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1841年，弥勒敦促杜布瓦-雷蒙去探究马泰乌奇关于电在神经中的作用的那些相互矛盾的发现，如果可能的话，再深入研究一下神经活动的本质。到19世纪40年代末，杜布瓦-雷蒙已经证明神经的运作方式并没有什么神秘之处，神经活动的确是以电为基础的。杜布瓦-雷蒙把沿着神经传导的电流称为“动作电流”，并发现当电流传到组织时，组织会被“极化”（polarised），意思是组织中包含比例不等的正负电荷。他认为，动作电流的基本特征是所谓的“负变化”（negative variation），而极性的变化会导致电流的流动。虽然杜布瓦-雷蒙的观点的很多细节后来被证明是错误的，但他在1848年用呼应《弗兰肯斯坦》的文字宣称：“我已经把物理学家和生理学家一百年来的梦想——证明神经物质和电的同一性——成功地变成了现实。”[70]
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并不是每个人都同意杜布瓦-雷蒙的观点。即使是在近40年后，这个问题仍然在某些领域争论不休。1886年，哈佛医学院院长亨利·鲍迪奇在《科学》杂志上发表了一篇文章，驳斥了杜布瓦-雷蒙的观点。鲍迪奇的证据之一是一个众所周知但被误解的事实：被扎紧的神经无法刺激肌肉，但仍能传导电流。[71] 鲍迪奇还说，神经中产生电荷的过程会产生热，但精确的实验测量没有发现这种效应。因此他确信电与神经功能无关，并转而支持旧的观点，认为“神经力通过某种振动作用从一个分子传递到另一个分子，就像声音通过一根绷紧的线传递一样”。[72]
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弥勒的另一个学生赫尔曼·冯·赫尔姆霍兹则研究了一个弥勒认为不可能研究的问题：神经冲动的传导速度。[73] 1849年，赫尔姆霍兹发明了一个特别的装置，装置中包含了一只青蛙腿，腿的一端连接着一个断路器。当蛙腿的肌肉收缩时，电路就会被切断，电流计上读数的变化就是从刺激开始到电路切断的时间。用这个时间和神经的长度做一些简单计算，就可以算出神经冲动的传导速度。计算结果显示，神经冲动的传导速度非常慢，甚至比声速还慢，一点也不像弥勒或者《造物的自然史遗迹》的作者所想象的光速。不管神经中的电是什么，其表现似乎都与电线中的电不同。为了证实这一惊人的发现，在另一项实验中，赫尔姆霍兹要求受试者在感觉到轻微电击时给出反馈。通过计算从电击点到脑的距离，他计算出感觉神经活动的传导速度大约是每秒30米，并在后来证明人运动神经的反应速度与此相似。赫尔姆霍兹还发明了一个新的术语来描述这种沿神经传导的信号——动作电位（action potential），这个术语一直沿用至今。
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这种慢得惊人的传导速度引出了两个问题。首先，正如赫尔姆霍兹所意识到的那样，这种慢速传导会对感知产生影响，因为这意味着脑只能对过去的事件做出反应。但赫尔姆霍兹不认为这是导致现实世界中任何重大问题的原因：“令人高兴的是，我们的感觉在到达脑之前需要传导的距离很短，否则我们的意识就会总是远远落后于现在。”[74] 尽管赫尔姆霍兹语调轻松并充满信心，但我们确实是活在过去的（虽然只是比当下早一丁点儿的过去），我们从来都无法感知即刻的世界。
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第二个问题更为关键：为什么神经中的电活动的传导速度比电线里的传导速度慢得多，这需要一个解释。尽管杜布瓦-雷蒙和赫尔姆霍兹已经证明神经系统是按照物理学原理运作的，但他们的研究没有揭示神经的电活动是如何传播的。对赫尔姆霍兹和19世纪的许多其他思想家来说，神经系统最明确的技术性隐喻是电报网络，后者当时正在整个欧洲普及开来。[75] 事实上，两者之间的联系并不仅仅限于隐喻，包括赫尔姆霍兹在内的早期的神经生理学家在探究神经活动的实验中都使用了电报装置。[76] 1863年，赫尔姆霍兹做了一个类比，他指出神经就像电报线一样，可以执行各种各样的功能：
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人们常常把神经比作电报线，这种比喻非常恰当……使用不同的终端设备，我们可以用电报线发送电报、鸣钟、引爆地雷、分解水、移动磁铁、使铁磁化、发出光等等。神经也与此类似。[77]
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但电报无法产生感觉和知觉，而神经却可以。当时的人们还不清楚其中的机制。
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在19世纪中叶人类探索脑、思维和电之间的联系的尝试中，最为严肃和深入的一次尝试来自阿尔弗雷德·斯密（Alfred Smee），但他的这些尝试如今已经被人遗忘。斯密是一名无比聪颖的全才和发明家。他在22岁时获得了英格兰银行一个近乎闲职的外科医生的职位（这个职位是专门为他设立的），并在次年被选为英国皇家学会会士。斯密兴趣广泛，从研究蚜虫传播的土豆疾病（这使他的名字出现在德鲁里巷皇家剧院的哑剧中）到发明一种新的电池，均有所涉猎。19世纪中叶，他用电来解释从感官到记忆的一切脑功能。[78] 在他出版于1849年的《电生物学原理》一书中，斯密宣称脑是由数十万个微小的电池组成的，每个电池都与身体的某个部位相连。他认为欲望只是脑中电荷状态的一种表现：在欲望得到满足，电荷被释放后，电池就需要一定的时间充电，只有在充电后人才能再次产生欲望。[79] 斯密甚至把他的理论应用到心智的本质上，认为思想和意识是大脑中电池组合的产物。[80]
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斯密是一名多产的作家，一年后，他在一本名为《本能与理性》的书中介绍了自己的理论，书中的这种表述后来在大众中广为传播。斯密的某些想法似乎很有先见之明。以“落在神经上的光决定了通过神经进入脑的伏特电流”这一假设为出发点，他提出了通过把“许多与光伏电路相连的管子”聚集到一起，可以制造出人造眼的想法。你只需要一次又一次地复制这些结构，那么“伦敦圣保罗大教堂的景观就没有理由不能通过类似神经的管道传送到爱丁堡，印象正是以这种方式通过神经传送到脑的”。[81] 斯密认为，其他的感官也可以通过类似的方式传导。如果感觉的本质是电，那么就有可能制造出能够模仿感觉的设备。
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斯密绘制的动物脑和人脑图解
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斯密绘制了一幅复杂的图，展示了肌肉和皮肤中的神经是如何汇聚到脑的一个中央电池上的，图中的皮肤神经显示出错综复杂的相互作用关系。他声称，这种结构可以解释为什么“鸟能产生鸟巢的概念，黄蜂和蜜蜂能产生蜂巢的概念，蜘蛛能产生蛛网的概念。基于这种推测，我们对本能行为有了一个完整的解释”。斯密认为，这些固化的、与生俱来的连接是本能行为在动物脑中的构建方式。更为复杂的人类则需要额外的两层神经组合，这使一种斯密所谓的“普遍原理”可以通过简单的表达组合表现出来：“人是由大量的伏特元素构成的，这些元素排列组合成一个整体。”根据斯密的观点，所有脑和身体的运作都遵循这一普遍原理，这些原理与当时最精妙的技术具有相似性：
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在动物体内的神经系统里，确实存在电报式的通信传输。我们看到的、感觉到的、听到的一切都传给了脑……此外，我们之前的想法也包含在这些电路里，所有这些想法决定了即刻发生的行为。
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斯密以他的电池理论为基础来描述人类心智的原理，尽管这一尝试听起来很现代，但其中的见解并没有比前几个世纪的哲学家和研究人员的发现更深刻。也许正因为如此，斯密的观点被一位评论家描述为“愚昧”，而另一位评论家则驳斥他的观点为“粗鲁、没有哲学和事实依据”。[82] 这些批评刺痛了斯密，他后来抱怨说，他的书受到了某些人“毫无保留的辱骂”。[83]
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1851年，斯密提出了一种装置的概念。这种装置的基本原理是“脑中的每一个想法或者行动，最终都可以分解成基于某种神经纤维组合的活动”。这表明斯密试图制造一种会思考的机器。他最初描述了可以表示一个概念或一个词的原始编码机，并声称这很容易实现：
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根据我对这些原理的了解，我认为可以构建出遵循这些法则的机械。这些机械能够产生一些人认为只有心智本身才能产生的结果。
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这种机器由一系列通过铰链连接的金属板组成，虽然斯密绘制出了一部分图解，甚至声称制造出了一些原型机（“在我写下这段文字时，我的面前是七八种这样的发明”），但目前仍不清楚这些机器是如何工作的。他只是说这需要机械原件“一级一级的活动”，并且会用到伦敦的任何机器都没有用到的一些新原理。至于在他的装置里表现人脑的全部活动，斯密认为这是不可能的：
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当我们假设一台机器足够大，大到能包含所有单词和序列时，我们立刻就会发现，建造出一个有实际用处的这种机器是绝对不可能的。因为它的占地面积将超过整个伦敦，光是试着让它的组成部分结合到一起，都将不可避免地使它解体。
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因此，斯密把注意力集中在他假想的装置的两个组件上。第一个组件被他称为“关系机”，能对给定的刺激产生预设的反应，因此可以用于数学计算。斯密声称：“这一机制是对思考的自然过程的一种类比式呈现，其准确性已经达到了人类发明的机械装置的极致。”斯密于1875年出版了关系机的图解，展示了一个复杂的扇形层级结构，但没有说明它是如何工作的。第二个组件更为神秘，被称为“差分机”。通过一个包含不同大小的撞针的系统，差分机能“根据评判法则做出判断”。针对斯密所谓的一组事实或者原理之间可能存在的关系，差分机可以给出四种结论中的一种（有/很可能有/也许有/没有）。
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斯密以一段自信的文字结束了他的讨论，这段文字似乎是在暗示他是试图让机器模仿思想的一位现代先驱：
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将关系机和差分机结合使用，我们能够理解任何事实，或者得出心智能够得出的任何结论。从一定数量的前提假定出发，通过尽可能模仿思维的自然过程，这些装置可以得出正确的答案。
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斯密提出的神秘的关系机