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第1章

投身科研之路

物理学就像性爱:没错,或许能得到一些实用的结果,但这并不是我们做它的原因。

——理查德·费曼(Richard P.Feynman)

1960年,男女同校的大学并不多见。当时我正在达特茅斯学院上学,这里地处新罕布什尔州汉诺威市的偏远郊区,学校有数百人,是清一色的男性。待到夏季来临之时,我的脑袋里徘徊起一个念头。这年冬天,我认识了韦尔斯利女子学院(Wellesley College)的一个女孩,想去一个离她近一点儿的地方与她共度暑假。于是我申请了加州理工学院的实习项目。加州理工学院是一个传说中的圣地,在这里你既能探索新知,又能体验人情,一段辉煌的夏日时光就此开启。后来,她有了别的追求,而我则与科学结下了不解之缘。我时常在想,我之所以会去加州理工学院,真的是因为对科学有着贪婪的渴求吗?还是说,我的渴求对象其实是附近的女孩?谁又能知道年轻人那反复无常的大脑有着怎样的运作机制?尽管他们的大脑已被荷尔蒙折腾得七荤八素,却偶尔还会有灵感跻身于夹缝之间。

于我而言,这些夹缝间的创想之中有这样一个问题:“大脑是怎么让这一切运转起来的呢?”加州理工学院吸引我的另外一个原因是《科学美国人》杂志 (Scientifi c American) 上一篇关于神经环路的生长的文章,作者是罗杰·斯佩里(Roger Sperry)。这篇文章对一系列研究进行了总结,描述了神经元如何从A点生长至B点、从而建立一个特定的连接。神经生物学的相当一部分——事实上,要我来说,应该是绝大部分——都维系于这一简单的问题。斯佩里就是该领域的王者,而我想对此了解更多。另一方面,正如刚才所说,我的女朋友就住在圣马力诺,和加州理工学院在同一条街上,距离很近。

直到多年后,我听说了路易斯·阿尔瓦雷斯(Luis Alvarez)的一段话,这才幡然醒悟,原来促使我提出问题的并非单纯的好奇心。阿尔瓦雷斯是加州大学伯克利分校的著名物理学家,他指出,科学家之所以会选择手头的研究工作,不是因为好奇,而是因为他们凭直觉认为有些事物的运作机理并不像人们所说的那样。无论面对的是什么样的问题,他们具有实验精神的大脑都会马力全开,思考着全新的解决方案。科学家们会在惊叹于一项发现或发明的同时,下意识地自动开始思索不同的方法或解释。

就我个人来说,我总是在思考如何用不同的方式来看待问题。部分原因在于,我的数理分析能力实在乏善可陈。在我眼里,数学并不是一门轻松的学科,我也羞于与人就几乎任何主题进行高技术含量的讨论。我发现,许多情况下,在探讨那些看上去无比复杂的问题时,若使用日常语言,就能让事情简单不少。这个想法是正确的,因为世界的运作方式正是如此。不管怎么说,人们要想玩上一把桌球,并不需要理解球的原子组成和量子力学原理,简单可靠的经典物理学就足够了。

每时每刻,我们人类都在进行抽象化,也就是说,从客观事实中发展出更具普遍意义的理论和知识。利用这种方法,我们得以不断地开发出新的、更为简洁的描述层级(layer),方便我们那容量有限的大脑加以处理。以我的卡车为例。“卡车”是一个新的描述层级,指代的是一种具有开放储藏空间的交通工具,可用于运输货物,其组成部件包括一个六缸引擎、散热器和冷却系统、底盘等等。有了新的描述后,每次想到或说起我的卡车时,我就无须提取出所有的零部件,再在脑中组装起来。我压根儿就不用去想它们(除非某个部件出现了故障)。倘若在每次提到某样事物时都不得不理解其背后的原理,这种复杂性将超越我们的处理能力。大脑无法加工如此庞大的信息,因此,我们将之组块化——给这堆机械结构起一个名字“卡车”,从而把加工负载从成千上万的零件缩减为一个。一旦对一个原本细节详尽的事物形成了抽象的概念,思考事物,即思考其运作原理的新方法就变得无比清晰,令人欢欣鼓舞。有新的关键词和索引物在手,大脑就像获得了解放一般,得以凭借新鲜的能量重新投入思考。在大自然母亲身上,层级似乎无处不在。

我将这一想法称为关于世界的“层级化”观点,它来源于一门试图理解细胞、电脑网络、细菌和大脑等复杂系统的科学。分层的概念几乎可以应用于任何复杂系统,甚至包括我们的社交世界,也即是人们的个人生活。我们可能在某个运转正常的层级上生活,受到其特有的奖赏系统驱使;随后又可能突然闯进另外一个层级,遭遇完全不一样的游戏规则。对于我来说,加州理工学院就是一个全新的层级。在那里,我看到的任何东西、所做的任何事情都将是我的“第一次”,数不胜数。 PFQrV0fZ0tE5zyn9IzUAgzJaFAhLtP7+C5Yf6lOSj1OLMqC9iwGDN+HkYnB73T8Z

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