1　個體記憶與記憶存儲的生物學

記憶總是讓我著迷。想想吧，你隨意就能回想起自己進入高中的第一天、第一次約會、第一次墜入愛河。回憶這些往事時你不只是記起了一件事，你還感受到了這件事發生時的氛圍——景象、聲音、氣味、社會環境、時間、談話內容，以及情緒基調。回憶過往就是一趟心理時間旅行，我們得以擺脫時空的束縛，在完全不同的維度里來去自如。

心理時間旅行讓我在寫這句話的時候，能夠從望得到哈德遜河的家中書房離開，將時間往回撥轉67年，向東越過大西洋，到達我的出生地——奧地利維也納。我的父母曾經在那里經營一家小玩具店。

那一天是1938年11月7日，我的9歲生日。父母剛剛送給我一個夢寐以求的生日禮物：一臺電池驅動的遙控玩具車。這是一臺閃耀著藍色光芒的漂亮小車。它的馬達和方向盤用一條長電纜連在一起，這樣我就可以控制小車的行駛方向，開到我想開到的地方。接下來兩天，我把這臺小車開遍我家小小公寓的每個角落，穿過客廳，開進餐廳，鉆過父母、哥哥和我每晚吃飯的餐桌，抵達臥室再兜出來，這樣做讓我感到莫大的歡樂，玩起來愈發得心應手。

然而好景不長。兩天后的傍晚，我們被梆梆梆的砸門聲給嚇到了。至今我仍記得那砸門聲。父親在玩具店還沒回來，母親去開了門。兩個人走進來，自稱是納粹警察，命令我們收拾行囊離開公寓。他們給了我們一個地址，告訴我們得在那兒寄宿，等待下一步的通知。母親和我只帶了一套換洗衣物和洗漱用品，而我哥哥路德維希則很有先見之明地帶上了他最寶貴的郵票和硬幣收藏冊。

我們帶著這么點東西，走過幾個街區來到一對素昧平生且更富足的年長猶太夫婦家里。這間裝潢上佳的大公寓在我看來非常優雅，男主人給我留下了深刻印象。他睡覺時穿著一套裝飾華美的睡袍，和我父親穿的不一樣，他還戴著睡帽以保護自己的頭發，上嘴唇還圍著一個維持八字胡造型的護罩。盡管我們是不速之客，他們對我們仍然非常體貼大方。雖然他們很富裕，但他們也同樣感到害怕，并對有人把我們趕到他們家這種狀況感到不安。給主人添麻煩也讓母親感到窘迫，她意識到他們可能和我們一樣，由于三個陌生人闖進他們的生活而感到不自在。住在這對夫婦精心布置的公寓里的這段日子，我感到困惑和害怕。但最讓我們仨感到焦慮的還不是住在陌生人家里，而是擔心我父親—他突然就消失了，我們完全不知道他身在何處。

幾天之后我們終于獲允回家。但眼前的這個家已經面目全非。所有值錢的東西都被洗劫一空：母親的裘皮大衣和首飾、我們的銀質餐具、花邊桌布、父親的幾套西裝，以及我的全部生日禮物，包括那臺閃亮的藍色遙控小車。讓我們非常欣慰的是，在我們返回家里不久，11月19日那天，父親也回來了。他告訴我們，他和其他數以百計的猶太人一起遭到圍捕，關在一個兵營里。因為能夠證明自己曾在奧匈帝國的軍隊當過兵，并在第一次世界大戰時為德國而戰，他才得到釋放。

對那段日子的記憶——愈發得心應手地遙控小車滿屋子跑，聽到梆梆梆的砸門聲，被納粹警察命令住到陌生人的公寓里，發現家里遭人洗劫，父親的失蹤和重現——已成為我童年生活最深刻的記憶。后來我才知道這些事情是與“水晶之夜”同時發生的，那個不幸的夜晚不僅敲碎了我們猶太會堂和我父母玩具店的玻璃窗，更毀掉了整個德語世界無數猶太人的生活。

回過頭來看，我們一家是幸運的。與那些別無選擇只能繼續生活在納粹統治下的歐洲數百萬猶太人相比，我們的遭遇不值一提。在羞辱與恐懼中過了一年之后，當時14歲的路德維希和我得以離開維也納前往美國，與紐約的祖父母住在一起。6個月后父母也和我們在一起了。雖然我們一家只在納粹政權下生活了一年，但我在那一年經歷的驚慌、窮困、羞辱和恐懼，決定了我之后的人生。

　

要把一個人成年生活中復雜的興趣和舉動追溯到其童年和青少年時期的特定經歷是很困難的。但我還是不得不將我后來對心智的興趣——人們的言行舉止、動機的不可預測性以及記憶的持續性——與我在維也納度過的最后一年聯系起來。大屠殺后幸存的猶太人有一個主題叫“永志勿忘”，這是告誡子子孫孫要對反猶主義、種族主義和仇恨等引發納粹暴行的思潮保持警惕。我所做的科學工作就是研究這句箴言的生物學基礎，即讓我們能夠記憶的腦機制。

我在美國讀大學時還沒對科學產生興趣，但維也納那一年的記憶已經開始顯露出它對我的影響。我癡迷于奧地利和德國的當代史，打算成為一名思想史學家。我竭力去了解那些災難性事件發生時的政治及文化背景，思考一個在前一刻還熱愛藝術和音樂的民族為何會在下一刻就犯下野蠻而殘暴的罪行。我就奧地利和德國歷史寫了一些學期論文，其中包括一篇討論德國作家對納粹崛起之反應的榮譽論文。

接下來，在大學的最后一年（1951—1952），我漸漸對精神分析著了迷，這門學科通過層層揭開個人記憶和經歷的簾幕來理解人類動機、思想和行為的非理性根源。20世紀50年代早期，大多數執業精神分析師同時也是醫師，因此我決定去讀醫學院。在那里，我目睹了生物學正在發生的革命，眾多關于生物本質的基本謎題可能即將被解開。

從我1952年進入醫學院算起還不滿一年的時候，科學家們揭示了DNA的結構。從此人們可以開始對細胞的基因和分子運作方式進行科學研究。假以時日，研究將會推進到組成人腦這一宇宙中最復雜器官的細胞中。于是我開始思考如何通過生物學方法探索學習和記憶的謎題。發生在維也納的往事是如何在我大腦的神經細胞里留下持久的痕跡的？我在玩遙控汽車時所處公寓的復雜三維空間，是如何被大腦編碼成對我周遭空間世界的內部表征的？那可怕的砸門聲是如何深深烙印在我大腦的分子和細胞結構里，以至于半個多世紀后我還能生動地體驗到當時的所見所感？新心智生物學正在解答這些上一代人無法回答的問題。

這場革命引發了我作為醫學生的無盡想象，它讓生物學從一個以描述性為主的學科，轉變成一門建立在遺傳學和生物化學的堅實基礎上的貫通性科學。在分子生物學誕生之前，支配著生物學的是三種完全不同的理論：認為人類和其他動物都是由與其自身很不相同且更簡單的祖先逐步進化而來的達爾文進化論，身體形態和心理特質的遺傳學基礎，以及認為細胞是構成所有生物的基本單元的細胞學說。分子生物學著眼于個體細胞中基因和蛋白質的活動，將這三種理論統一起來。它認為基因是遺傳單元，也是進化的驅動力，而作為基因產物的蛋白質則是細胞功能的基本單位。通過考察生命過程的基本構成物，分子生物學揭示了所有生命形態的共同點。與同在20世紀發生了巨大革命的量子力學或宇宙學等其他科學領域相比，分子生物學引起了人們更多的關注，因為它能直接影響到我們的日常生活。它直指我們作為“人”，我們究竟是誰的核心問題。

新心智生物學這門學科是在我科研生涯的50年里逐步形成的。它于20世紀60年代邁出了第一步，那時心靈哲學①、行為主義心理學（研究實驗動物的簡單行為）和認知心理學（研究人類的復雜心理現象）開始融合，形成了現代認知心理學。這門新學科試圖尋找從小鼠、猴子到人在內的各種動物的復雜心理過程所具有的共同基礎。這種研究思路后來擴展到了更簡單的無脊椎動物身上，比如蝸牛、蜜蜂和蠅。現代認知心理學同時具有嚴謹的實驗方法和寬廣的理論基礎。它著眼的行為范圍從無脊椎動物的簡單反射延伸到人類的注意、意識和自由意志等最高級心理過程的本質，這些心理過程傳統上是精神分析關注的問題。

到了70年代，作為心智科學的認知心理學與作為腦科學的神經科學開始融合，誕生了認知神經科學，這門學科運用生物學方法探索現代認知心理學研究的心理過程。進入80年代，認知神經科學得益于腦成像技術而蓬勃發展。一直以來，腦科學家試圖窺探人腦內部并觀察人們在進行高級心理過程（如看到一幅圖像、思考一條空間線路或發出一個隨意動作②）時不同腦區的活動，腦成像技術讓他們夢想成真。腦成像的工作原理是測量神經活動指數：正電子發射斷層掃描（PET）測量大腦消耗的能量，功能性磁共振成像（fMRI）測量大腦消耗的氧氣。80年代初，認知神經科學與分子生物學結合，導致認知分子生物學這門新心智科學問世，它使得我們可以在分子水平探索思維、感受、學習和記憶等心理過程。

　

每一場革命的發生都有其根源，導致新心智科學誕生的這場革命也不例外。雖然生物學在心理過程研究中扮演主角還是頭一遭，但它早已影響著我們看待自身的方式。19世紀中葉，查爾斯·達爾文提出我們并非上帝獨一無二的造物，而是由低等的動物祖先逐步進化而來；此外，他還主張所有的生命都能往回追溯到一個共同的祖先，追溯到生命本身的起源。他甚至提出一個大膽的想法，認為進化的驅動力不是出于一個有意識的、智慧的或神圣的目的，而是來自自然選擇的“盲目”過程，這是一個隨機試錯的純機械分化過程，通過遺傳變異來實現。

達爾文的思想直接挑戰了大多數宗教教義。生物學本來的目的是用來解釋自然背后的神圣設計，而他的思想把宗教與生物學的歷史紐帶撕裂了。最終，現代生物學會使我們相信，生物所具有的全部美麗和無盡多樣性，不過都是構建DNA遺傳密碼的核苷酸堿基不斷重新組合的產物。這些組合是為了適于生物體的生存繁衍，在幾十億年里經由自然選擇形成的。

新心智生物學可能會引發更深的不安，因為它主張不只身體，就連心智還有我們最高級心理過程（自我意識和對他人的意識、對過去和未來的意識）運作所需的特異性分子，也是從我們的動物祖先那里進化而來的。此外，這門新生物學認為意識是一個生物學過程，我們終將可以通過神經細胞群相互作用產生的分子信號通路解釋這個過程。

大多數人都能欣然接受通過實驗方法對身體其他部分進行科學研究所取得的成果，比如，我們樂于接受心臟不是用來產生情緒，而是推動血液在體內循環的肌肉器官。但人的心智和精神源自一個生理器官（大腦）這種想法，對一些人而言卻很新鮮，令人震驚。他們很難相信，大腦作為一個信息加工計算器官，其所擁有的不可思議的能力不是源自它的神秘，而是源自那些難以計數的各類神經細胞相互作用所致的復雜性。

對于研究大腦的生物學家來說，通過實驗研究人類行為絲毫不會有損心智的能力和魅力。生物學家也不擔心用還原論分析描繪大腦各組成部分及其活動會讓心智顯得無聊瑣碎。相反，大多數科學家相信，生物學分析很可能會讓我們更加欽佩心智的能力和復雜性。

事實上，通過融合行為主義心理學、認知心理學、神經科學和分子生物學，這門新心智科學已經可以回答那些重要的思想家數千年來孜孜以求的哲學問題：心智如何獲取外部世界的知識？心智在多大程度上是遺傳而來的？先天的心理功能是否導致我們以一種既定的方式來體驗外部世界？我們在學習和記憶時，腦中發生了怎樣的生理變化？一個持續幾分鐘的經歷如何轉化成終身的記憶？這些問題不再是思辨式形而上學的專屬領地，它們現在已經成為實驗研究的沃土。

　

在我們理解大腦記憶存儲的分子機制時，新心智科學提供的洞見作用尤為明顯。記憶——獲取并存儲簡單如日常生活細節、復雜如地理或代數抽象知識等信息的能力——是人類行為中最引人注目的一個方面。為了解決日常生活中遭遇的問題，記憶使我們可以同時整理若干信息，這對解決問題來說至關重要。從更廣泛的意義上講，記憶給我們的生活提供了連續性。它給我們提供了一幅過去的連貫圖景，以便我們恰當地審視現在的經歷。這幅圖景未必合理或準確，但它會持續存在。沒有記憶的黏合，經歷將會分裂成很多如生活中的瞬間一樣散碎的片斷。沒有記憶提供的心理時間旅行，我們就不會意識到我們的個人史，無法記住我們生命中有如閃亮里程碑的歡愉時刻。我們之所以成為我們，是因為那些我們學習并記住的事物。

當我們能夠輕易回憶起生命中的歡愉時刻并淡忘創傷經歷和失望造成的情緒影響時，我們便最好地利用了記憶功能。但有些時候，比如對于那些親身經歷了大屠殺、戰爭、強奸或自然災害等負性事件而患上創傷后應激障礙的人，揮之不去的可怕記憶會破壞他們的生活。

記憶不僅對維持自我身份的連續性至關重要，而且對千百年來的文化傳承和社會演進與延續也非常重要。雖然自從15萬年前智人首次出現在東非以來，人腦的容量和結構就沒有改變過，但人類千百年來通過文化傳承習得的學習能力和歷史記憶都在增長。文化的演進是一種非生物性的適應環境的方式，它與生物進化一道把過去的知識和適應性行為代代相傳。人類從古至今的所有成就，都是千百年來所積累的共享記憶的產物，無論這種記憶來自書面記錄還是口傳心授。

正如共享的記憶豐富了我們的個人生活一樣，喪失記憶會有損我們的自我感。記憶能將過去與現在、他人與自己連接在一起，它也能像折磨成熟的大人那樣摧殘發育中的嬰兒。影響記憶的疾病很多，人們熟知的包括唐氏綜合征、阿爾茨海默病，以及年齡增長帶來的失憶。現在我們還知道，記憶的缺損會促發精神障礙，如精神分裂癥、抑郁癥和焦慮狀態。這些障礙包含了加劇的記憶功能缺陷所造成的負擔。

新心智科學給大家帶來了希望—對記憶生物學的深入理解將會引領人們更有效地治療失憶和持續性創傷記憶。實際上，這門新科學將來很有可能對諸多健康醫療領域產生臨床實踐的影響，然而它要做的遠遠不只是解決重大疾病問題。新心智科學試圖洞悉意識的奧秘，包括每個人的大腦如何產生獨特的自我意識和自由意志這些終極謎題。

①本書將非現代科學語境下的mind譯作心靈，現代科學語境下的mind則譯作心智。

②隨意動作是一個術語，這里的“隨意”不是“隨便”的意思，而是“需要意識參與”的意思。相關概念會在第23章進行討論，還可參見書末術語表。