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拿名人大脑开刀

作者：BENEDICT CAREY

发表日期：2009年12月2日
圣地亚哥——一个丧失记忆能力的人给科学家留下一个使未来许多世代受益匪浅的宝物：他的大脑，现在正被解剖并以极高的精度绘制数据图。这个人名叫Henry Molaison，在他去世之前为保护他的隐私，他都被外界叫做H.M.。他在接受了1953年的一场脑手术后失去了形成新记忆的能力，于是在接下来的半个世纪中，他成了整个脑科学界被研究最多的患者。

早在多年前他就同意把他的大脑捐献给科学研究；去年二月，加州大学圣地亚哥分校的放射学助理教授Dr. Jacopo Annes乘坐Jet Blue航班，横跨整个国家把他的大脑带回。

就在星期三的午后——82岁的Mr. Molaison因肺部并发症去世后的一周年的日子，神经学家Dr. Annese和他的同事开始对他们领域中最著名的器官进行艰苦的解剖工作。两天之后，他们将得到2500个组织样本进行研究。

电脑会将每个样本的信息记录下来，并生成一个类似Google Earth的可检索的大脑信息图。科学家希望通过它发现记忆在大脑的哪个区域发生，如何发生，又是怎样被检索的。

“啊哈！”Dr. Annese看着电脑控制的刀片刮下Mr. Molaison被冷冻的大脑上第一片灰质切片。“切下这一片，还有2499个等着做呢。”

Dr. Annese小心翼翼地把切片放入液体中（你可以在网上看到这个过程：thebrainobservatory.ucsd.edu/hm_live.php）

麻省理工学院的Picower学习与记忆研究所的神经学家Dr. Susumu Tonegawa说，“历史上，就这一个人可以对记忆的早期研究作出如此大的贡献，实在是太令人惊讶了。” “现在，他的大脑又可以用做以后的研究了。”

幸与不幸的结合让Mr. Molaison成为科学界最好的合作伙伴和信息源泉，在哈特福德附近长大的他从小就患有癫痫症，一次自行车事故更加剧了这一症状，26岁时，他的病已非常严重，不得已之下他只好同意接受一个尚在实验阶段的脑手术，为他缓解痛苦。
手术由一名优秀的脑外科医生William Beecher Scoville主持，他从Mr. Molaison的大脑两边各吸出了一条蛞蝓大小的组织。这场手术成功地控制了他的癫痫，但是很快，人们发现他无法记住新的事情。

麻省理工学院的神经学家Suzanne Corkin说，“比方说吧，他喜欢和人谈话，但是在15分钟内他就会把一个故事重复讲三次，甚至连用词和语调都完全相同。而他自己完全意识不到。”Dr. Corkin在Mr. Molaison人生的后五十年里一直对他进行跟踪研究。

每一次与“熟人”的偶遇，每一次在街区的漫步，每一次到街角小店的闲逛，对他来说都有如第一次一般陌生。

在展开对H.M.的研究之前，科学家认为记忆是由整个大脑负责的，而不是只依赖于其中的一个区域。但是通过对Mr. Molaison的实验，蒙特利尔及哈特福德两地的研究人员发现他的脑中被移走的部分——在大脑内侧颞叶中，大概一英寸深，与耳朵平齐的地方——在新记忆的形成中扮演着至关重要的角色，其中最为至关重要的海马体，现在已成为最深入研究的对象。
在一系列的研究中。Mr. Molaison彻底改变了人们对学习的理解，他显示出他某一部分的记忆能力是完好无损的。蒙特利尔神经研究所的Dr. Brenda Milner发表于1962年的一篇论文里描述了这一里程碑式的研究。她让Mr. Molaison试着照着镜子里的图像，在纸上的两个五角星之间描一条线，其中一个五角星包含在另一个里面。

图片来源：第五期征文《也许全世界我也可以忘记》

虽然每次尝试看起来对他都是全新的。但是渐渐地他的技巧变得越来越纯熟——这显示大脑中至少有两个分开的记忆系统，一个负责事实的记忆，另一个负责内隐学习及运动学习，比如弹吉他或者骑自行车之类的事。
这个新创立的大脑图谱工程，将记录下许多被捐献的大脑的信息，科学家能够借此研究Mr. Molaison的大脑的某些区域，揭开遗留已久的关于人类和大脑的秘密，其精细程度是成像研究无法达到的。
Mr. Molaison经常给研究人员带来惊喜。比如说，他显示出他可以记住某些新的东西。他能够完全重现他在东哈特福德Crescent Drive的房子的楼层地图，做完那场手术后，他和他的父母曾在那里住了很久。
这些惊喜使科学家发现Mr. Molaison的大脑在丧失了记忆中枢后，借用了其他的临近区域来弥补记忆功能。现在研究人员可以更仔细地研究这些以往知之甚少的区域了。其中有一个名叫旁海马质层的区域，是负责“似曾相识”的那部分记忆功能的，就是那种似曾见到听到，但又不能明确辨认的感觉。

纽约大学的神经学家Dr. Lila Davachi 说，“我们对记忆已有一定了解，而且就快找到我们要的答案了，H.M.的大脑对我们弄清楚这一块的记忆功能分配真的帮助很大。”

这场解剖是一种新的全脑研究技术，它属于一个名叫Brain Observatory的项目，也是长达一年期的紧张准备的结果。Dr. Corkin负责了Mr. Molaison的大脑的保存和存像，到上个星期天为止，实验室一直在调整设备，还购买了冲浪板皮带（P。S。原文是这样的，但是不知道用来干嘛？）以支撑一些冷冻用软管。

“我们希望这个项目的发展能促进多领域的合作，开展一些关于健忘症、震颤、痴呆之类的其他疾病的研究。” Dr. Annese说，“而且我们也希望利用这个著名的大脑来开始我们的研究。”

H.M.的大脑与记忆研究的历史

作者：Brian Newhouse

主持人，SCOTT SIMON：

五十年前的这个月，《神经病学，神经外科与精神病学期刊》刊载了一起引人注目的发现，一个年轻人在接受了一场实验性的脑手术后失去了保留新记忆的能力。他能够回忆起手术前发生的事情，但之后的却完全不行，几分钟内就可以把他们完全忘掉。当时的研究者们对他进行了研究，结果，他们取得的成果叩开了现代记忆研究的大门。这门学科研究的就是当我们想起什么的时候所发生的一切。那时的那个年轻人现已80多岁了。据Brian Newhouse报道，科学家现在还在研究他。

（一段蟋蟀叫声）

BRIANNEWHOUSE:如果你闭上眼睛聆听一会儿，你可能会发现你回到了记忆中的某座农场，某所公园，或是某个湖泊。加入其它的声音会另这段记忆变得更清晰或使它变化。再加上一些，你或许就会看到某一张脸甚至能闻到木头燃烧的气味。想起啥没？

（一段笑声）

这就是记忆的力量，这个系统能够捕获图象，气味，声音，时间还有方向——每天都有庞大的信息量，然后它们在几秒甚至几十年后被我们回忆起来。记忆——我们学到的和做过的事——在很大意义上让我们成为我们自己。为了说明它的重要性，设想一下你突然丧失了形成新记忆的能力。

这时你会变成什么样？通过对丧失记忆的人的研究，科学家对学习和记忆是怎样在正常大脑中进行的有了更多了解。从前他们认为直截了当的东西，现在被发现复杂之极，引人入胜。而这大多都归功于某一个人。

这个人是现今脑科学界最著名的病人。他的资料被写进了课本和大量的科学论文里。在根本上，现代的记忆研究是由对他的研究而开创的，但是即使有许许多多记者、电影摄制者和电视网络要求照相、拍摄或者采访他，只有很少人知道他的名字或者见过他。在家人和护理人员的圈子以外，他只被称为H.M.，他的姓名字母缩写。最近他的监护人同意将他90年代早期与科学家对话的音频借给我们。这也是首次让广大观众听到他的声音的机会。

Dr. BRENDA MILNER (McGill University):当你不在麻省理工学院时，普通的一天当中你都做些什么？

H.M.:你看，就像你知道的那样，我不记得这些了。

Dr. MILNER:嗯。

H.M.是个讨人喜欢的普通男子，但他一生都忍受着严重的癫痫的折磨。这使他没办法做好身为一个装配工人的工作。虽然他很聪明，但也因此很晚才从高中毕业。

NEWHOUSE: 是蒙特利尔McGill大学的一名英国神经学家。她在50年代中期见到了H.M.。

Dr. MILNER：他经常陷入或大或小的发作，比如严重的抽搐，每隔几分钟的多次意识丧失。他的癫痫已经严重到了一个令人绝望的程度。

NEWHOUSE：，Dr. Milner是在康涅狄格州的神经外科医生William Beecher Scoville给H.M.施行了实验性的手术后知道H.M.的，Dr.Scoville想要借此来治疗H.M.的癫痫。他认为，如果他把病人脑中导致癫痫发作的部分移走就能治好他的病。

Dr.MILNER:这个手术是在1953年9月开始的，那时H.M.27岁。这个手术确实很好地改善了他的癫痫症状，之后他一年只有一次严重发作。因此这一临床猜想就得到了验证。但是，显而易见地，它付出了惨重的代价。

（一段钢琴声）

Dr. MILNER:美国现在的总统是谁？

H.M.:这个我不……我没法告诉你。我完全不记得了。

Dr. MILNER:他（她）是男还是女？

H.M.:我想他是个男的。

Dr. MILNER:他的姓名缩写是G.B.想起什么了吗？

H.M.:不，还是不行。

(一段钢琴声)

NEWHOUSE:这个惨重的代价就是H.M.患上了严重的失忆症。这种失忆症不像好莱坞电影中的人物一样使人忘记过去发生的事，而是夺走他获得新记忆的能力，详细地说就是把自己日常和周围发生的每一件小事变成记忆，然后再有效地把它们提取出来的那种能力。把一根手指放在耳旁。如果你能把它插入耳朵大概2英寸，它就到了一个叫内侧颞叶的区域。它在大脑两边各有一个。1950年代，Dr. Scoville提出这个区域与H.M.的癫痫发作有关。但是在缓解H.M.的癫痫症状时，Dr. Scoville把大面积的内侧颞叶包括海马体的大部分都移走了。这个无心插柳的实验说明内侧颞叶和海马体是大脑中把短期记忆转换为长期记忆的场所。

Dr. MILNER:还记得你昨天做什么了吗？

H.M.:不，我不记得了。

Dr. MILNER:那么今天早上呢？

H.M.:我一点也不记得了。

Dr. MILNER:可以告诉我你今天午餐吃了什么吗？

H.M.:我真的不知道，说实话。

NEWHOUSE: H.M.的情况还帮助科学家了解到了不同种类的记忆是分别在大脑的哪部分处理的。科学家现已了解到，有些大脑结构涉及记忆像电话号码那样的东西，只记几秒钟；而其他某些部分用来处理诸如今天的约会之类的事；还有一些会帮我们保留某些小时候的记忆直到生命结束。那么，如果你不能记得你昨天做了什么，今天午餐又吃了什么，那还怎么在世上生活呢？不幸的是，现在还没有什么妙方能帮助H.M.找到工作甚至朋友，这些对我们这样记忆正常的人们来说很平常的事，都与H.M.无缘。现在80多岁的H.M.住在康涅狄格州的一座疗养院里，仍没有治好他严重的失忆症。

Dr.Brenda Milner自从H.M.手术后研究测试他的记忆能力已有多年，在60年代初，她让她的实验室里的一位神经学家Suzanne Corkin去帮助Dr. Corkin进行关于H.M.的研究，现在Dr. Corkin在马萨诸塞州，剑桥的麻省理工学院工作，从那时起她已经与H.M.见了很多次面。

Dr.SUZANNE CORKIN (麻省理工学院):我把他写进了博士论文，而且这43年都在他身边观察他的进展。可他仍旧不知道我是谁。

NEWHOUSE：虽然H.M.难以创建新记忆，但是他在时童年保留的记忆却没有受损，尤其是关于世界上发生的重大事件的。

Dr. MILNER:1929年里发生了什么事？

H.M.:股市崩盘了。

Dr. MILNER:确实是这样。

NEWHOUSE: H.M.对手术前发生的事有着清楚的记忆，这显示出只有在创建新的长期记忆时才要用到海马体，而在回忆事情时不用。50年代中期的外科医生Dr. Scoville愧疚地发现他的手术对H.M.记忆能力损伤严重，虽然它确实缓解了他的癫痫甚至还可能保住了他的生命。从此以后，Dr. Scoville广泛发起禁止这种手术方法的运动。H.M.就变成了科学家所说的“an N(ph) of one”。【这是啥……】他是这个手术的唯一实验品。这让H.M.成为当今科学界的一个特别的存在。但是，他的特别不仅体现在这里，这甚至不是最重要的原因。接下来再有请Dr. Corkin为我们解说。

Dr. CORKIN:：有一件事始终另我们着迷，那就是虽然他患有严重的失忆症，他还是能够了解到一点语义信息和公众人物知识，还有在他做手术后出现的名人的事。他居然能记住一些东西，这一事实足以让实验者惊讶地从椅子上掉下来。

（一段钢琴声）

Dr. MILNER:那1963年里呢？有个人被暗杀了。

H.M.:那人当时是一位总统。

Dr. MILNER:没错。

H.M.:他被暗杀了。

Dr. MILNER:他叫什么名字？

H.M.:他曾经是，像你说的那样，他曾是一位总统。

Dr. MILNER:他名字的缩写是JFK。

H.M.:肯尼迪。

Dr. MILNER:对，他姓什么？

H.M.:姓John。

某天，我在疗养院里和他的护士谈话，问了一下关于他的几个问题。谈完以后，她走进他的房间告诉他，我刚和你的一个从波士顿来的朋友聊天了，她叫Dr. Corkin。之后H.M.说，是不是Suzanne？

（一段笑声）

Dr.CORKIN:这实在是令人惊讶。他不知道我是谁，不知道我来干什么，也不清楚我和他的关系。但他听到我的姓后可以联想到我的名字。这不得不说是他给我们的另一个惊喜。

NEWHOUSE:不知从哪里，这个无法形成新记忆的人也找到了学新东西的方法。这个惊人的发现彻底改变了我们对学习和记忆的处理的了解。在研究H.M.之前，脑科医生们以为所有记忆全部在同一个地方进行处理和转移，而它们也都只存在于大脑的同一个位置，我们可以称之为“单一地址”。

现在，通过医生们对H.M.的研究，他们认识到记忆实际上远比想象的更灵活。他们发现大脑由许多个不同的记忆系统组成。当我们想起早餐吃了麦片粥，伊利诺伊州的首府是斯普林菲尔德，还有这两个钢琴键是C和D这样的事时，我们在使用陈述性记忆。

（一段钢琴声）

NEWHOUSE:还有一种记忆叫非陈述性记忆。我们在系鞋带，骑自行车，熟练地弹C音阶而不去想单独的某个音符的时候会使用到它。

接下来再有请Dr. Corkin。

Dr. CORKIN:我们认为回想是一个主动的过程。这时你所做的不仅是进入你脑中的几个储存特定记忆的细胞那么简单。实际上一个记忆是在储存于大脑不同位置的信息的基础上创建的。H.M.手术后，我们从他那里了解到大脑中有多个长期记忆系统位于大脑不同区域，分别负责不同的事。我觉得他的例子启发了全世界的临床医生和科学家，让他们去找自己的H.M.并由此找到奇妙的发现。这就像是在进行一场没有终点的心智和大脑的探索之旅。

NEWHOUSE:即使有了这些发现，科学家承认他们还是不知道记忆究竟是怎样运作的，比如记忆是怎样从大脑不同部分取出后再合并在一起。但是他们至少认识到大脑进行的这些过程远比原来想像的复杂。其中的相当一部分功劳归于H.M.。即使H.M.没法去回忆这一生经历的美好时光，他的精神也没有被大脑的这个缺陷压垮。

Dr. CORKIN:你觉得你明天会做什么？

H.M.:我会做任何对我和他人有好处的事。

Dr. CORKIN:说得好。你觉得你开心吗？

H.M.:是的。我觉得他们从我身上得到的信息可以用来帮助其他人。

NPR新闻。这里是Brian Newhouse.

心理学家丹尼尔 吉尔伯特清楚的知道此时此刻世界的5000个人有多么快乐。他从人们情绪的起伏中学到了什么呢？

是什么让研究快乐如此之难？

首先的一个问题是学者们常常测量研究不同的东西，但当他们谈论起这些的时候，却仿佛是在讲用不同的方法研究同一件事物。我们可以测量一个人此时此刻有多快 乐，或者他对自己的生活有多么满意，尽管这都很有趣，但它们却并不一样。举个例子吧，我们知道当你的年薪达到7万5千美元时，你对生活的满意度会随着更多 的收入而增加，但是快乐却不会。所以，让人民觉得对生活“满意”的国家政策并不等于让他们觉得“快乐”的政策。因此当我们制定政策的时候，我们就需要首先 决定该最大化两者其中的哪一个。

我们可以相信人们所谈论的“快乐”吗？

大家普遍接受这样一个观点——测量肌肉收缩和脑部血液流量是客观的，而依靠询问人们的感受来测量快乐却是主观的。这其实是扯淡。人们对于自身情绪的反馈实 际上是难以置信地可靠，他们不会将无关的情绪指标联系起来。关键问题不是问什么，而是什么时候问。问人们关于他们昨天看电视时候的感受恐怕不会非常有用， 因为回顾的反馈是带有极大偏见的。理想的情况是你应该在人们看电视的当下就问他们问题。遗憾的是，直到现在这种收集数据的方法还是十分的不现实。

你如何应对这个时间问题呢？

Trackyourhappiness.org是一个用智能手机来解决这个问题的研究项目。我们给志愿者们发送短信，让他们汇报此时此刻他们在做什么，感觉怎么样。

83个国家的5000多人已经加入了，收集的数据有什么出乎意料的地方吗？

当然。比如说大多数人都会觉得让我们的大脑神游（有一半的时间这确确实实在发生）是一件很有趣的事情。但数据告诉我们当大脑在神游的时候，人们变得并没有那么快 乐，而非相反。人们最快乐的时候是当他们在想着正在做的事（而不是其他事）的时候，甚至连乘车或是洗澡的时候都是如此。

为什么呢？快乐的想法理应让我们更快乐啊。

我原来一直这么认为的，我周围所有认识的人也是，但我们都错了。那些大脑就在此时此地关注着正在做的事的人似乎要比其他人更快乐。这就是为什么社交让 人快乐的原因之一。当你在于别人交流时，你的大脑很少会“神游”，因为你在聆听，并且思考该说什么。互动使我们与当下紧密的联系在一起，不允许我们思想 “开小差”。

还有其它什么让我们快乐吗

“让你快乐的”清单列表成员也许并不会太让人惊讶。就像你祖母可能曾经告诉过你的一样，这些东西包括友情、健康、金钱、睡眠，还有性。对于我来说，真正的惊讶是孩子，他们对快乐的负面影响虽然不大，但十分确定。

测量全民的快乐有用吗？

我并不认为得出一个像国民生产总值（GNP）这样一个单一指标有什么重要的意义。我们真正想要了解的是利物浦人真的比曼城人更快乐吗？为什么？从事这个工 作的人真的比从事那个工作的人更快乐吗？为什么？公共政策总是想要让人民更加幸福，但之所以有那么多促进经济增长的政策，是因为我们相信这会让我们过的更 好。如今我们可以直接测量人民的幸福，然后来验证我们之前的假设。

经济紧缩会给快乐带来新的途径吗？

当人们没有以前富裕的时候，他们感觉糟透了。所以那些曾经过的不错的人会经历一些痛苦。然而最大的痛苦在于那些并没有过的很好的人身上——中产阶级和穷人。人们有最基本的需要，当这些需要都无法被满足的时候，他们就不快乐了。看待事物的新方法并不能填饱他们的肚子。

国家应该推行测量快乐吗？

当然。如果你的薪水突然少了一半，你当然想要知道目前的开销哪些是让你更幸福而哪些不是的。同样的，我们需要知道国家哪些地方的花费是让我们钱包瘪了的最大原因。

你的研究有没有让你改变生活？

我相信我收集的数据，并且尽可能的将从中学到的东西融入我的生活中。几年前，我们发现人们对于那些不可逆的决定更加快乐，因为我们会理所当然的将其合理化，而对于那些可逆的决定则不然。有人提到过这就是与女友相处和跟她结婚最本质的不同点。当你的妻子做了什么让你觉得不太高兴的事，你只是耸耸肩；而如果你的女友做了这样的事， 你就会开始考虑是否还要继续陪她逛街购物。当我一看到这个结果的时候，我二话不说就立刻回家向她求婚了。

译者：内森•D•福克斯

校对：人神之间

原文地址：Starting over: Rebuilding civilisation from scratch

我们如今的生活很大程度上是由历史中的许多巧合组成的。假如我们重头开始仔细思考认真选择会怎样？

人类在短短的几千年中建立了非常了不起的文明：城市，交通网络，政府机构，巨大的由各种专业工人组成的经济体和绚丽多彩的服饰文化。然而一切都只是随性的作品，而非理性思考后的设计——实际上每一代人都只能在前人的基础上做到尽量好。结果就是，回过头来看，我们似乎被困于前人的错误之中。举例来说，有哪个明智 的工程师，会故意设计出像洛杉矶这样疯狂扩张，低密度的大都市？

假如我们可以重新来过。想象一下文明版本1.0明天全部蒸发，然后给我们无限的人力，合作的民众 - 当然最重要的 - 我们已经积累好的各种知识--- 怎样行得通，怎样行不通，以及如何避免那些无法纠正的错误。如果你有这个机会从零开始重建人类文明版本2.0，你会做怎样的改变？

重新设计人类文明是一个严峻的工作， 而且完整的蓝图会过于庞大，就算每个人在每件事上都想法一致，也不是几页的杂志就能搞定的。然而，无所畏惧地，《新科学人》着手开始探索了我们有些怎样的选择 ——去寻找那些对于我们早已习以为常的一切做出挑战的激进令人激动的想法。 于是我们得到一张大改造清单 ——包 括怎样改造我们的生活，交通，怎样组织我们的社会 - 以及重新思考我们对于宗教，民主，甚至时间的认识。想象一个新的人类文明不仅仅是一个思想实验：这 样的思考其结论能指出哪些改变已经迫在眉睫，哪些大胆的矫正改变现在已经能够实现。

首先来看城市。历史上城市总是出现在当时最重要的资源周围 - 比如港口，田地或者矿物 - 然后杂乱无章地继续发展。比如旧金山就建立在一个极好的天然 港口而且在19世纪中叶的淘金潮得到了巨大的发展， 而巴黎则是由塞纳河上一个易守难攻的岛屿发展起来的。假设没有这些历史发展的限制原因，我们该怎样设计一个城 市？

从很多角度来说，城市是越大越好。大城市居住者，平均来说，比小城镇或者乡村的人更加环保（《新科学人》2010年11月18号刊，32页，这个应该特指 发达国家，中国肯定不是这样）。 正如美国新墨西哥州聖菲研究所的杰弗里•韦斯特和他的同事的研究所显示，通过比较不同大小的城市，他们发现加倍城市的规 模可以使得人均能源消耗,人均道路长度,以及其他一些资源指标减少百分之十五.而且加倍城市规模同样可以使其居住者的工资,资产（财富？）,同事人数学院数量以及其他一些社 会福利指标有百分之十五的增长.简单来说,大城市事半功倍.

当然,城市大小是有一定限制的.比如,杰弗里•韦斯特指出,他的研究没有考虑一个很重要的因素:幸福指数.当城市不断变大,生产力不断增加,的同时也加快了 生活的节奏也加快了。犯罪率,疾病率,甚至平均的走路速度,也在城市规模加倍的同时增加了百分之十五."我想这对于个人来说并不是个好事情"他说,"不断追赶生活 的节奏,越来越快也许并不代表生活质量就会更越来越好。”

而且对于城市规模还有一个更加基本的限制：无论城市居住者多么高效地利用资源，始终一个城市始终需要有办法获得足够的食物，原材料和干净的水来养活所有人。 “水是消耗性不可再生资源里面问题最大的“，华盛顿特区世界观察研究所的主席克里斯托弗•弗莱文如是说，”我们能用可再生资源取代石油， 但是没有什么可以取代淡 水。“

不管大城市有多少好处，新文明将需要很多不同大小的城市，每个城市的大小要符合当地资源的供应量。也就是说，不会出现像凤凰城这样在鸟不拉屎的亚利桑那沙 漠中心建立的大城市...我们的大都市应该靠近好的淡水资源，最好还是沿海港口城市这样可以以便利用海运这样高效节能的运输渠道， 而且要靠近富饶的耕地。纽约， 上海，哥本哈根都符合这样的条件；洛杉矶，新德里（印度首都），北京就没那么理想了。

也许现代城市最大的败笔就是城郊（卫星城市，这个也是特指美国）， 毫无章法地疯狂扩张造就了远离购物中心以及商业区的社区， 逼着人们用汽车跑来跑去。 “城市扩张是有史以来最大的一个错误，”克里斯托弗•弗莱文（华盛顿特区世界观察研究所的主席）说。这已经成为北美大城市的主要扩张模式， 而且也是美国 人比欧洲人多用那么多能源的主要原因，欧洲城市都是将居住区和商业区混合让人们可以步行到达需要去的地方。

如伦敦纽约这样的大城市已经变相解决了汽车问题------让你没法开车（因为堵？还是太多单行线？这个不了解啊（因为堵，一条街可以堵一个小时，不过这个不用翻译上去）），所以人们只好转而使用公共交通，或者走路、骑单车。但其实小一点的城市也可以通过合理设计解决这个问题。

城市居住

加州大学戴维斯分校交通研究所的Mark Delucchi， 设想了同心圆式围绕中心商业区建立的社区， 社区居民可以通过步行或者类似高尔夫球车这样 的轻型车辆到达商业区（见图，图呢？）。“我们认为人们不使用这种低速轻型车辆的主要原因是他们觉得这种车在正常的路上开太不安全了，“他说。为了避免这 样的顾虑，传统车辆以及卡车将走在不同的车道上，或者只在每个社区的外围行驶。

Mark Delucchi估计：为了让这种模式可行，居民需要住在中心区域3公里范围内，每个社区大概5到10万人口，同时社区由低高度的建筑组成以保 证舒适的居住环境。然后各个社区之间可以通过大规模公共交通连接，方便居民去其他区域工作或者来往其他大城市的景点。已经有些城市，如英国的米尔顿凯恩 斯， 以及阿布扎比（阿拉伯联合酋长国的首都（这里应指联合酋长国中的阿布扎比酋长国））中建立的理想城Masda，r在使用一些这样的概念了。

一旦大尺度上的基础结构建立完毕， 剩下对于每个社区的设计就可以交给社区内的居民和商户完成。某种程度上来说，这也是以前城市如何发展的。比如，磨坊建 立在河边以使用水利，工人的房屋就建立在步行距离内，而磨坊主把房子建在山上这样视野更好。但是在过去的两三几个世纪里，这种自然有机的发展模式已经被自上而 下的规划所取代，从而形成了像巴西的巴西利亚这样单调的无序扩张的城市，以及那些房子码得整整齐齐的城郊。

当今，在线社区网络让个人用户能以前所未有全新的方式协调合作。“我会将城市以“开源”的方式建立， 每个人都可以参与进来，决定如何使用城市以及如何改变 它，”Carlo Ratti说------麻省理工城市规划师，Carlo Ratti提议：“正如维基百科一样。“ 以这样一种群策群力的方式人们居民们自己可 以建立“维基式”的邻里。比如一个企业家（个体户）想开个三明治店， 可以咨询当地居民以找到最佳地点。同样开发商和居民可以合作以决定新区域的房屋大 小，地点以及康乐设施------甚至，也许，可以决定道路和小径步行道的位置。

城市和交通革新之后，我们下一个问题就是能源。能源问题很简单，几乎每个人都同意使用可再生能源。“我们不好说全部都用太阳能或全部都用风能。必须两样都 有才会更保险”，供职于科罗拉多博尔德能效源智库---洛磯山研究中心的电力系统分析师莉娜•汉森说。这样可以保证可靠的能源供应。而且应该以小的分布式系统比如安置于房顶的太 阳能板取代大型电厂。这种非中心式的系统可以更好的抵抗如风暴或者恐怖袭击这样的极端事件。

莉娜•汉森估计建立一个完全利用可再生资源的电力系统，至少以现有的科技，将会比重新建立目前的化石燃料为基础的系统更加昂贵，但是在燃料上省下来的钱很 快就能补偿多出来的部分。当然，在我们的新文明中，能源价格高一点未必是个坏事，犹他州州立大学可持续发展科学家约瑟夫•泰恩特是这样认为的，因为能源在许多 制造业是成本的一部分，能源太便宜会使得所有的东西都变得便宜。“这会诱导我们消耗更多， 生更多小孩，消耗更多其他资源，让社会变得更复杂，“他说。为了避免这种事情发 生，约瑟夫•泰恩特建议能源价格应该人为提高。

另一个选择可以是让货物的价格如实反映他们的环境成本。如果化石燃料如实反映了全球变暖的成本(哎~俺超不buy什么全球变暖的理论的~结果现在还整天给人拿来说事（me too, 只要美国人少浪费电啥都出来了）)，简单的经济效应就能让每个人都从根本注意提高能源效率并上更加节省使用另外的替代能源。

在建立文明版本2.0当我们重新认识经济的时候，我们大概应该改变用GDP来衡量经济是否成功这个做法。二战后各国主要集中在提高GDP，在当时来说以 GDP衡量经济这很合理，“那个时代，人们最最需要的是各种紧俏商必需品。他们需要食物，需要更好的房子，这些东西会让人们快乐，”俄勒冈波特兰州立大学可持续 发展研究院的Ida Kubiszewski说，“现在时代已经改变了。人们是否快乐已经不仅仅局限在这些物品了。“

相对的，我们应该考虑扩大我们的指标范围，包括环境质量，休闲时间，幸福程度---有些政府已经趋向于开始考虑使用这些指标。以“国内幸福总值”为导向， 人们可能更希望用生产力的进步来减少工时而不是增加工资。这样听起来也许很乌托邦（不切实际）， 但是至少有些社会是将幸福置于物质之上 ---- 比如 不丹和北美西岸波特拉奇土著文明就会重新分配财产。“我不认为这种系统是反人性的，“罗伯特科•斯坦萨另一位波特兰州立大学的生态经济学家罗伯特科•斯坦萨说道。

经济之后，下一个问题就是我们的新文明将怎样组织政府。我们都认为某种民主制度是最好的，当然这某些细节也许值得商榷（见“终极民主“）。但是有一个更大的问题是，我们需要划分多少个国家州？这里，不出所料，大家的想法都截然不同。

一方面，人类是在小的部落中演变而来的， 牛津大学人类学家罗宾•邓巴指出：我们仍然是以较小的群体应付各种挑战最为有效，比如150人的群体。政府单位以瑞士的行政區的大小能最好的维持效率，再大就不行了，他说。

另一方面，流动性的增加，通讯及科技的发展 - 以及70亿的人类总庞大的人口数量 - 意味着很多世界的问题已经全球化了。“假设一个报纸每十年出版一次，那它的 这个超级头条该怎么写？“波士顿智库Tellus研究院主席保罗•拉斯金问道，“这个十年一版的纽约时报将会关注真正主要的故事，而且它的头条题目是比如 ‘历史已经进入全球时代’这样子。”正如几个世纪前那些驱使中世纪的城市形成联邦事件一样，全球问题现在正驱使我们寻找全球化的解决方案（好像广告词 啊~）， 他说。而且同样这需要某种全球性的政府组织，至少能够去设置一些个大的目标 - 比如：生物多样性标准，全球碳排放限制 - 以这些为标准各国可以制定他们 各自的解决方法。

到现在为止,我们所有的设计标准都指向一个目标--创造一个可持续的，公平的，可行的新文明。但是如果我们想要这个新社会延续下去，很多做可持续发展研究的人都强调了另一点：注意不要将新文明设计得过于高效。

历史上的文明比如罗马帝国或者玛雅文明在气候稳定期他们有着显著的扩张。文明的统治者们很清楚知道他们能做到什么 - 比如一条运河可以灌溉多少田 地， 又如应该留多少森林给下一代的建筑者使用。这些都非常有效，文明蓬勃发展直到气候变迁天灾降临。“结果他们最终使得的社会体系工作得非常高效，但是没有任何缓冲空 间，一旦环境开始发生气候变化,了他们的社会就变得建设过头了，“澳大利亚达尔文CSIRO的环境经济学家Scott Heckbert说，他利用计算机模拟了古代帝国和人民的衰 落。

最后，尽管，没有任何人类文明可以永久存在。每个社会都会以当时最为权宜之计解决遇到的问题，然而每当这个社会这样做时， 就增加了它的复杂性以及脆弱 性。“你永远不可能完全估计到你做一件事所带来的所有后果。“约瑟夫•泰恩特（犹他州州立大学可持续发展科学家）指出说，每个文明都种下播种了使它最终的毁 灭的种子 - 而且无论我们多么小心计划我们的新文明，我们最多只能希望延迟那不可避免的终结。

原文：The grand delusion What you see is not what you get

What you see is not what you get

Your senses are your windows on the world, and you probably think they do a fair job at capturing an accurate depiction of reality. Don't kid yourself

Your senses are your windows on the world, and you probably think they do a fair job at capturing an accurate depiction of reality. Don't kid yourself. Sensory perception - especially vision - is a figment of your imagination. "What you're experiencing is largely the product of what's inside your head," says psychologist Ron Rensink at the University of British Columbia in Vancouver, Canada. "It's informed by what comes in through your eyes, but it's not directly reflecting it."

Given the basic features of your visual system, it couldn't be any other way. For example, every 5 seconds or so, you blink. Yet unless you're thinking about it, as you probably are right now, you don't notice the blackouts because your brain edits them out.

(Image: Benoit Paill/Getty)

Blinking is just the tip of the iceberg. Even when your eyes are open they're only taking in a fraction of the visual information that is available.

In the centre of your retina is a dense patch of photoreceptor cells about 1 millimetre across. This is the fovea, the visual system's sweet spot where perception of detail and colour is at its best. "When you move away from the fovea, visual acuity falls away really quickly, and colour vision disappears," says Rensink. About 10 degrees to the side of the fovea, visual acuity is only about 20 per cent of the maximum.

What that means is you can only capture a tiny percentage of the visual field in full colour and detail at any one time. Hold your hand at arm's length and look at your thumbnail. That is roughly the area covered by the fovea. Most of the rest is captured in fuzzy monochrome.

And yet vision doesn't actually feel like this: it feels like a movie. That, in part, is because your eyes are constantly flitting over the visual scene, fixing on one spot for a fraction of a second then moving on. These jerky eye movements are called saccades and they happen about 3 times a second and last up to 200 milliseconds. With each fixation your visual system grabs a bite of high-resolution detail which it somehow weaves together to create an illusion of completeness.

That's remarkable given that during saccades themselves, you are effectively blind. Your eyes don't stop transmitting information as they lurch from one fixation to the next, but for about 100 milliseconds your brain is not processing it.

Look in the mirror and deliberately flick your eyes from left to right and back again. You won't see your eyes move - not because the movement is too fast (other people's saccades are visible), but because your brain isn't processing the information.

Given that you perform approximately 150,000 saccades every day, that means your visual system is "offline" for a total of about 4 hours during each waking day even without blinking (Trends in Cognitive Sciences, vol 12, p 466). Yet you don't notice anything amiss.

Exactly how your brain weaves such fragmentary information into the smooth technicolour movie that we experience as reality remains a mystery. One leading idea is that it makes a prediction and then uses the foveal "spotlight" to verify it. "We create something internally and then we check, check, check," says Rensink. "Essentially we experience the brain's best guess about what is happening now."

In conjuring up this "now", the visual system has to do something even more remarkable: predict the future. Information striking the fovea cannot be relayed instantaneously to conscious perception: first it has to travel down the optic nerve and be processed by the brain. This takes several hundred milliseconds, by which time the world has moved on. And so the brain makes a prediction about what the world will look like about 200 milliseconds into the future, and that is what you see. Without this future projection you would be unable to catch a ball, dodge moving objects or walk around without crashing into things.

There's another huge hole in the visual system that can render you oblivious to things that should be unmissable. The jerky movements that shift your fovea around the visual scene don't happen at random - they are directed by your brain's attentional system. Sometimes you consciously decide what to attend to, such as when you read. At other times your attention is grabbed by a movement in your peripheral vision or an unexpected noise.

The problem with attention is that it is a limited resource. For reasons that remain unknown, most people are unable to keep track of more than four or five moving objects at once. That can lead your visual system to be oblivious to things that are staring you in the face.

The most famous demonstration of this "inattention blindness" is the invisible gorilla, a video-based experiment created by Daniel Simons and Christopher Chabris at the University of Illinois at Urbana-Champaign. Viewers are asked to pay close attention to a specific aspect of a basketball game, and around half completely fail to see a person in a gorilla suit walk slowly across the screen, beat their chest and walk off again.

Blind to bias

Do you see the world through a veil of prejudice and self-serving hypocrisies? Or is it just other people who do that?

Whatever your opinion of President Barack Obama, it isn't hard to find someone who disagrees. A recent poll in the US found that Obama is the most divisive president since the 1950s: 81 per cent of fellow Democrats think he's doing a good job but only 13 per cent of opposing Republicans agree.

How can so many people make a judgement about the same person and come to such different conclusions? The obvious explanation is that they are biased - by their political affiliations, by the media, by their friends and family and much else.

This obvious explanation is correct. But who, precisely, is biased? It depends who you ask. Those who approve of Obama think the conservatives, and their media, are the biased ones. Those who don't, think it's the liberals. In fact, they are both right.

As any psychologist will tell you, pretty much everything you think and do is coloured by biases that you are typically totally unaware of. Rather than seeing the world as it is, you see it through a veil of prejudice and self-serving hypocrisies.

To get a handle on this, think about your own opinion of Obama. You probably believe your view to be an honest and objective assessment based on a range of evidence from both sides. Perhaps you'll grudgingly acknowledge that you feel the way you do because you are liberal/conservative, but then reassure yourself that being liberal/conservative is the only rational choice, so that's OK.

You have just experienced the illusion of naive realism - the conviction that you, and perhaps you alone, perceive the world as it really is, and that anybody who sees it differently is biased. According to Emily Pronin, a psychologist at Princeton University, this conviction is "inescapable and deep".

If, at this point, you are thinking: "Yeah, right, that might be true of other people, but not me," then you have fallen foul of yet another aspect of the illusion: the bias blind spot. Most people will happily acknowledge that such biases exist, but only in other people. "It's not that we're blind to the concept of bias, or to the fact that it exists," says Pronin. "We're just blind to it in our own case."

Why are we so blinkered? The problem is that our biases - which form and solidify in childhood and early adulthood - operate below the radar, in our subconscious. It is not that people do not look inwards to question their own judgements and beliefs. Many do. But their biases are not consciously available for inspection, so they leap to the conclusion that their beliefs are correct and based on rational reasoning.

Many of the biases are a harmless variant of the positive illusions we routinely entertain in order to shelter our fragile egos from reality, such as a tendency to take credit for success but deny responsibility for failure.

Others are more serious. Few people believe that they are racist or sexist, and their beliefs are honestly held, and yet time and again they are betrayed by their actions. In one experiment, people were shown a picture of a man and a woman and asked to say which they would prefer as police chief. They were also told that the male candidate was "streetwise" and the female candidate "formally educated", or vice versa. Most people chose the male candidate and then, when asked why, justified their decision by saying that whichever quality had been attributed to him was more important for the job.

While opinions are obviously ripe for bias, facts are also at its mercy, with people adept at interpreting the world to fit with their existing beliefs. For example, environmentalists interpret the fact that most scientists and governments are convinced that humans are changing the climate as open-and-shut evidence that we are. But sceptics just see a conspiracy. No amount of new information will change their minds, and yet on the whole, both camps sincerely believe their views are unbiased and rational.

Similarly, we seek out information that fits with our beliefs and ignore or dismiss information that doesn't. This "confirmation bias" has been shown time and again, for example in experiments in which people are asked to read a range of evidence about a contentious topic such as capital punishment. Even when exposed to arguments on both sides, most people interpret the evidence in a self-serving way, accepting the data that supports their views and dismissing or ignoring the rest. The scary thing is that they have no awareness of doing it. Similarly, confronting people with new information that contradicts their beliefs more often than not ends up hardening their position.

Sadly, even knowing that you are biased doesn't necessarily help. "I know that I am susceptible to all sorts of biases because I'm a human being," says Pronin. "But in a given instance, I'm still not likely to be aware of it."

Head full of half-truths

One of the most important components of your self-identity – your autobiographical memory – is little more than an illusion

I remember it like it was yesterday. It's a warm and sunny English afternoon and I'm playing outside in the garden. Suddenly a shiny silver aircraft appears in the clear blue sky. My mother picks me up and points to it; neighbours come out of their houses to watch. The aeroplane is Concorde, climbing out of Heathrow airport on one of its earliest flights.

I can play this memory over and over in my head as easily as watching a YouTube clip, and yet I know it almost certainly cannot be real. Even though Concorde could have passed over our house on test flights, I only lived there until 1971, when I was barely out of nappies. And Concorde was white, not silver.

Where does the mismatch between my memory and reality come from? "We've known since the 1960s that memory isn't like a video recording - it's reconstructive," says psychologist David Gallo of the University of Chicago. The collection of snapshots known as "autobiographical memory" is not a true and accurate record of your past - it is more like a jumble of old diary entries, photographs and newspaper clippings. "Your memory is often based on what you've seen in a photograph or stories from parents or siblings rather than what you can actually recall," says Kimberley Wade, a memory researcher at the University of Warwick in the UK.

In other words, one of the most important components of your self-identity - your autobiographical memory - is little more than an illusion.

If that sounds implausible, consider that over the past three decades psychologists have demonstrated beyond any doubt that memory is staggeringly fallible and suggestible.

Most of the evidence comes from false-memory research, where psychologists deliberately plant fake memories into people's heads. In one famous experiment, Wade and colleagues used doctored photographs and fake parental testimony to convince people they had been taken on a fictitious hot air balloon ride as a child. In another, pioneering researcher Elizabeth Loftus, now at the University of California, Irvine, planted memories of meeting Bugs Bunny at Disneyland - impossible, as Bugs is a Warner Bros character.

The success rate of such flagrant manipulation is only about 30 per cent, but Gallo says that everybody's memory is susceptible to some extent. "It's an automatic consequence of how our brains process information," he says. "You cannot remember everything so your mind summarises and remembers the gist of experiences. You form associations and draw inferences. That gives memory great power, but it comes at a cost."

It's one thing to implant memories in a controlled lab setting, but how often does it happen in real life? "We don't have a firm grasp on that," says Gallo. "How could you really know, without some measure of what actually happened or some corroborating evidence?" Even so, he says the fact that memory is so easily tricked in the laboratory suggests that it must be in daily life too.

There are a number of lines of evidence that this is the case. Some of the best come from studying "flashbulb" memories of momentous events such as the terrorist attacks of 9/11 or the death of Princess Diana. Many people have a vivid recollection of what they were doing when they heard the news of such events, and are very confident that these memories are accurate. But guess what: these memories turn out to be wrong a surprising amount of the time.

Within days of 9/11, psychologists at the University of Illinois at Chicago asked nearly 700 people where they were, what they were doing, how they heard the news and who they were with at the time. A year later they asked them again. More than half of the participants had changed their story on at least one count - while still expressing supreme confidence that their memories were accurate.

Flashbulb memory is also highly suggestible. In 2002, psychologists from the University of Portsmouth in the UK went to a local shopping centre and asked people about their memories of the death of Diana, including whether they had seen "the footage" of the actual crash. Nearly half said they had, despite the fact that no footage exists. An even higher percentage of people confidently "remembered" seeing non-existent TV footage of a Boeing 747 crashing in Amsterdam, the Netherlands, in 1992.

If such vivid and confidently held memories can be so riddled with inaccuracy and open to revision, it is probably true that all autobiographical memories are suspect. "I don't think you can put a figure on it, but I'd be confident that the vast majority are not 100 per cent accurate," says Wade.

Again, there is evidence that this is the case. When researchers at the University of Canterbury in New Zealand asked twins about their shared childhood, they discovered that most pairs have at least one disputed memory - an event they are both convinced happened to them and not to their twin. Gallo also suggests that spousal arguments, which often revolve around disputed accounts of the same event, is an area ripe for exploration.

It also turns out that my Concorde memory is not that unusual. Last year, GiulianaMazzoni at the University of Hull in the UK found that 20 per cent of people have autobiographical memories that they do not believe to be true, often because they contradict established fact.

Does it matter that our autobiographical memories are flawed? "In some ways it's terrifying to think just how spectacularly wrong they might be," says Wade. "Memories are part of your narrative, part of your self-identity." There are legal ramifications too. If you witnessed a crime and were asked to give testimony about it in court, how confident would you be of giving an accurate report?

In many other respects, though, it matters not. My memory of seeing Concorde has no material effect on my life. In fact, according to Wade, the illusory quality of memory is now seen as a strength rather than a weakness. Memory is no longer conceived as being exclusively about the past, but as part of a generalised "mental time travel" module that allows us to construct and test future scenarios based on past experience. If memory were inflexible that would not be possible. It seems having a head full of half-truths is the price we pay for being able to see the future.

Egotist, moi?

Most drivers think they're better than average. Most people think they're less likely to have an inflated self-opinion than average. See the problem?

How's your driving? If you are anything like the average person, you probably think it is pretty good. One study found that 74 per cent of drivers believed themselves to be better than average behind the wheel. And, perversely, those who had been in a crash were slightly more confident about their abilities than drivers who had not been.

This, of course, does not reflect reality. Unless there are a handful of truly dreadful drivers, not everybody can be better than average. And yet if you ask people to rate themselves on almost any positive trait - competence, intelligence, honesty, originality, friendliness, reliability and many others - most put themselves in the better-than-average category. Ask them similar questions about negative traits and they will rate themselves as less likely than average to possess them.

This egotistic illusion has been imaginatively dubbed the "better-than-average effect". It is incredibly pervasive, yet goes largely unnoticed. In an ironic twist, most people believe themselves to be more resistant than average to having an inflated opinion of themselves.

We also inflate our opinions of loved ones. Around 95 per cent of people rate their partner as smarter, more attractive, warmer and funnier than average. And as anyone who has endured a 30-something dinner party will testify, parents almost universally rate their children as cleverer, cuter and more developmentally advanced than their peers.

The better-than-average effect is just one of a number of positive illusions - ways we kid ourselves that we are special. Another is optimism bias, a well-established effect characterised by unrealistic expectations about the future. Most people expect to live longer, healthier and more successful lives than average while underestimating their chances of getting divorced, falling ill or having an accident. And the more (or less) desirable the outcome, the stronger people believe it will (or won't) happen to them.

Where do such illusions come from? According to Jonathon Brown at the University of Washington in Seattle, one of the originators of the theory of positive illusions, it all starts in childhood. "Parents create them by fawning over their children," he says.

The fawning doesn't stop there. Throughout life, we have an innate tendency to divide the world into "us" and "them". As soon as you forge a connection with someone, you become part of their in-group - and humans are hard-wired to see members of their in-group more positively than they see others. In this way we all sign up to various mutual appreciation societies that exaggerate our virtues, ignore our faults and look down on outsiders. No wonder most of us feel excessively positive about ourselves.

Far from being pathological, though, positive illusions are now viewed as being a marker of a healthy mind. People who don't harbour them are more likely to be clinically depressed - a state called depressive realism.

But however deluded you are about yourself, chances are you are even more so about how you think others perceive you.

Everybody wonders and worries about how they come across to others, and most of us think we have a pretty good handle on it. But we don't. "People are nowhere near as good at it as they think," says Nicholas Epley, a behavioural scientist at the University of Chicago.

That is not to say we are completely useless. If you think of yourself as generous, for example, other people probably do too. Just not quite to the extent you might like.

From moment to moment, however, we are surprisingly poor at intuiting how we are coming across. This is largely down to something called the "spotlight effect" - the deluded belief that everything you do and say is being closely observed and scrutinised. "Because we're so aware of ourselves it can be easy to think that others are noticing us when they're not," says Epley.

As a result, we blow everything out of proportion. "Say you spill water on yourself so it looks like you peed your pants," says Epley. "You assume everyone is going to notice. But they don't, because the world doesn't really revolve around you." People also assume that their emotional states are broadcast to all and sundry when in fact they are largely invisible.

It also works the other way. If you do or say something you think is especially clever or admirable, you're likely to overestimate the extent to which other people will notice. Most of the time they won't even register because they are too busy tending to their own ego.

The central problem is that you know yourself too well. "You're an expert on yourself," says Epley. "That means you notice all kinds of subtle things about yourself that others simply don't. They see general characteristics."

This is compounded by the fact that we have difficulty guessing what other people are thinking. "We have imperfect tools for getting into their minds," says Epley. "We watch their faces and behaviour and try to get some sense of what they're thinking, but behaviour doesn't always reflect attitudes very well."

Surprisingly, our lack of insight doesn't disappear when we're around people we know well: accuracy does go up, but only slightly. There is even evidence that your ability to read the mind of your spouse actually drops after the first year of marriage. "People are actually better at knowing how well they're communicating with a stranger. You believe you know your partner very well as you spend more time together, but this can actually create more of an illusion of insight than actual insight," says Epley.

Perhaps the area where we have the least insight is physical appearance. Everybody knows what they look like, but when it comes to judging how we look, we're absolutely hopeless. For example, if you ask people to locate a photograph of themselves in a sea of faces they find it faster if it has been morphed to look more attractive, suggesting we all think we're better looking than we actually are.

"When we ask people to rate how attractively they will be rated by somebody else and correlate it with actual ratings of attractiveness, we find no correlation," says Epley. "Zero! This still shocks me. For crying out loud, you ought to get some sense of whether you're hot or not. But it seems not."

Who's in control?

The more we learn about the brain, the less plausible it becomes that we have free will

This is the big one. The notion that we have free will - the ability to exercise conscious control over our actions and decisions - is deeply embedded in human experience. But the more we learn about the physical universe and the human brain, the less plausible it becomes (New Scientist, 16 April, p 32).

One argument goes as follows: the universe, including the bits of it that make up your brain, is entirely deterministic. The state it is in right now determines the state it will be a millisecond, a month or a million years from now. Therefore free will cannot exist.

Neuroscience has also chipped in. Around 30 years ago psychologist Benjamin Libet discovered that if you ask people to make voluntary movements, their brains initiate the movement before they become consciously aware of any intention to move. Other experiments have since been performed along similar lines, leading many neuroscientists to conclude that free will is an illusion. But it feels so real. We all have a sense of agency - the conviction that even though we did one thing, we could have done another, and that at any given moment we have free choice of any number of actions. Yet it seems that this is an elaborate illusion created by your brain. The conclusion is inescapable. We really are deluded.

在变化的世界中，具有多样性是生存的关键。而进化似乎已经想到了一种不同寻常的方法产生更多的多样性。

一个人走进了一家酒吧。“我对进化有一种新的看法，”他宣布说，“你有什么东西可以让我把它写下来吗？”服务员面无表情地拿出了一张纸和一根笔给他。不过话说回来，这个人也不是在开玩笑。

这间酒吧的名字叫“Hung,Drawn and Quartered”，位于伦敦塔的脚下。提问题的人则是美国约翰霍普金斯大学著名的遗传学家安德鲁•费因伯格。他写在那张纸上的东西有可能会从根本上改变人类对表现遗传学，进化以及常见疾病的看法。

在走进酒吧之前，费因伯格参观了巨眼摩天轮，大本钟以及西敏寺大教堂。在那里，正如你想到的，他瞻仰了艾萨克•牛顿以及查尔斯•达尔文的长眠之地。费因伯格被眼前的景象的震惊了：在金箔装饰的天球下，巨大的大理石雕像刻画的是年轻时代的牛顿犹如王者一般慵懒地斜靠着；然而陪伴达尔文的，只有光秃秃的地砖。

他的视线转向四周，最后停留在了保罗狄拉克的纪念碑上。他想到了量子理论以及进化学说。他萌生了一个想法：表观遗传变化²可能会使基因的表达具有不确定性，而这也许会大幅增加物种生存的概率。或多或少，这就是他在酒吧里写在纸上的东西。

简单地说，费因伯格认为，这种生命本身产生不确定性的能力可以降低灭亡的风险。比如说，当饥荒频繁发生时，堆积脂肪有利于个体，但当食物充足时这项特性却成了弊端。如果好几代都没有发生食物短缺，自然选择可能会将堆积脂肪这类性状剔除掉。当饥荒来临的时候，整个族群却可能因为缺乏这种基因而灭绝。

生命本身产生不确定性可以降低进化风险

如果基因的表达有着不确定性的话，即使和别人拥有同样的基因序列，有些人可能更容易堆积脂肪。在食物充足的时期，这些个体可能因为肥胖而早逝，但一旦饥荒到来，他们可能是唯一的幸存者。在不确定的世界里，不确定性对种族的长期延续至关重要。

这个观点意义深远。我们知道，基因本身就像一种博彩，举个例子来说，每个人类受精卵都存在上百种新的基因突变可能。它们中的大部分对生命体并无影响，但其中一些可能有益也可能有害。如果费因伯格的想法是正确的，除了DNA本身的表达，表观遗传变化也像赌彩一样。即使有着完全相同的DNA序列，一些人却更容易或更不易得癌症、因心脏病突发而去世或产生精神疾病。

为了理解费因伯格观点的非凡意义，我们需要稍微回顾一段十九世纪早期的历史，那时法国动物学家拉马克³发表了已被普遍认同的关于后天性状可以遗传的观点。举一个简单的例子，如果一只长颈鹿不停地尝试去够高处的叶子，拉马克认为，它的脖子会变长，并且这个特点会遗传给它的孩子们。

达尔文，拉马克学说的拥护者？

与许多文章宣称的不同，达尔文的想法与拉马克很相近。他认为一个有机体的经历能产生可遗传的改变。根据达尔文的泛生假说⁴，这些后天的改变可能有害或有益，比如说，一个对后代有害的例子：儿子因为父亲酗酒而患上先天痛风。自然选择则可以在这些改变中选出好的同时摒除有害的。事实上，达尔文相信后天改变伴以自然选择对种族进化是必不可少的。

然而，泛生论即使在达尔文有生之年也没有被广泛接受。到了20世纪，我们已经研究清楚，DNA序列才是遗传的载体，自然选择只选择或摒弃那些改变DNA序列的基因突变。虽然环境因素，比如辐射，可以造成可以传递给下一代的突变，但它们的影响却是随机的。生物学家否认后天产生的性状是可以遗传的。

即使在上个世纪，也有越来越多的例子表明遗传并不只是基于DNA。比如说，当怀孕了的老鼠被注射杀菌剂农利灵时，它们至少两代雄性后代的基因虽然没有改变，但繁殖能力却降低了。

（现在）没有人怀疑环境因素不改变DNA序列本身也能在哺乳动物的后代中造成变化：——很多表观遗传变化的机理被发现了。比如说，在基因或基因环绕着的蛋白质上加“标签”以及某些存在于精子卵子中的分子起的作用。

引起热烈讨论的是表现遗传变异在进化中起到的作用。一些生物学家，最著名的如来自以色列特拉维夫大学的伊娃•雅布隆卡，认为由环境引起的可遗传的表观遗传变化是对环境的一种适应方式。他们将这些改变描述为“新拉马克主义“；有些人甚至认为整个过程使我们必须重新思考进化的机制。

虽然这些观点受到广泛关注，但大部分生物学家远远没有信服。他们认为，通过表观遗传变化机理使得父母后天变化被可被遗传给后代会造成问题——正如基因突变一样，由于环境因素而产生的表观遗传变化的结果是不确定的，很可能产生危害。

可遗传的后天改变最多可以被认为是提供自然选择作用域的来源。比起拉马克声称的动物的行为可以改变后代的性状，这个观点与达尔文的泛生说更加类似。但即使是这样，这些观点依然存在很多问题，其中一个便是这些后天改变很难持续一代以上。

在有机体的生命过程中，表观遗传变化可以从一个细胞传递到另一个，但这些改变通常不能传递给下一代。“产生基因细胞的过程通常会清除后天改变的印记”，费因伯格说，“就像你有了一块新的石板可供书写新的后天改变。”如果后天改变不能持续，我们很难看出为何它们能对进化产生深远的影响，至少带来更大影响的是它们的不确定性而非确定性。

正如生物学家雅布隆卡认为的，费因伯格看待进化的新角度将并不是将表观遗传变化看作是书写生命编码的新准则，而是向基因表达中引入了一定程度的不确定性。他认为在变化的世界中，后代拥有多种基因表达的种族更可能在进化中幸存下来。

这个关于不确定性的假设正确吗？有证据表明，除了基因突变或者环境因素之外，表观遗传变化也是有机体产生不同特性的重要原因。比如说，即使是在相同条件下培育的有着相同基因的龙虾，却在颜色、生长率、寿命、行为以及其他特性方便表现出极大的不同。除此之外，在去年的一个研究中，人们发现双胞胎存在很多后天性状差异。基于他们的发现，在解释双胞胎的不同时，研究人员推断随机的表观遗传变化可能比环境因素发挥着更大的作用。

费因伯格以及他的同事，约翰霍普金斯大学公共健康学院的生物统计学家拉斐尔•伊里萨里的研究为他们的假说提供了更多的证据。基因外遗传主要机理的之一是在DNA序列上添加甲基（化学式CH₃）；费因伯格和伊瑞拉瑞正在研究老鼠DNA甲基化的模式。费因伯格介绍说，“实验用老鼠有着同样的血统，享用同样的食物和水且生活在同一个笼子里。”

令人震惊的发现

虽然一切条件都一样，他们二人却发现这些老鼠基因组上相同的位点里会有上百处后天添加的不同的甲基。有趣的是，这些位点在人类身上同样存在。伊瑞拉瑞说，“（DNA）甲基化的不同可以发生在不同个体上、（相同个体的）不同细胞类型中、相同细胞类型的不同细胞甚至不同时间的同一个细胞里。”

于是伊瑞拉瑞着手制作一张可以显示每个区域中至少理论上可以被甲基化的基因列表。他被他的发现震惊了。那些很容易受到甲基化影响的基因大部分是那些调控基本发育和身体构型的重要基因。费因伯格说，“这些惊人的研究结果与直觉不符，因为你很难相信那些很重要的基因可以出现这么大的变动。”

研究结果使得人们重新审视一个观点：表观遗传变化对基因造成的影响会使基因型（基因组成）和表现型（它的结构及表现方式）的界限变得模糊。来自耶鲁大学的生物学家甘特·瓦格纳说道，“这些研究结果可以解释为什么在生长过程中基因的表达会如此不同。但这并不意味着这些表现遗传变异是可以遗传的。现在对于这种机理是如何产生的仍然缺乏足够的研究。”

当他和费因伯格开始研究这个新观点的时候，伊瑞拉瑞使用了计算机模拟的方法来帮助理解。开始的时候，他制作了一个模型来研究在一个高个子有优势的固定环境中将会发生什么。他的研究结果是，“高个子的人更容易存活，他们有更多的孩子，最后每一个人都变得很高。”

接下来，他稍微改动了模型，创造出了一个变化的环境，使得有些时候高个子有优势，有些时候低个子有优势。他说道，“如果一个高个子的孩子们都很高，这个家族很有可能灭亡。”长期来看，后代的个子有高有矮的家族才是胜利者。

这个结果本身并无太多争议。来自牛津的生物学家托比亚斯·乌勒说，“从好些年前的理论里我们就知道，那些可以产生多种而不是单一表现型的机理更有可能被选择。”然而这只是表明理论上可行，而要想证明甲基化变异之所以产生正是因为它能提高存活率，还有很远的路。

芝加哥大学的演化遗传学家杰瑞·科恩的异议则更为直接：“没有任何证据表明甲基化是有适应意义的，不论是在同一物种还是不同物种之间。表观遗传变化确实是有趣的现象，但把它外推到演化领域就过于仓促了。我们还远不了解表观遗传到底是如何作用的。它可能是（进化的）一部分，但就算是也顶多是一小部分。”

不过，来自麻省理工大学的苏珊·林奎斯特认为这是非常有意义且激动人心的想法。她说道，“这不光是表观遗传变化影响性状表达的问题，重要的是它能创造出性状的更多不同，进而增加性状表达的多样性。”而更大的表型多样性意味着种群更可能挺过各种变化多端的环境条件，存活下来。

林奎斯特致力于朊蛋白的研究，这种朊蛋白不仅能在两种状态间相互转换，且可以把自己的状态传递给其他的朊蛋白。一般人只知道某些种类的朊蛋白会导致克雅氏病^5，但林奎斯特认为它们提供另一种表观遗传机理，以供演化“两头下注”。比如说Sup35蛋白质，它负责在细胞中制造蛋白质。林奎斯特认为，在酵母菌中，Sup35可以自发地、或者在环境的压力下凝成块，这样就可以影响细胞制造的蛋白质。虽然这些改变有部分是有害的，但她和她的同事们已经证实这些改变可以使得酵母菌在正常情况下可以致死的环境中存活。

虽然雅布隆卡始终确信，表观遗传变化在新拉马克主义遗传中起到了重要作用；她也欢迎费因伯格和伊瑞拉瑞对朊蛋白的研究。“对于生活在多变环境下的种群而言，这是有用的。”她说，“我们应该会看到更多的DNA甲基化，更多的易变性，而且这种易变性本身也可遗传。”

然而，费因伯格这个惊人的想法并没有挑战进化学说的主流。科恩说，“这依然属于标准的种群遗传学“。即使DNA的表达会受到一点扰乱，但有益的突变仍然会胜利。就算费因伯格是正确的，进化所选择的也并不是表观遗传的特性，而是创造这种表观遗传的隐藏机理——机理本身依然是DNA编码的。这些机理可能会创造完全随机的变化或者为了适应环境的变化，或者二者都有。

费因伯格预言，如果这种机理产生的表观遗传变化与疾病有关，那么最可能在肥胖和糖尿病里看到它的身影；有这些疾病的人的后代拥有应变环境变化的机理，长远来看他们将会在进化中胜出。费因伯格、伊拉瑞拉以及其他的学者正在研究分别在1991及2002年从同一群人身体内收集到的白细胞DNA甲基化的变化。从这个实验中他们找到了超过200个受到可变甲基化影响的区域。

为了研究这些位点是不是与人类疾病有关联，他们正在寻找甲基化密度以及体重指数的关系。在其中四个位点上，两者表现出了相关性；这些区域都是临近或位于那些可以调节体重或影响糖尿病的基因之中的。费因伯格认为这是好的预兆。如果随机的表观遗传变化能对人们得某些常见疾病的概率产生重大影响的话，他认为了解这些疾病的病因可能比我们想象的容易。关键是要把对表观遗传变化的测量加入到现有的遗传分析之中。

费因伯格毫不讳言这些观点有可能是错误的，但他仍然很想将这些理论投入测试。他说，在我们理解进化、发育以及常见疾病的关系时可能正是缺失了这一环。”这一环可能是至关重要的。“

注释：

1.  Epigenetic changes/epigenetic：”表观遗传学“，意为不改变DNA序列、而由于其他机制而产生的可遗传的生理变化，比如DNA上附加了甲基基团。

2.  拉马克：拉马克，詹·巴帕梯斯特， 法国博物学家。早期进化论的倡导者之一，虽不是用进废退的提出者（那时大家都相信用进废退），但是第一个把用进废退作为进化机制而提出的人。

3.  泛生假说：也译为泛生论。是达尔文晚年提出的一种遗传假说。后世普遍认为不正确。主要意思是指体细胞的性状可以影响生殖细胞的遗传组成进而影响后代性状。

4.  克雅氏病：即疯牛病。