你是否還記得童年時(shí)所做的噩夢(mèng)呢?又或者是第一天上學(xué)時(shí)的場(chǎng)景?我們?cè)诨貞浀倪^程中,會(huì)發(fā)現(xiàn)這本身就是一件很奇妙的事:即使是久遠(yuǎn)時(shí)代發(fā)生的事情,回想的時(shí)候總能準(zhǔn)確地打開「儲(chǔ)藏」那段回憶的門,鮮活的感覺瞬間浮現(xiàn)。
那么我們的大腦是如何存儲(chǔ)這些回憶的呢?腦細(xì)胞在不斷地死亡,儲(chǔ)存記憶的信息又如何移交和傳遞?記憶和感覺是由一團(tuán)化學(xué)物質(zhì)組成的嗎?你此時(shí)此刻閱讀這段文字,思考上述問題時(shí),大腦又是如何工作的呢?基因又是如何將「本能的記憶」傳遞給下一代的呢?
如果追問下去,問題會(huì)像雪球一樣越滾越大。你會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn),這些從一出生就習(xí)以為常的事,卻充滿著這么多謎題。而我們對(duì)記憶機(jī)制的了解,未必會(huì)多于對(duì)木星地表的認(rèn)識(shí)。
如果把時(shí)間回溯到一百多年前,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)的科學(xué)家們正在為相似的問題所困擾。弗洛伊德曾經(jīng)試著通過解剖學(xué)的方式來認(rèn)識(shí)思維活動(dòng),而物理學(xué)家亥姆霍茲則利用自己的專長來研究神經(jīng)活動(dòng)中的電流......一批又一批的化學(xué)家、物理學(xué)家、心理學(xué)家都投入到了這場(chǎng)關(guān)于「記憶」的探索中,并最終催動(dòng)了現(xiàn)代生物學(xué)的蓬勃發(fā)展。

神經(jīng)科學(xué)家埃里克·坎德爾出生于二戰(zhàn)前的維也納,他正好見證了現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展的草創(chuàng)與輝煌時(shí)代。而他本人對(duì)神經(jīng)活動(dòng)的研究,也與這些科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)息息相關(guān)。于是,他執(zhí)筆開始撰寫了一本名為《追尋記憶的痕跡》的科普讀物,書中回溯了童年的成長經(jīng)歷,回溯了學(xué)者們的研究與發(fā)現(xiàn),也回溯了他自己的學(xué)術(shù)生涯。埃里克在追尋記憶的原理時(shí),也在追尋著自己的人生與科研之路。
八卦與典故的回憶錄
優(yōu)秀的科普作家是不會(huì)滿足于一個(gè)勁地?cái)⑹鲎约簩?shí)驗(yàn)室的工作,他們很擅長時(shí)不時(shí)從科學(xué)發(fā)現(xiàn)中抽身出來,和讀者聊聊科研中的趣事,或者科學(xué)家自身的故事。這就是好像在烹飪大餐,營養(yǎng)豐富的食材也需要佐料來調(diào)調(diào)味,這本書就是如此。我們不止可以讀到生物學(xué)的諸多進(jìn)展,還可以讀到不少關(guān)于這些進(jìn)展背后的八卦故事。
有時(shí)候這些小故事也與學(xué)術(shù)史有著密不可分的聯(lián)系,例如作者埃里克·坎德爾本人的經(jīng)歷,就對(duì)他從事這條科研之路有著重要的影響。作為生活在納粹統(tǒng)治下的維也納猶太人,他自小就留下了對(duì)人類惡行不可磨滅的印象。溫和優(yōu)雅的維也納人,為何會(huì)對(duì)納粹展開胸懷,并孜孜不倦地作為幫兇來迫害猶太人呢?這些黑色的回憶讓他對(duì)人類的行為、道德和價(jià)值觀念充滿了疑惑,這或許埋藏了他開始研究人類記憶的重要萌芽。

和童年的作者一樣,一大批有猶太血統(tǒng)的科學(xué)家們被迫離開了自己的家園,逃亡到英國、美國或者澳洲,這使得科技和文化的中心開始轉(zhuǎn)移。逃亡的科學(xué)家中有很多聲名卓越的生物學(xué)家,其中包括勒維、費(fèi)爾德伯格、庫夫勒和卡茨等重要的神經(jīng)學(xué)家。這些學(xué)者們?cè)诋悋l(xiāng)受到禮遇,科研工作也得以繼續(xù)。這讓作者想起弗洛伊德的故事:
當(dāng)他到達(dá)英國,發(fā)現(xiàn)自己將住進(jìn)倫敦市郊的一所漂亮房子時(shí),想到被迫移民卻換來了如此的安寧與禮遇,他深受感動(dòng),并用維也納人典型的諷刺語氣低聲說道:“希特勒萬歲!”
真是個(gè)苦澀的笑話。
科研工作者的日常
科學(xué)研究對(duì)大部分人而言都是一件很神圣的事,說起科學(xué)家,我們腦海中往往浮現(xiàn)的都是錢學(xué)森或者愛因斯坦的形象,他們特立獨(dú)行又不食人間煙火。那么真實(shí)的科學(xué)家生活是什么樣的呢?他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的工作日常又是怎樣的場(chǎng)景?
埃里克·坎德爾在記錄神經(jīng)科學(xué)發(fā)展的里程碑事件時(shí),也會(huì)給背后的研究者們做一個(gè)簡短的開場(chǎng)介紹。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)科學(xué)家們的物種多種性也相當(dāng)豐富,例如理查德·阿克塞爾,因?yàn)樵谛嵊X方面的卓越研究而獲得了2004年的諾貝爾獎(jiǎng),作者在進(jìn)哥大醫(yī)學(xué)院時(shí)與他交上了朋友,并對(duì)這位風(fēng)趣慷慨極具好奇心的伙伴大加贊賞。不過如果理查德·阿克塞爾恰好是你的學(xué)術(shù)講座中的聽眾,那么或許你對(duì)他的印象就沒那么愉快了。
書中引用了另一位學(xué)者對(duì)他的描述:
阿克塞爾會(huì)坐在講座聽眾席的第一排,認(rèn)真聽著臺(tái)上傳來的每一個(gè)字。后來他會(huì)以緩慢的語速、掂量過的用詞、每一個(gè)音節(jié)都仔細(xì)清晰的發(fā)音提出一針見血的問題。他的問題總是直擊報(bào)告的要害,解開報(bào)告人在數(shù)據(jù)或者論證方面的弱點(diǎn)。阿克塞爾提出的這些尖銳的問題,會(huì)讓那些還沒有在自己的科研中做得得心應(yīng)手的人極其心煩意亂。

聽這段描述,感覺就像是《生活大爆炸》中Sheldon最愛干的事。不過這位理查德教授在生活方面可要比Sheldon有趣得多。他酷愛歌劇,總拉著作者一起去看。但是卻不買票,而是「執(zhí)意要從連著車庫的底層入口進(jìn)入歌劇院」。
但不幸的是,或許是因?yàn)槊曁懀蛟S是因?yàn)椤噶盂E斑斑」早已進(jìn)入歌劇院的黑名單,所以引座員總能立馬認(rèn)出他來。不過倒也沒有為難二位,還是放他們進(jìn)去了。在欣賞美妙的演出時(shí),作者時(shí)不時(shí)會(huì)冒出冷汗,擔(dān)心「第二天《紐約時(shí)報(bào)》上會(huì)出現(xiàn)這樣的頭條:《兩名哥大教授溜進(jìn)大都會(huì)歌劇院被抓現(xiàn)行》」。不過理查德可毫不在意,下次繼續(xù)如此行事。
科學(xué)家們滿足了我們對(duì)「特立獨(dú)行的科學(xué)怪人」的各種想象,那么電影中一不小心就會(huì)毀掉世界的那些生物實(shí)驗(yàn)們,又是怎樣的面貌呢?和想象中高大上的各種基因?qū)嶒?yàn)、克隆實(shí)驗(yàn)不一樣,作者與同行們所做的工作雖然非常重要,但是實(shí)驗(yàn)對(duì)象和過程卻都平淡無害。

在研究神經(jīng)活動(dòng)和記憶原理的進(jìn)程中,海鮮們作出了巨大的貢獻(xiàn)。例如為了研究神經(jīng)細(xì)胞突觸之間的信號(hào)傳遞,人們需要在神經(jīng)細(xì)胞中插入傳感器??墒谴蟛糠稚锏纳窠?jīng)細(xì)胞都太纖細(xì)了,無法植入實(shí)驗(yàn)設(shè)備??茖W(xué)家們把眼光投向了海鮮市場(chǎng):能夠靈活控制觸手的槍烏賊具有巨大的神經(jīng)細(xì)胞,正是用來測(cè)量電位的絕佳對(duì)象。于是霍奇金和赫胥黎試著將玻璃微電極插入到槍烏賊的神經(jīng)纖維中,測(cè)量靜息電位和動(dòng)作電位。而卡茨同樣也沒有放過槍烏賊,在開展突觸囊泡研究時(shí),他利用同樣的優(yōu)勢(shì)發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間傳遞的秘密。

隨后,作者在螯蝦身上也做了相似的實(shí)驗(yàn),我們?cè)诩m結(jié)是吃麻辣還是吃十三香時(shí),大洋彼岸的作者正在精心地分離小龍蝦的神經(jīng)軸突。在之后關(guān)于研究記憶的實(shí)驗(yàn)中,作者則選用了另一種海洋生物——海兔。這種軟體動(dòng)物不能吃,產(chǎn)卵時(shí)會(huì)生成像粉絲一樣的卵群帶,我國沿海區(qū)會(huì)將這些卵群帶做成「海粉」,吃起來也和粉絲差不多。不過作者則是研究這種獨(dú)特的產(chǎn)卵方式背后的基因機(jī)理,他發(fā)現(xiàn)如此復(fù)雜的產(chǎn)卵過程卻是由一種氨基酸短鏈來引發(fā)的,這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)屬于巨大的成就。而作者也正是憑借著對(duì)海兔的研究,獲得了2000年的諾貝爾獎(jiǎng)。
讀完這本書后,我們?cè)偃コ院ur的時(shí)候,看著那些美味的無脊椎動(dòng)物,應(yīng)該心懷一點(diǎn)敬意,感謝它們?cè)谏窠?jīng)研究中做出的重要貢獻(xiàn)。
生物學(xué)課堂的回爐淬火
如果只是想把這本書作為飯后睡前消遣的讀物,看一看科學(xué)家們的愛恨情仇,那你可能要失望了。這本書可不只是一本簡單的回憶錄,而是在嚴(yán)肅地討論神經(jīng)科學(xué)和腦科學(xué)的研究進(jìn)展,部分章節(jié)相當(dāng)燒腦。讀起來讓人好像又回到了高中的生物課堂,在靜息電位、軸突、樹突和離子通道中艱難探索神經(jīng)傳導(dǎo)的秘密。
不過也不用特別擔(dān)心,即使是沒有這些理論基礎(chǔ)的讀者,也可以嘗試著去閱讀這些章節(jié)。因?yàn)樵诎l(fā)現(xiàn)這些理論之前,那些大科學(xué)家對(duì)它們了解的程度并不比我們多多少。他們提出種種理論,構(gòu)造精巧的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證,再艱難得出精進(jìn)后的結(jié)果,正好可以幫助我們理解理論的來源和細(xì)節(jié)。于是我們也和這些科學(xué)家們一樣緊張忐忑,在電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)兩種假說的對(duì)決中,不知道自己支持的觀點(diǎn)能不能獲得最終的勝利。
我最喜歡的部分是神經(jīng)傳導(dǎo)的機(jī)理:當(dāng)我們?cè)跀]貓時(shí),那種皮毛順滑的感覺是如何快速傳遞到大腦,并引起愉悅的呢?早期的學(xué)者們認(rèn)為這是靈魂感知的力量,但隨著科學(xué)的進(jìn)步,人們發(fā)現(xiàn)這是神經(jīng)細(xì)胞在傳遞信息,這就將神經(jīng)活動(dòng)從「活力玄學(xué)」中解脫出來,開始走向?qū)嶒?yàn)分析的路子。

科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn),肌肉抽搐是由神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的電流引起的,電信號(hào)是神經(jīng)細(xì)胞傳遞信息的方法。十九世紀(jì)的物理學(xué)家亥姆霍茲通過實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn),這位卓越的學(xué)者在多個(gè)領(lǐng)域都頗有建樹,我曾在熱力學(xué)課堂上被他虐得死去活來,沒想到這位大神在生物學(xué)界也呼風(fēng)喚雨。他的這一發(fā)現(xiàn)引出了占據(jù)生物學(xué)界一百年的問題,那就是電信號(hào)如何產(chǎn)生,如何編碼信息,又是如何傳導(dǎo)的?
我們?cè)谧x這些章節(jié)的時(shí)候,心情可不是看生物課本那么單調(diào),而是和這些科學(xué)家們一樣緊張,這些大佬們?cè)诿鎸?duì)未知問題時(shí),想必也和我們一樣忐忐忑忑,充滿期待。
一本生物史,讀出了偵探小說的感覺。
所以說這并不是一本讀起來很容易的書,它的每一頁都會(huì)讓你回顧起生物課堂上的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)。當(dāng)我們和生物學(xué)界的先驅(qū)者們一起走完這段發(fā)現(xiàn)的旅程,再拿起高中小朋友的生物試卷,保準(zhǔn)可以得高分。但這并不減少它在敘述上的精彩,我們讀著生物學(xué)發(fā)展的歷史,也在讀著科學(xué)家們奮斗和失落的諸多瞬間。
書中有一段最為吸引我,那是在神經(jīng)之間是通過電信號(hào)還是化學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)的「湯與電火花之爭」章節(jié)中,當(dāng)持電信號(hào)觀點(diǎn)的科學(xué)家??藸査拱l(fā)現(xiàn)越來越多的證據(jù)在挑戰(zhàn)自己的學(xué)說時(shí),他心情低落。但另一位科學(xué)哲學(xué)家波普爾說的一段話卻讓他茅塞頓開。波普爾認(rèn)為,誰在爭執(zhí)中站到了錯(cuò)誤解釋一邊并不重要,科學(xué)方法的最偉大之處就在于它有能力推翻一個(gè)假說??茖W(xué)之所以能夠前進(jìn),靠的就是這永無休止、精益求精的循環(huán)。
這是我聽過的對(duì)「科學(xué)」最美妙的解釋,科學(xué)的進(jìn)步中充滿了這樣的循環(huán),這大概也是讀科技史的魅力之所在,我們不僅能夠發(fā)現(xiàn)真相之美,也會(huì)發(fā)現(xiàn)在尋找真相的過程中,自我突破的勇氣同樣值得敬佩和贊賞。如果說攀登科學(xué)的高峰,和競技體育一樣是激動(dòng)人心的事,那么這本書就相當(dāng)于是一場(chǎng)精彩的球賽,或許規(guī)則你并不熟悉,但是卻能體會(huì)到同樣的興奮與快樂。
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡書系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。