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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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我和其他许多人在幼儿时代的伤心经历，都会在整个世界重演。我的愿望是随着神经科学的快速发展，有一天会减轻精神病人和痴呆病人的痛苦和折磨。
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心灵的未来 是什么推动了这场革命？
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从大脑扫描源源不断地涌现的数据现在正被解码，其中的进展是惊人的。一年几次的报纸大字标题预示着一个新的突破。自从望远镜发明以来，人类花了350年的时间进入了太空时代，但自从磁共振成像（MRI）和先进的脑部扫描引进以来，仅仅用了15年的时间就有效地把大脑和外部世界连接起来。为什么这么快，还有多少奇迹将要来临呢？
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这种快速进展的部分原因是因为今天的物理学家对电磁有一个很好的了解，它支配电信号通过我们的神经元。用于计算天线、雷达、无线电接收机和微波塔物理学的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）的数学方程，是形成磁共振成像技术的基石。最终解决电磁学的秘密花费了数个世纪，但神经系统科学可以享受这个伟大的努力的成果。在本书第一部分，我将概括大脑的历史，并解释众多的新仪器是怎样离开物理实验室，和给我们思想力学（mechanics of thought）以辉煌的彩色描绘。因为在任何有关大脑的讨论中，意识都扮演着中心角色，我也给出一个物理学家的看法，提供一个包括动物王国在内的意识的定义。事实上，我提供了一份意识的排名，显示怎么可能给各种类型的意识分配一个数字。
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但要充分回答这个技术将进展到什么程度的问题，我们也不得不看看摩尔定律（Moore’s law），它说计算机的能力每两年增加一倍。我常常给出一个简单的事实让人感到惊奇，你今天的手机比美国宇航局在1969年将两个人送上月球时所有的计算机功能还要强大。计算机现在足够强大到记录从大脑发出的电子信号和部分解码成我们熟悉的数字语言。这使得大脑直接与计算机接口以控制周围的任何对象成为可能。这个快速增长的领域是所谓的“脑-机接口”（BMI，brain-machine interface），其关键技术是计算机。在本书第二部分，我将探讨这一新技术，它使得记录记忆、读心、录制我们的梦想和心灵感应成为可能。
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在本书第三部分，我将研究另一种形式的意识，从梦想、药物、心理疾病到机器人，甚至外星人。在这里，我们还将了解控制和操纵大脑对付疾病，如抑郁症、帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和许多更多疾病的潜力。我也将通过由美国总统奥巴马宣布的“推进创新型神经技术开展大脑研究”（或“大脑研究计划”）和欧盟的“人类大脑工程”项目，仔细阐述对大脑的研究。这些个项目可能拨款数十亿美元用于解码大脑的通路，所有的方法都要到神经级别。这两个相互碰撞的项目将毋庸置疑地开启一个全新的研究领域，让我们用新的方式来治疗精神病，也揭示意识的最深层的秘密。
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在我们给出意识的定义后，我们也可以用它来探索非人类的意识（即机器人的意识）。机器人能变得如此先进吗？它们会有情感吗？它们会造成威胁吗？我们还可以探索外星人的意识，他们可能有着与我们完全不同的目标。
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在附录中，我将讨论在所有科学中也许是最奇异的思想，一个来自量子物理学的概念，即意识也许是现实世界基础的基础。
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