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心灵的未来 双重革命
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400年前，望远镜发明了，几乎一夜之间，这个新颖的、神奇的工具窥见了天体的心脏。这是自古以来一个最具革命性的（和煽动性的）仪器。突然，你能亲眼看到过去的神话和教条如同早晨的云雾蒸发了。月亮并不像神的智慧说的那样完美而是有锯齿状的火山口，太阳有黑色的斑点，木星有卫星，金星有相，土星有环。在望远镜发明后15年所学到的东西比人类历史的总和还多。
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像望远镜的发明一样，在20世纪90年代和21世纪，磁共振成像（MRI）机和各种先进的脑部扫描器的引进改变了神经科学。我们在过去的15年对大脑的了解比之前所有的人类历史所了解的更多，并且心灵，一度被认为是遥不可及的，终于呈现在舞台的中心。
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诺贝尔奖得主，德国图宾根的马克斯·普朗克研究所教授埃里克·理查德·坎德尔（Eric R．Kandel）写道：“在这个时期出现的对人类心灵最有价值的见解不是来自与心灵有关的传统学科，如哲学、心理学或心理分析。相反，这些见解来自这些学科与大脑生物学的结合……”
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物理学家在这一努力中起了举足轻重的作用，提供了大量新颖的以首字母缩略词表示的工具，如磁共振成像（MRI）、脑电图（EEG）、正电子发射断层显像（PET）、轴向计算层析成像技术（CAT）、经皮血气监测仪（TCM）、经颅电磁扫描仪（TES）和深部脑刺激术（DBS），极大地改变了大脑的研究。突然，这些机器让我们可以看到思想在活的、思维着的大脑中运动。正如加利福尼亚大学圣迭戈分校的神经学家维兰努亚·苏博纳玛尼亚·拉玛钱德朗（V．S．Ramachandran）所说：“所有这些哲学家研究多年的问题，我们的科学家可以通过脑成像、研究患者和问适当的问题进行研究了。”
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回首往事，我少年时的一些初步的对物理世界的接触正好与现在的打开心灵的技术有关。例如，在高中时我开始意识到一个新的物质形态，称为反物质，并决定进行一个该主题的科学项目。反物质是地球上最奇异的物质，我不得不向老原子能委员会索要一点点钠22，一种自然散发一个正电子（反电子，或阳电子［positron］）的物质。有了这个小样品在手中，我可以建立一个云室和强大的磁场，让我能够拍摄反物质粒子留下的蒸气踪迹。我当时并不知道它，但钠22将很快成为一个新的技术工具，称为PET（正电子发射断层显像），从此它给了我们惊人的了解大脑思维的工具。
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在读高中时，我尝试的另一个技术是磁共振。我参加了斯坦福大学费利克斯·布洛赫（Felix Bloch）的一个演讲，由于发现核磁共振，他与爱德华·珀塞尔（Edward Purcell）分享了1952年的诺贝尔物理学奖。布洛赫博士向我们这些高中的孩子解释，如果你有一个强大的磁场，原子就会在这个磁场里像罗盘针一样垂直对齐。如果你以精确的共振频率发射一个无线电脉冲到这些原子上，就可以使它们快速翻转。当它们最终翻转回来，它们会发出一个脉冲，就像一个回声，这将允许你确定这些原子的身份。（后来，我用这个磁共振原理，在妈妈的车库里建了一个230万电子伏的粒子加速器）。
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两年后，我成为哈佛大学的一个新生，非常荣幸有珀塞尔博士教我电动力学。与此同时，我也有一个暑期工作，有机会与理查德·恩斯特（Richard Ernst）博士一起工作，他试图推广布洛赫和珀塞尔关于磁共振的工作。他令人吃惊地成功了，由于奠定了现代的MRI（磁共振成像）机的基础，他获得了1991年的诺贝尔物理学奖。接下来，MRI机器给了我们活生生的大脑的详细照片，甚至比PET（正电子发射断层显像）扫描更精细。
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心灵的未来 强化心灵
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最终，我成为一个理论物理学的教授，但我对心灵的迷恋仍然依旧。真是激动人心地看到，仅仅在过去的10年中，物理学的进步使得某些心灵的壮举成为可能，这些壮举曾让我在儿时异常兴奋。现在，科学家通过磁共振成像扫描可以读取在我们大脑中流动的思想。科学家也可以插入一枚芯片到完全瘫痪病人的大脑中，并把它连接到计算机上，病人就可以浏览网页、阅读和写邮件、玩视频游戏、操控自己的轮椅、照管家用电器，并操纵机械臂。事实上，这样的病人可以通过计算机做任何一个正常的人能做的事。
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科学家们现在更进了一步，通过将大脑直接连接到外骨骼，这些病人就可以活动他们瘫痪的四肢。总有一天，四肢瘫痪者可以过上接近正常人的生活。这种外骨骼也会给我们超级力量，使我们能够处理紧急情况。会有一天，我们的宇航员可以在他们舒适的卧室中，用心灵控制机械替身去探索行星。
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正如在电影《矩阵》（The Matrix，又译《黑客帝国》）中，我们可能有一天能够利用计算机下载记忆和技能。科学家们已经能够在动物实验中将存储器插入到大脑中。也许我们的大脑也可以插入人工存储器去学习新的学科，到新的地方度假，掌握新的爱好，这仅仅是个时间早晚的问题。如果技能可以下载到工人和科学家的头脑中，这甚至可能会影响世界的经济。我们甚至也可以分享这些记忆。有一天，科学家可以构建一个“心灵互联网”，或是一个脑网，用电子操作将思想和感情发送到全世界。甚至梦想将能录像，然后“脑-邮”（brain-mailed）到互联网上。
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技术也可以给我们力量来提高我们的智力。在理解“学者”在智力、艺术和数学上为什么具有非凡能力上已经取得了进展。此外，将我们与猿区分开的基因现已排序，让我们无与伦比地瞥见了大脑的进化起源。在动物身上已提取出可以提高记忆力和智力的基因。
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这些令人眼界开阔的进展所产生的兴奋和希望是如此巨大，以至于也引起了政客们的注意。事实上，脑科学突然成为世界上最大的经济强国与经济体之间的跨大西洋的竞争之源。2013年1月，巴拉克·奥巴马（Barack Obama）总统和欧盟宣布，最终有可能成为数十亿美元资金资助的两个独立的项目将是大脑逆向工程。解读大脑的复杂的神经电路一度被视为毫无希望，超越了现代科学的范围，现在成为两个相互碰撞的项目的重点，如同人类基因组计划将改变科学和医学的景观。这不仅会给我们了解大脑的无与伦比的洞察力，这也会产生新的工业领域，刺激经济活动，为神经科学开辟新的前景。
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一旦大脑的神经通路最终被解码，我们就能了解精神疾病的确切起源，并可能最终治愈这一古老的疾病。大脑解码也使得创建一个大脑的复制品成为可能，这会引起哲学和伦理问题。我们是谁，如果我们的意识可以被上传到一台电脑中？不朽这个概念也许就有可能。我们的身体可能最终会腐烂和死亡，但我们的意识能永恒吗？
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除此之外，也许在遥远未来的某一天，心灵将离开身体的约束在恒星际间漫游，正如几位科学家所推测的那样。也许从现在算起几百年后，我们可以想象把我们整个的神经蓝图放到激光束上，发射到深空，也许这是我们的意识探索星空的最便捷方式。
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一个辉煌的、将重塑人类命运的、崭新的科学景观现在真正打开了。我们正在进入一个新的神经科学的黄金时代。
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在做出这些预测时，我得到了科学家的宝贵援助，他们慷慨地允许我采访他们，在国家电台广播他们的想法，甚至带领摄制组到他们的实验室里。这些是奠定心灵的未来基础的科学家。要把他们的想法纳入本书，我只做了两个要求：（1）他们的预测必须严格遵循物理定律；（2）必须有原型出示这些影响深远的思想原理的证据。
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心灵的未来 被精神疾病所触动
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我曾经写了一本阿尔伯特·爱因斯坦的传记，叫做《爱因斯坦的宇宙》（Einstein’s Cosmos），并已深入到他私生活的细节。我知道，爱因斯坦的小儿子得了精神分裂症，但没有认识到在这位伟大科学家的生活中付出了多大的感情代价。爱因斯坦也以另一种方式被精神疾病所触动；他的一个最亲密的同事，物理学家保罗·埃伦费斯特（Paul Ehrenfest）曾帮助他建立了广义相对论的理论。在遭受抑郁症的折磨后，埃伦费斯特残酷地杀害了自己的患有唐氏综合征的儿子，然后自杀了。多年来，我发现我的许多同事和朋友也难以在他们的家庭里控制精神疾病。
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精神疾病也深深地触动了我自己的生活。几年前，我的母亲与阿尔茨海默氏病做了长期斗争之后去世了。看到她逐渐失去她对所爱的人的记忆，凝视着她的眼睛，发现她不知道我是谁，真是令人心碎。我能看到人性的火花慢慢熄灭。她花了一辈子的努力养活一个家庭，却享受不了自己的黄金岁月，她失去了所有的最美好的记忆。
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