方法。在实际的路径积分中，会用到变分法和泛函。其中会涉及到一个“虚拟路径”概念，光的虚拟路径是允许超光速的，但这些虚拟路径的贡献相抵消了，留下概率最大的就是实际的路径。光在实际路径中是有最大速度的，超光速的情况不存在。

所以请读者不要因本文的过于“通俗化”而引起误解，觉得可以超光速。当然，如果你根本不知道我这里在说什么，就放心吧，你没有误解。。。

最后，还是要感谢Sheldon提出，这个问题的本质是量子的叠加态原理。仍有兴趣继续了解这个原理的同学，请收看费曼关于双缝干涉的讲座视频，也是精彩得不得了哦。

Richard Feynman: Probability and Uncertainty-the Quantum Mechanical View of Nature

(是Microsoft Research的网页，会提示你装一个插件。下载安装就能看了。）

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听 到自己的研究领域位列三大难题之一，我们这些学生都面露得色。但是老板挺一挺身子，发出一声长叹：“呃～～～啊，我需要至少三杯酒之后才能开始谈意识问 题。” 大伙哄笑起来，马上心领神会——这是挑战人类智慧极限的任务，也许耗尽一生都不会有很大进展。在这条路上找到自己的方向而不陷入绝望和盲目，是需要智慧 的。不是有诗云：

太深的问题它没答案，拔剑四顾我心茫然。穷精竭虑啊找灵感，天才也有时被井绳绊。翠花，上神经元！

这种 兴奋与无奈交杂的感觉，或远或近地跟在每一个试图刨根究底的人身后。试想百年前，人们也有许多关于大脑的争论。我们相对于他们，多知道了一些什么呢？这些 知识离终极答案还有多远？我们真的有根本性的进步么？就算是这些前瞻性的问题，答案也因人而异。就像一场浩瀚大洋上的迷航，你我各自寻找立足的礁石。现在 我愿把自己所在的经纬和你分享，期待大家的视野能拼在一起，即使不能马上找出一条航道，也多了一幅个人目力不能及的地图。

我是一名生命科 学的逃兵，逃出了DNA、氨基酸、蛋白质这些分子们的战场，来到一个以大脑区域为单元的网络世界。这种经历很奇妙，因为这两个世界的教授们似乎水火不容。 如果一个分子神经学家声称，某基因导致某脑功能紊乱，这不会引来同行的反感。我却眼见研究大脑网络的教授们眉头皱成一团，严肃地指责分子生物学把世界过于 简化。我也听见手执试管的老师对用磁场扫描大脑的同学们嗤之以鼻，说你们看到的大脑不同区域的相互作用，如果不追根溯源到细胞和分子，又如何解释它的机理 呢？看起来，大统一理论不仅仅是物理学家的梦想。这些争执，也许只是同一头大象的脚爪和鼻孔罢了，哪一派都不见得把握了全貌。权衡利弊，我决定当个骑墙 派。

专业的墙头草最了解风是从哪边吹的。每一种解释，每一种思路，都有他们合理的源头和立场。细看脑科学的历程，纷繁甚于诸侯割据，每个 人站在自己的研究尺度上看见的机理都不一样。这向我们透露了一个信息，我们谈论的大脑，有着超乎想象的复杂度，而且是结构和功能上的双重复杂。剖开一个挂 钟，我们可以弄明白它怎么摆动；剖开一个指南针，我们没法从结构上知道它为啥定在一个方向，但通过地球磁场的物理知识，还是能找到答案；剖开一条青蛙腿， 它的肌肉、骨骼、神经、血管……精巧远甚于挂钟。而弄清了解剖结构之后，还需要有电化学和物理知识才能明白刺激神经为什么会引起它收缩反射。那么，剖开一 个大脑呢？迎面而来的是结构和原理的双重挑战。

Youtube 有一个视频，加州大学圣地亚哥分校的Nick Spizer 教授讲神经系统的发育。说我们脑子里一共有多少个神经细胞，唔，招一个世界上最好的博士生来数5年都数不清（可怜的博士啊）……估计在一千亿个左右。记得 有本讲银河系恒星的书叫《千亿个太阳》，真是一沙一世界，一脑一星系啊。每个细胞都向其他细胞发出连接或接收其他细胞发来的连接，平均每个细胞接收的连接 数在一万个左右。如果把细胞分分类，能有一千多种；它们组成的大脑皮层能分出一百多个区。这么一大团紧密连接的“东西”摆在面前，如果是你，会怎样着手研 究呢？是先看细胞的结构特点，还是互相连接的机制，抑或不同脑区的特征？这个特殊的“东西”就像一个跨越微观到宏观尺度的大手脚架，每一层都有人在研究。 怪不得张爱玲老师说，生命是一袭华美的梯，上面爬满了科学家。

如此一张神经元的大网，我们没法像那样看一眼挂钟就把它的运转机制了然于 胸。也许可以从最基本的问题着手，寻找和感官、情绪、语言、记忆这些现象相联系的大脑结构？这一找就是几百年。十九世纪的欧洲流行一门“颅相学”，由一个 叫做高尔（Gall）的德国人兴起，风靡一时，他们还专门发明了测颅骨形状的机器来赚钱。这些人秉持的观念是，人头骨可以按凹凸的特征来划分出很多区域， 反映出你是啥性格啥智力，甚至啥体重身高。听上去特伪科学吧，比星座还星座。可你别说，用这种分区的观念来看待脑功能在当时是挺先进的。想想胃、肝、肾、 脾、心，大脑和它们相比也是一坨皱巴巴的器官，是什么特殊结构让它产生了意识呢？那个年代还没谁知道大脑是神经元组成的，这些功能分区就把它和别的内脏器 官区别开来了。现代脑区功能的研究者仍然对细胞层面的机理不太感兴趣，也许和这个领域的理论渊源有关。

撇开高尔的伪科学不谈，十九世纪真 正的脑区功能研究来自医学领域，来自大脑受了损伤的病人。著名的例子有医生布洛卡 （Paul Broca）的发现，以他名字命名的布洛卡区位于大脑前部，额头左侧的一个地方。这里受到损伤的病人会产生一种典型的语言障碍，他们能明白话语的意思，但 说出口的句子语法紊乱，让听者无法理解。相对应的，医生魏尼克 （Carl Wernicke）在大脑中后部，耳朵后面一点的地方发现了魏尼克区，这里受损的病人说话语法正常却没有意义，同样让听者莫名其妙。这种“损伤-功能”的 研究思路，一直延续下来。二十世纪我印象最深的是铁路工人盖奇（Phineas Gage）的故事。他在25岁遭遇意外，被一根铁棍从左颧骨下方穿进头顶穿出。医生切除了他前额靠近眼眶位置的脑组织，保住他性命。盖奇丢了左眼球，其他 都康复得挺好，能像正常人一样生活了，算得医学奇迹。可他的脾气变了，不再是温和善良开朗勤劳的小伙子，而是一个嗜赌如命酗酒旷工满口粗话的二流子。那块 神奇的前额脑组织，从此引来无数好奇的目光。盖奇之后最著名的病人要数H.M.了，他被切除的两块海马组织，阻断了所有新记忆的形成。

从 布洛卡区到海马体，这些损伤病例为许多功能在脑组织中的定位提供了线索，同时也给人一种印象，似乎给大脑分区是合情合理的。找到了正确的分区，就能对号入 座对症下药地推出整个脑的工作原理。这让人联想到计算机。一个外星人来到地球，打开一台电脑的机箱，看见了CPU、主板、内存、硬盘、显卡等等组合在一 起，那么他很可能分析出电脑的工作原理。在那个电脑还是时髦新玩艺儿的年代，脑科学家们确实这样憧憬过。后来发现棘手的地方在于，大脑的运转并不是一个区 负责一个功能那么简单，不存在类似CPU和内存的分工。证据是什么呢？嗯，终于说到了激动人心的脑成像技术。二十世纪九十年代，一种用磁场探测血液中氧含 量的方法出现在脑科学领域。人们早就知道神经元是靠血管输送葡萄糖来提供能量的，神经元活跃消耗了能量，会引起血流量增加来补偿。血流增高，含氧量也随着 上去。那么探测到的含氧增加的区域，就是神经活跃的区域。

设想我们在磁共振成像仪里让一个健康人做和语法相关的测试。你猜猜会引起什么区 域的活跃？布洛卡？魏尼克？实际上，从来没有实验单单让这两个区活跃，所有的发现都有除此之外的脑区参与。语言功能是这样，其他功能都是这样。在脑损伤研 究中定义出来的部位，确实能在健康人的实验中观察到活跃，但它们从来不单独作用，总是需要其他脑区的配合。同时，不同实验中活跃的脑区也会有重合，这说明 有的脑区和多种功能相关。这又让人联想到当下一个时髦的玩艺儿——网络。有人用图论来研究脑区之间连接的特性，发现大脑中的网络和因特网、基因调控网络、 人际关系网络、物流网络等等有类似的地方，都是一个“小世界” (small world)。小世界结构能让信息以高效率传播，如果把大脑视作一台处理外界输入信息的机器，它具有这样的特性并不出人意料。

可是，大脑 真的是一台信息处理器么？有的研究者不喜欢这个类比。磁共振成像旨在寻找活跃脑区，图论方法侧重于连接的分布情况，两者都很少提到时间。但人的意识活动明 显是随时间变化的，或者说变化停止就意味着思想消亡了。就算大脑功能的组成部分都被成功找到了，它们如何灵活应变来形成充满弹性的人类认知，是探索意识的 路上无法绕开的一个问题。面对这个问题，人们把目光投向了比磁共振历史长得多的脑电波测量。通过放置在头皮表面的电极，可以无伤害地得到各处电场的强弱变 化，这比血流量的变化率要高得多。人们从工程数学中借用了许多方法来分析这些变化的特性，看它们是怎样和人类行为联系起来的。这些研究者更喜欢把大脑叫做 “动力系统” （dynamical system），用比图论更抽象但是更动态的观念去接近那个“终极答案”。

任何现有的脑成像技术都 各有局限性，但科学家的字典里没有“束手无策”这个词。他们努力寻找整合不同测量方法的方案，如果还不行，还有狠招，建模。别小看这些“耍数学手腕”的模 型家，他们中的佼佼者，霍奇金 （Alan Hodgkin）和赫胥黎 （Andrew Huxley）曾凭着一组模拟神经冲动电信号的微分方程获得了1963年的诺贝尔生理医学奖。建模者都是基于已有知识，从自己的假设出发来设计方程的，当 方程结果与现实高度吻合，无疑为假设的可信度提供了有力的证据。霍奇金-赫胥黎模型得到人们肯定，不光是它“装得像”，更因为它阐释了细胞膜内外的离子引 发神经电冲动的机制。跟随他们的步伐，后辈的研究者逐步把单个神经元的模型拓展到许多神经元的网络相互作用中去。他们面临的挑战同样来自大脑网络的复杂 性：想想你面对一千亿个这样的家伙吧，要怎样简化才能使模型可行又不失去关键的精髓呢？如果说实验人员要突破的是技术，那建模者要砸碎的是逻辑和想象力的 局限。暂时突破不了呢，干脆，你还可以试着造一个大脑出来，边观察边为模型找灵感，就像IBM的蓝脑计划那样。

关于大脑的话题谈起来就没 边，以后有时间咱再往深了说。连我这样的小兵都看得出来，终极答案还远没到指日可待的程度。我也很想在有生之年聆听某个智慧的声音说出惊天大秘密，那一句 振聋发聩的“42”……看样子指不上了。罢了，人生不如意十之八九，剩下十分之一得榨出油。作为浩浩荡荡的摸象大军一员，在各种学科交叉的人群中找乐子是 很容易的事情。当看到实验室的mm兴奋地把自己打扮起来，穿梭在三万人的神经学年会会场，我能理解她逛“学术大商场”的心情。没啥好沮丧的，就像认知哲学 家 Patricia Churchland 说的，今天人类没弄明白的问题，并不意味着将来就没有答案。

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这就好像庄子那个“子非吾，安知吾不知鱼之乐焉”的古老争论。但是作为一个现代人，我知道一点物理学，知道看见的颜色取决于进入眼睛的光的波长。既然照进 我们瞳孔的都是同样的红光，那么无所谓黑眼睛还是蓝眼睛，看到的都应该是同样的红色咯。可是等一等呀等一等，我又想起了松鼠们曾经在邮件组里围观过的一幅 图片：

你看那两条绿色和蓝色的螺旋，它们其实是中间那两个相同的色块涂成的。从右边的细节放大图可以看出，“绿色”螺旋有桔黄色条纹相间，“蓝色”螺旋有玫瑰色 条纹相间。如果你把图再放大些，用左手手指挡住某条绿色两旁的桔黄条纹，用右手手指挡住某条蓝色两旁的玫瑰条纹，再看时就会发现指缝里确实都是中间那俩方 块的颜色。

这说明物理上相同的光可以引起不同的视觉效果，我们最终看见的颜色不仅仅取决于光的波长。那我们看到的红色也可能不一样了——但这样推理好像也不对。蓝绿 错觉的例子，对西方人和东方人都起作用，Discover 和煎蛋都 有这个帖子，读者们的反应是一样的。我们的生理结构基本一样，那么如果物理刺激一样，即使出现错觉，也是一样的错觉呀。

嗯，我们是一样的。我又开心了，两手兜着后脑勺看西边的云彩。”Wow, the magenta sky!” 一个跑步的大叔向我招招手，表示对美景的共鸣。啊？magenta是什么？我一边傻笑着对大叔点点头，一边拿出手机搜索那个单词。爱词霸告诉我说： magenta, 名词：品红，洋红；形容词：紫红色的，洋红色的。哦……原来大叔感叹的是“品红的天空”哇 ……真是个化学系的高材生，哈哈。哎呀，可是，我对“我们是一样的”信心又动摇了。我怀疑大叔看到的是不是我眼中的红色了，因为“品红”显然不是我想到的 形容词。对magenta的几个翻译似乎都不是我想要的，首先“品红”是化学用语，生活中不常用。“洋红”充分说明了在中文里缺乏相对应的词汇，和洋火、 洋车一样，加的“洋”字表明是个外来概念。即使翻成紫红，也是个过于宽泛的词，好多介于紫色和粉色之间的颜色都可以这么叫；而英文并不把它叫 做”purple red”，却给了一个专用的”magenta”。所以在英文和中文之间，对颜色的描述在细处有差别。虽然我们都能区分出红和绿是两种颜色，但在各种红色之 间，这种词汇上的差异，是否反映出感观上的差异呢？换句话说，大叔对magenta这种颜色会不会比我更敏感？在他看来，这是一种特殊的颜色，而对于我只 不过是介于红和紫之间的“紫红”？

这个猜测让我有些小激动，因为它暗示着语言可能会影响我们的视觉。真有这回事么？继续搜索，手机里google给了我这么几张图。

测试颜色板：

颜色命名结果：

这是一个给颜色命名的测试。就是看着最上面那块颜色板，给每一个小方格定个名称。在测试结果中，(a) 图显示了说英语的人们怎样命名每个色块，(b)图则是来自某个遥远岛国说一种叫Berinmo语的人们的命名方式。有意思的是，从图中看来Berinmo 语中描述颜色的主要词汇只有五个，就是上面显示的Mehi、Wap、Wor、Nol和Kel。对于说Berinmo语的人，蓝色和绿色居然被归为了同一种 颜色。这仅仅是语言的差异还是他们就是蓝绿不分呢？做这项研究的人又进行了另一项测试。他们把一个色块拿出来，让受试者盯着看5秒钟然后拿走，接下来的 30秒内视野里只剩下一张白纸。然后白纸撤去，后面是含有各种色块的那个测试板，受试者要从中找出之前看到的那个色块。说英语的人能很好地定位到蓝色或绿 色区域，而说Berinmo语的人很容易找错了地方。也就是说，他们对于颜色的记忆的准确程度是和他们对颜色的命名有关的。

可是Berinmo是个什么岛国语言啊，我以前都没听说过，研究报告中写这些岛民还生活在石器时代的耕种文化里。天啊石器时代……会不会人种啊自然条件啊 差异太大，导致我们对光线的生理反应本来就不同呢？虽然不太可能，但是我还是另外搜了搜更接近现代文明的例子。哦，俄罗斯人，找到了。另一项研究比较了说 俄语和说英语的人。在俄语中，有两个很常用的专门词汇来描述深一些的蓝色（siniy）和浅一些的蓝色（goluboy），就是当我们说一个东西是深蓝的 时候，英语里常用dark blue，而俄语里就是siniy而不是“深”和“蓝”的组合。研究者设计了这样一个实验：

一排由浅到深的蓝色均匀渐进条是事先设计好的，研究者从中挑选颜色填充三个方形的色块。受试者看到的是填充好的三个方块，任务要求是判断下面的两个方块之 中哪一个和上面的方块颜色一样。研究结果显示，当两个方块颜色非常接近，但说俄语的人把它们分别叫做siniy和goluboy时，他们能很快地找到和上 面那个匹配的方块；而说英语的人面对同样一组色块则犹犹豫豫难下结论。

啊，太好玩了，要是俄罗斯人来演追捕，就不说“杜丘，你看，多么蓝的天哪”，太……笼统了，他们能分辨是siniy的天还是goluboy的天。就像我只 感叹紫红的天，而大叔知道那是magenta的天。人类的语言，就像色彩那样缤纷，而浸在语言中的我们，眼中也许真有不一样的世界。

那回头一想，我之前的推理怎么就站不住脚了呢？如果我们承认相同的生理结构在相同的物理刺激下应该产生相同的反应，为啥相同的蓝色却导致了说俄语和说英语 的人的不同表现呢？如果语言影响感观，这是在暗示我们的生理结构也存在差异么？

google又来帮忙了。这一回，我找到了一些视觉和语言在大脑中的处理机制。现代的科学手段已经可以找到大脑皮层中哪些部位和哪些功能相关。比如，看见 一个小点，就会引起脑后部皮层中某些神经细胞活跃。研究者就把这个部位记录下来。经过许许多多研究者的实验，成千上万个记录的结果渐渐拼出了一幅“大脑地 图”。在这个地图中，一个叫做颞叶的部位和语言、视觉都有很紧密的关系。

被绿色圈中的部位就是颞叶，实心的蓝色块就是当我们听见声音时，神经细胞活跃的区域。浅蓝色显示的是当我们试图理解语言的时候，神经细胞活跃的区域。它们 位于颞叶。那个红红的箭头伸入颞叶，是什么意思呢？它来自枕叶，就是红色圈中的部位，那是大脑处理视觉信息的地方。当光波引起我们眼球中的视网膜活跃，视 网膜细胞产生的电流就通过神经纤维传入大脑，最先到达的皮层就是枕叶。接下来参与视觉处理的大脑部位分成了两个“支流”：我们要判断看见的是什么物体、它 的颜色怎样，这一类信息归下边那个红色箭头经过的颞叶来处理。同时我们也要判断物体的位置、运动情况，这一类信息就归上边那个红色箭头经过的其他区域来处 理。这样，颞叶同时负责了语言和颜色的处理。

稍停一下，我们说大脑“处理”某个信息，这是什么意思呢？神经生物学认为，大脑的认知功能是通过神经细胞放电表现出来的。说颞叶的一个部位负责“处理”色 觉，意思是那个部位的神经细胞放电的方式和物体的颜色有关，相对于物体的其他特性，它们对颜色更敏感。既然颞叶中既有处理色觉的神经细胞又有处理语言的神 经细胞，那么当我们对某种颜色进行命名时，这些细胞的放电就有可能互相影响。这样看来语言和色觉的相互作用是有生理基础的。。

天边的霞光已经暗下去了，我还没来得及为它的红色找到最合适的形容词。可那又有什么关系呢，也许每个人眼中的红色本来就是不一样的。

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量子熊猫同学曾经介绍过研究者怎么知道哪部分脑活跃的：读脑——神经科 学的新进展
与磁共振研究相关的还有：扫脑记

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夏日午后常常有雷雨，不带商量的就泼将下来，害得街上的人们抱头飞跑。这正给了像我这样害羞的GG们好机会，匆忙中伸出去的雨伞总能换来一个惊喜的回眸。 接下来，要怎样把这段不长不短的路变得有趣些呢？琼瑶阿姨的套路就不赘述了吧，作为一个资深理科男，那些调调不适合我。我脸上挤出来的讪笑能代替催吐药， 背一首长长的《雨巷》能憋出哮喘病。罢罢罢，还是鼓起七分勇气，厚上三分脸皮，低头对她说，“别急啊姑娘，跑不跑淋的雨是一样多的。”

她一准笑得直摇头，暗地里的意思大概是你们就不会起个有趣的话头么。你们理科生啊，果然是人家说的球形鸡。
球形鸡？！
哈哈，她的嘴角开始顽皮地翘起来，你难道没有听过那个笑话么？一个物理学家被请去给鸡治病。他在笼子边拿笔记本吭哧吭哧算了半天，最后抬起头来说，“搞定 了，可是，只适用于真空中的球形鸡……”
我大窘，隔着帽子挠头，顶着额头上的汗还想挽回一点面子。哎呀，球形鸡自有球形鸡的妙用。你们总是以为我们不食人间烟火，可是这人间烟火吃多了，好多美妙 的东西你就看不到了。就比如淋雨这件事情……

慢慢走和跑能一样么，胡说。
我没胡说，不信咱们做实验。 让你看看球形鸡的用处——别担心，不麻烦，就是光靠想来判断这说法合不合逻辑。
好吧……那思想家，那你要怎么实验？
就像这样，想象。没风的时候，我们只有胸前会淋湿，两侧和背后总是干的，对吧？而且块头越大淋雨越多，于是你就可以把我简化成一个长方形的面。
就像扑克兵那样？
恩，那个啊，也行，反正是没有厚度就对了，只要面积相同，身上淋的雨就是一样多的。
好呀，这倒不难。

那就好，现在想象这个长方形在马路上移动。

长方形同学，你的前面都被淋湿了。
那我一共淋了多少雨？
就是你经过的这个体积。
那我要是跑呢？
……还是这个体积，只不过移动得快了一点。
对咯，不管走还是跑，都得经过一样的体积，那就是淋一样的雨。

她脚步慢了下来，也不吭声，只是凝神想着什么：我还是觉得不对呀，跑的时候，雨打向人的速度变快了，这个因素不要考虑在内么？

嗯，雨相对人的速度和人相对雨的速度大小是一样的。所以跑起来，雨就更快地落到身上，没错呀。
可是，跑起来以后，回到家的时间变短了，而雨量是速度和时间的乘积。那这个乘积你能肯定不变么？
从刚才我们对体积的分析，不会变啊。
可是，那是另一个角度的解释，万一速度和时间的乘积算出来是不一样的呢？谁对谁错？
嘻嘻，那就来算一下呗。
啊，不要啦，又不是写作业。
不要你写作业，这是个思想实验。
这也是思想实验？？她睁大了眼睛。

当然了，我咳嗽一声，郑重其事地说，现在，想象你是一颗下落的雨滴。
她眼里闪过一丝意外，又变成好奇：好吧，我用慢动作从天上掉下来……
雨滴同学，你看见走路的我，有什么变化么？
有……她拖长了声音，很努力地看着空中……我在往下落，那么我应该看见你边走边往上移。
能想象我通过了一个什么样的体积么？
能，就是一个斜向上的斜体。
如果我用跑的呢？那……就往上移得少一点，是个不太斜的斜体。

那你知道这两个斜体的两端从哪开始，到哪截止么？

唔。她站定了，盯着垂下的伞扣，竟然忘了走路。像是自言自语地说：跑还是走，都是从同一个地方开始的，所以它们起点是重合的，也就是共用一个底面。
就是这样，祖冲之的儿子祖暅早在一千五百年前就意识到这一点，得到了祖暅定理……
等等，让我自己想想……它们终点的位置差别只在竖直方向上，因为我自己是竖直下落的，它们水平方向上经过的路程从我看过去是没有变化的，都是走到家门口为 止。

她停住了，半晌，才回过神来望着我，我明白了，长方形同学。不管它们的末端重合不重合，都没关系，因为它们是两个等底等高的斜体！体积是一样的！

我已经笑开了花，姑娘冰雪！看吧，走和跑淋的雨是一样多的，怎么算都一样。恭喜你学会了从不同的参考系来考虑同一个问题。
什么参考系？
呃……就是对同一个现象可以有不同的观察角度。

咦，我才发现你在作弊哎！
啊，我哪有？
你怎么可能是长方形，明明头顶也淋雨的，你得是一个长方体！
哦……好吧，你说我是长方体，那我就是长方体。这样我就从一张扑克变成一盒扑克～多出来的就是头顶的那个面。头顶这个面是朝天的，和雨落方向垂直。所以走 还是跑，头顶挨淋的速度不会变。在雨中停留的越久，这里淋得雨就越多。
有道理，我知道头发湿了很难受的……那么肩头也是一样咯，怪不得那些没伞的人都抱着头跑。
对滴，总的说来，跑的好处就是头顶少淋雨。

但还没完呢，万一有风……
好吧，家庭作业……
她抬起头望天，孩子气的好奇神态爬到脸上。也不知想到了什么，忽然傻笑起来，就那么自顾自傻傻地往前走。
哎，等一等，我的伞……

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宁小宝上课又迟到了。历史老师正在回顾地球人和天煞星人因为抢夺小行星资源引发的那场战争。这个本想溜进来的倒霉蛋刚好被逮到：“宁小宝，你能不能告诉大家，这场战争的导火索是什么？”小宝当场就凝固在那里了，额头上一滴汗。老师的眼睛扫向全班，所有的头都埋得更低了。老师叹了口气，恢复了机械的语调：“银历339年，天煞星人违反公约，抢先向蝎虎座ADS 16402 B的小行星带进行挖掘，地球人为了维护星际公平正义，决定对其进行武装打击……”这单调的语声就是小宝耳中可以自动过滤的背景音乐，他只顾着启动座位上的电脑屏幕，悄悄地迅速翻过防火墙，查看他订阅的游戏新闻。

“快讯：‘小行星哀歌’的制作公司乐得迷于今日在全球范围发行历史手册，给玩家提供更有策略的通关技巧。点击查看详情。”点进去，有样书章节预览。“银历339年，天煞星人和地球人之间爆发了一场激烈的战争。”小宝心头一跳，原来‘哀歌’的游戏背景是这个啊。老师正在调试他的星空投影仪，寻找战略地图。小宝继续拉下滚动条：“星际公约中规定，蝎虎座ADS 16402 B区域的小行星属于公共资源，于银历338年由天煞星和地球共同出资买下。然而双方在后续的分配中未能达成协议，地球在小行星带的巡航机器人捣毁了天煞星的挖掘机，引发了双方机器人的激烈对抗。”

“宁小宝！”老师的吼声吓了他一跳。“又是你动了我的星空仪，对不对！上来给我弄好！”下面有人在窃笑，历史老师束手无策的样子让小宝很得意，边往讲台走边回头做着鬼脸。系统的密码被破解然后改掉了，老师没法登陆进去。

很快，蓝色的激光亮了起来，一幅星空图笼罩了整个教室。几个桔黄色箭头指的地方，就是无数机器人当年的葬身之地。“战斗异常惨烈，每天都有无数的零件飞入虚空成为星际的尘埃。双方的远星系巡航机器人都在锐减，双方的高层们也意识到这对本星球的防御体系是很不利的损失，因为需要很多地球年才能将新的机器人补充到那么遥远的地方去。于是战争在两个地球天之后停止了。”“啊？”全班异口同声。小宝很不解：“不打了，争端怎么解决呢？”老师拍了拍他的脑袋：“谈判啊。好了你回座位去吧。”

“两个星球争论的焦点集中在其中一颗比较大的小行星，勒格-B上，因为它含有丰富的硅。大家知道，在后信息时代，硅是银河系中需求量最大的元素之一。地球和天煞星都同意，如果一方得到勒格-B，另一方就得出让十颗含硒的小行星。可是，双方都不肯轻易放弃这颗‘硅星’，谈判陷入了僵局。”

“那就抽签吧！”有同学恶作剧地喊道。

悬案

“阿毛，这其实是个好主意。”没想到历史老师马上首肯了这个建议。“后来两个星球都同意抛硬币来解决。”

全班同学的脸上都写满了惊讶的表情。抛硬币？这怎么可能呢？地球人都知道，这是一项需要面对面进行的活动。一个人挑正反面，一个人抛，两个人都看到结果是什么才行。可是迄今为止，银河系内的高级生命还没有互相见过面呢。没有哪一族可以把活体发送到３00光年以外的地方去，所有的远程探索都是通过机器人和量子通讯来实现的。银河系里充斥着各种流言，说这些高级智慧之间互相发送的量子名片上，种族的头像都是PS过的。既然连这个都没法求证，更没法抽签了啊。小宝的脑中浮现出一幅景象—— 天煞来信：地球人，你们选什么？地球回信：选正面。天煞回复：错了，反面朝上，你们输啦！——“哈哈哈哈哈！”小宝忍不住大笑起来：“老师，这太荒谬啦！”

历史老师的定力可不是一天炼成的，他关上星空仪，打开幻灯片：“当然这不是很容易的事情。两星球首脑首先决定让小行星带的机器人会面，用四处漂浮的残片打造了一个硬币来抛。结果地球新闻发布了你们历史书里的这张图片，我们赢了。可是，天煞星一口咬定他们看见的是‘天煞胜’，谴责地球在耍赖。双方仍旧争执不下，至于那个遥远的硬币到底哪一面朝上，已经成了历史的谜团。”

“那么，我们需要一个第三方的见证人。”小宝认真地说道。

“对的，所以星际联盟调用了附近的维和机器人赶去观看，并把信号发回星际总部。”

“谁赢了？”全班再次激动了。

“不知道。”历史老师耸耸肩。“信号在发送的途中遭受有预谋的干扰，无法识别。到底干扰波来自地球还是天煞星，这又是一个历史谜团。总之，联盟也无法判断硬币是哪一面朝上。”

“啊……”一片惋惜之声。

“真相就这么难以看见吗？！”小宝愤愤地一捶桌子。

“同学们，今天的课程就到这里。天煞星和地球是如何解决争端的，是这次的家庭作业。请你们回去好好查资料，把你得到的史实写成一个小报告，说说你对这一事件的看法。记得按时交。下周见。”

启示

小宝回到家就把这事忘得一干二净。周六游泳回来，他打开“小行星哀歌”，决定把很久都没通的那关再试一遍。转眼间，星尘激扬，碎片横飞，他的地球战队损失惨重。系统弹出了熟悉的对话框：“天煞请求谈判，是否接受？请注意地球防线也已告急！”若是往日，小宝肯定毫不犹豫地选择“否”。他的原则一向是永不妥协死光为止的。可是这次，他想起了历史课，一下子恍然大悟：哦，原来谈判才是通关的关键啊。

突然他记起了老师布置的作业——不管，先通关要紧。游戏的界面中出现了一个远程会议室，房间前面赫然挂着一个大屏幕，显示着天煞星首脑发来的谈判讯息。“地球人，你们准备好了吗？现在发送数字：n=2836921和c=2539740。我们在1到n之间选择了一个数m，m的立方除以n的余数是c。请猜测m是奇数还是偶数。”天，数学！小宝最讨厌的就是数学，他从来就没算清过买游戏时找的零钱够不够。奇数吧奇数吧，他咬牙选中奇数的按钮。“现在发送数字：m = 1692704，请核对m的立方除以n的余数是否正确。”小宝用电脑的计算器算了一下，果然。只好点正确。那么m是偶数，他猜错了。“n是下面这两个素数的乘积，请核对是否正确。”小宝把屏幕上显示的两个数字输入计算器，乘积确实是n，只好又点正确。“恭喜你们，地球人！勒格－Ｂ现在是我们的啦！祝你们和十颗含硒小行星玩得愉快！再见~！”小宝眼前一黑，屏幕上出现了大大的“Game Over”。

什么嘛！欺负我数学不好！乐得迷真是个破公司！找个数学家来算一下就完了嘛，历史上怎么会拿这个来谈判？话说这个神秘的抛硬币事件到底是怎么回事？小宝从来没有对历史课的作业如此火烧眉毛。他气急败坏地骑上自行车，往学校的资料馆飞驰而去。

真相

历史部在“银历339年”的条目下面有8847963条数据。继续缩小范围，关于“谈判”有700条数据。他肾上腺素的分泌加快了，一目十行地扫视，忽然一个条目映入眼帘：“利用密码学抛硬币促成了最终协议的签署”。密码学？

“密码的原理就是把真实信息通过几个转换步骤，变成另外一副相貌，让其它人无法通过外表来猜到隐藏的真相。由地球人在地球历20世纪首创的密码学，更是为银河系的安全作出了杰出贡献。他们甚至连转换的步骤都一并告诉你，你也无法猜到原始信息是什么。就像在天地二星谈判桌上发生的一样：地球人知道编码的结果n和c，并且知道用于编码的公式：m的立方除以n余数为c。但他们无法推出m是奇数还是偶数，除非能把n分解素因数。可是，n被设计成两个素数的乘积，要知道当两个素数都很大的时候，分解n是十分困难的。比如，当两个素数都超过77位数时，银河系里最先进的计算机，使用目前最先进的算法，也得花上宇宙年龄的几百分之一吧。何况此次谈判中使用的素数有154位，到那时，小行星带说不定都消失了……”小宝倒吸一口凉气，看来乐得迷公司还是很尊重史实的，只不过替换成了几个小数字而已。原来不是我数学不好的问题呀，这玩意儿只能靠猜……那么猜对猜错都是一半的几率咯？哦！！他高兴地叫起来，我明白了！怪不得叫做抛硬币，两者是一样的原理。只不过天煞星人抛的是一个数字m，正反面变成了奇偶数而已！那……地球人到底猜对了没啊？他迫不及待地往下阅读。

“地球人在这场硬币战争中脆败，他们猜错了。天煞星人发回的m值和两个素数经过验证准确无误，地球人接受了谈判结果，带走了10颗硒星。这未尝不是一个皆大欢喜的结局。地球人的失败说明他们无法解码自己发明的编码方式，意味着他们的密码学是何等强大！这场小规模战争给星际空间增添了一些垃圾，然而整个银河系都从中受益。各星球纷纷起而效仿地球人的网络安全办法，学习他们给信息加密的方式。我们今天的和平有相当的功劳要归于他们祖先的智慧。而天煞星的IT产业也在勒格-B的基础上蓬勃发展起来，成为了今日银河系的领头羊。”

回到家，小宝兴奋地在历史作业中写道：“老师，您该换一个密码了……”

延伸阅读

这篇小说的灵感来自于一个真实的事件：１９９８年，网络安全专家Marc Joye和Sung-Ming Yen共同完成了一篇学术文章，准备在国际会议上作报告。但是该由谁来演讲呢？当然是抛硬币决定最公平。可他们分别住在世界的两个角落，没办法碰面。于是这俩密码学专家想出用电子邮件来抛硬币的办法，结果Sung-Ming Yen输了，只好去做报告。

Yen把这件事写在自己的网页上，十年后被我无意中看到了。这么精彩的东东怎么能忍得住让它继续埋没在数字大海中呢？于是我决定四处八卦。这里是他的原文：
http://www.csie.ncu.edu.tw/~yensm/funny/coinflip.html

实际上，这个简单的例子可以做出让人眼花缭乱的延伸，其后的思想也可以回溯到费马的定理。Yen在文末提出的几个“小”问题，有同学想挑战一下吗？小说里对‘小行星哀歌’中给出的ｎ的两个素因数语焉不详，你有兴趣算算是哪俩数么？

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偶遇脑专家

大学里有一次去朋友那玩，饭前无聊的时候，大家比赛辨认CD音乐里的各种乐器。小D以前学过一阵钢琴，有点艺术细胞，多数都是他抢先辨认出来。我们都不服气地嚷嚷根本没听到，小D就把CD回放。还真邪门，每次重听的时候，当他提醒我们“注意小提琴加进来了”，大家就果真都听到了小提琴。唉呀呀，一屋子人，摸着脑袋自叹弗如。

回到学校以后我曾琢磨过这事，越想越觉得迷惑：经过耳膜的音乐明明是一模一样的，为什么第一次我听不到小提琴，经过提醒就听到了呢？是我对一种声音的期待改变了耳朵对这声音的灵敏度么？这种改变又是怎么来的呢？想了半天，什么答案也没有。这事过一阵也就忘了。

事隔多年，前不久我在楼下早点摊偶遇一身知识分子装扮的小D，互相寒暄叙旧。我惊讶于一个艺术青年变成了老学究，不免又想起当年的那层迷惑，于是向小D提出来。没想到这家伙下巴微微一扬，显露得色地说，我现在就研究这个呢。

小D一面啃着煎饼果子，一面语调激昂地给我介绍脑科学里面的新奇理论：对一件事物集中注意，确实能改变我们对它感知的灵敏程度。为啥呢？因为人的脑子各个部分是有分工的，一些部位能对另一些部位进行调节，来改变后者的灵敏度。这些被调节的大脑区域负责比较“低级”的功能，有的接收眼睛传来的视觉信号，有的接收耳朵传来的听觉信号，有的接收肢体传来的触觉信号等等。所有这些感官的信号，都汇总到更高一级的部位进行整合、分析之后，人才能看见、听见、感觉到外界的刺激。这后一类负责整合的区域，能产生较“高级”的功能，比如语言、记忆、情绪、计算等等。当你得到“注意小提琴”的讯号，高级区域就让听觉区域的一部分细胞提前活跃起来。当提琴奏响的一刹，早就高度戒备的细胞处理起信号来，比没有被调节的细胞更准确迅速，这种乐音也就更容易辨认出来。

（图片来源：Lekshmi Santhosh: Hearing Colors and Tasting Shapes, Yale Scientific Magazine, summer 2004）

他说得天花乱坠，一边卖煎饼的大娘却嗤之以鼻。大娘说：“你咋知道人脑子就是这么个转法呢？难不成你剖来看过？大活人的也被你弄死了呀！”我刚刚清醒一点的脑子，被几句话又问糊涂了。好在小D拿的是实打实的文凭，不慌不忙地擦擦嘴说，当然不能剖活人，我们用的是功能性磁共振技术。了无生趣的学术词汇打消了大娘的谈话欲，我却拉住小D，非要他解释清楚这是个啥玩意儿。难道真有一种技术可以读出我们的脑子在想什么吗？我又兴奋又有点恐惧。小D豪爽地一拍我大腿，干脆，周末带你到我们实验室来亲身体验一把！

充当小白鼠

周六我起了个大早，兴冲冲来到实验室门口。按照小D的指点，我把身上的硬币、手机、银行卡、手表等等一切有磁性的东西都掏出来放进了储物间。小D打开厚重的隔磁门，带我进到了仪器间。一台硕大的圆筒状机器出现在眼前。圆筒前面是一张一人宽的平台，台子上固定着一个比人头颅稍大的线圈状物。这就是磁共振扫描仪了。我跃跃欲试地就要往上躺，被拦住取掉了眼镜——哦，眼镜框也是有磁性的啊。

我把头伸进那个线圈，两耳套好耳机，身体被尼龙搭扣带舒适地固定住，手边放置了一个按钮板。平台开动，我被缓缓地送入大圆筒中。小D关门出去，回到一层玻璃窗相隔的控制室。耳机里很快传来他熟悉的声音：“注意听指令，然后用左、中、右三个按钮报告你看见的物体的倾斜方向。注意，眼睛不能动，要一直盯着正中间的小叉。准备好了吗？开始。” 我眼睛上方的一面镜子亮起来，正中央是一个黑色的小十字。短暂的等待，然后耳机里传出一个语音提示：“左”。我努力地把注意力转移到左边，同时保持眼睛盯着小十字不动。这还真不是太容易的事呢。几秒钟以后，又一个语音提示：“左”——这是让我报告左边物体的倾斜方向。同时，两个黑白条纹的圆点一起在左右两边出现，瞬息即逝。尽管我的视线保持在中央小叉，通过余光还是可以判断出左边的圆点上是向右倾斜的条纹。于是我按动右边的按钮，报告判断结果。有时候我的注意力被引导到右边，却要报告左边的物体方向，这就变得更困难了。“游戏”就这样进行了二十分钟，我终于在精疲力竭之前被“放”了出来。

小D笑吟吟地在门口迎接我：“不好意思，我们故意把任务设计得有挑战性，是为了吸引你的大脑努力提高注意力，才能尽量探测到较强的信号。”我的眼神显得十分迷茫：“你说的信号指啥？”他把眼镜递给我，一边说：“下午再过来，就可以看到了”。

看见大脑在干啥

午觉起来，小D领我到了他们系机房。“你来看，这是我们早上收集的磁共振图像。”电脑屏幕上赫然一幅黑白相间的大脑截面图。 小D敲了几下键盘，图像开始缓慢变化起来，截面从前额向后脑勺移动，我看着沟回像剖西瓜一样层层显现。太酷了，就这样从外面扫描一下，什么伤害也没有，就能获得整个大脑的三维结构！更神奇的是，图像上我的前额和后脑部位各有几小团桔红色，小D说那就是从数据分析出来的大脑活跃区。

“这些就是你所说的和注意力有关的部位吗？”我指着自己漂亮的剖面图问。“是的，比较提示音为‘左’和‘右’的情况，磁共振信号在这几个部位有明显的差别，所以它们很可能负责你对空间的注意力，属于所谓的高级区域。”哦，我回想起早点摊上的闲聊，那么这些高级区域应该在和低级区域对话，让它们做好接受信号的准备。在实验里，我要通过看来判断方向，那么被调节的就是和视觉有关的区域了？小D赞许地点头，下面我们来看看视觉区的活动是怎么随时间变化的。

在另一台电脑前，他打开专门的数据分析软件，输出了一条红色的曲线。我仔细观察，在12秒左右的时间里，曲线出现了两次起伏。第一次在3秒左右，像个平缓的小丘；第二次在8秒左右，像个耸起的高峰。回忆实验的情景，我在第1秒的时候接到集中注意的语音提示，第6秒左右小圆点出现。啊，那么8秒时的那个“山峰”就是视觉区对小圆点产生的反应！奇妙啊，我居然看见了自己的大脑在干什么！可是……3秒时的小起伏是怎么回事？那时屏幕上什么也没有，是什么让视觉区产生了活跃？ 小D得意地输出另一条蓝色的曲线说，看看来自前额区的信号。哇，3秒时蓝线也出现了相似的起伏！在我集中注意力等待的时候，我的前额区正在提醒视觉区接收将要到来的信号！我居然看见了不能被意识到的大脑活动！

等等，让我冷静一下。虽然专业知识我一点不懂，逻辑训练可不差。同是3秒处产生活跃，凭什么说是前额区在调节视觉区，而不是视觉区在调节前额区呢？这样的活跃同时出现会不会只是巧合呢？小D两手一摊，光凭两条曲线的形状可不能下结论。必须通过严谨的统计分析，才能试着排除其他可能性。我一听头又大了，他理解地哈哈大笑。咱就不深究那些复杂的数学理论了，来，拿罐可乐，我们聊些轻松的话题。

从维纳到格兰杰

走到外面，在门口的台阶上坐下来。阳光斜照在树叶间，一片秋景秋色，这样的美丽后面深藏着多少我们还不能理解的复杂。有时我们觉得自然应该是这样运转的，有时又觉得应该是那样的。一个现在看起来完美的推理，很可能百年后又被后人所推翻。有时候我们认为自己找到了原因，其实却由于对事实了解的不够全面，只看见了表面的假象。我仰头感叹，就像前额区和视觉区的活动，我们知道它们是相互关联的，可谁是因谁是果？小D微微一笑：“或许你该先问一下，因果关系是什么？”

对于因果最强有力的判断莫过于清楚地知道一件事的来龙去脉。可世界上这样的事情太有限了，谁知道聪明的孩子是不是小时候吃多了核桃？谁知道超市里泡面涨价是不是因为全球粮荒？谁知道今冬不冷是不是因为大气层二氧化碳增多？这都是很难回根溯源的问题。50多年前的一个美国数学天才，控制论的创始人维纳，给出了这样一个定义：如果我们对一件事情的了解能使预测另一件事情变得更精确，就说事件一是导致事件二的原因。这个思路很受经济学家的欢迎，因为经济上的事件往往难以追踪其确切的来龙去脉，大家都在寻找能从宏观表象判断隐藏规律的方法。1969年，一个叫格兰杰的经济学家把维纳的定义数学化了，给出了具体的计算公式。用这种方法判断出的因果关系，就叫做“维纳-格兰杰因果”。

（诺伯特·维纳（黑白照片）和克莱夫·格兰杰（彩色照片））

说到这里，他开始眉飞色舞：“你知道吗，我们用格兰杰的方法来比较前额和视觉区的关系，发现前额的活动确实是视觉区活动的格兰杰原因，而反过来效果却不显著。”真的？那人们对注意力机理的猜测，确实能得到事实的证据了！

我真庆幸偶遇了小D，得以窥探到一点点大脑运作的奥秘，这感觉真好。我也开始有点理解了小D这样的老学究，为什么能够一门心思地沉迷在实验室和电脑前。能不停拥有发现的快乐，也是让人羡慕的一件事情啊！何况这发现还有关人类意识的未解之谜。

我弹弹可乐的空罐子，想起了最后一个问题：为啥在进仪器间之前你把我身上的金属物件全给“没收”了？他比划出半个人的长度，说：“磁共振扫描仪能把这么大的铁家伙一下子给吸进去，如果你不想在实验中被硬币别针扎得一脑袋，还是老老实实交出来吧。”哈哈！

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