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古埃及人和美索不达米亚人是西方世界的哲学先驱。在他们的世界观中，大自然并不是生命需要与之艰难较劲的对手。相反，人类和大自然是携手共进的伙伴。他们看待自然的方式，与其看待自己或其他人的方式别无二致。和人类一样，大自然拥有思想、欲望和情绪。因此，人类与自然的界限是无法划分的，二者也不必用不同的认知方式来理解。人们用自己的体验来解读自然现象：或慷慨或吝啬，或可靠或可鄙，如此这般。这些近东的古人能够觉察因与果的联系，但他们总是倾向于将自然现象视为拥有主观世界的个体，而非客观的事物。譬如，尼罗河水上涨是因为河自己想涨，而不是因为下雨。当时也没有科学能够提供其他解释。
古希腊人不一样。最早的古希腊哲学家都不是神职人员，因此他们不需要和近东地区的同仁那样，被迫在上级的指示下思考灵魂问题。他们不是专业的先知，而是一群不受教条约束的业余思想者。他们终日在自家后院徘徊，对自然充满好奇，也乐于分享自己的想法。在开始思考人类起源时，他们没有去追问“谁”才是人类的祖先，而是希望知道到底是“什么”推动了人类的诞生。对于人类来说，这种思维视角的转变具有里程碑式的意义，考古学家兼埃及学学者亨利·弗兰克福（Henri Frankfort）曾将之形容为“荡气回肠”：
这群鲁莽的人遵循着一条毫无依据的假设一往直前。他们相信宇宙是一个拥有智慧的整体。换言之，他们认为，尽管人类的感知世界充满混乱，但其背后存在单一的法则；并且，人类有能力去理解这一法则 2 。
弗兰克福进一步解释了古希腊哲学家之所以能够达成这一突破的原因：“现代人和古人对待周围世界的态度有着本质的区别。对崇尚科学的现代人来说，表观世界在根本上是一个第三人称的‘物’；而对古人来说，世界则是一个拥有第二人称的‘人’。”
拟人化的世界有自己的信仰、思想和欲望，自行其是，行为难以预测。相反，拟物的世界则是一个单纯的物体，不能被视为朋友。“物”与“物”之间的关系是符合逻辑的。人们能够利用这些关系进一步拓展，在可预测、有规律的条件下寻找行为和事件背后的统一法则。在理解“物”的过程中，人类的地位是主动的。反之，在理解“人”的过程中，人类是被动的，对方留下的第一印象也往往是情绪化的。拟人的世界是独特而又不可预测的，它不会对我们展露全貌，而我们对它的了解也只能止步于此。每一次与拟人世界的遭遇都是个体化的。你可以根据自己的体验编造出一则故事，抑或是一段传说，但你无法从中得出一个假说。正是有了“拟人”向“拟物”的转变，科学思维才成为可能。
古希腊人在观念上的巨大进步无形中影响了亚里士多德，使得这位伟人走上了探索科学的道路。亚里士多德认为科学的职责在于寻找事物的“原因”，并由此提出了因果论。于他而言，所有能够解释“为什么”的答案都可以被视作科学。例如，假设已存在一个事物X，而你又发现另外一个事物Y是X产生的原因，或是X产生的一个必要前提，那么你的理论就属于科学。亚里士多德提出了四种因果关系，即质料因、形式因、动力因和目的因。打个比方，如果你问：“亚里士多德，这台手推车是怎么来的？”他会回答说，手推车的质料因是木头，形式因是设计图，动力因是手推车的构造，目的因就更单纯了，那是因为亚里士多德本人就想要一台手推车。
亚里士多德认为，自然世界就是一个由因果关系构成的网络，结果X背后总有一堆原因Y。理论生物学家罗伯特·罗森（Robert Rosen）将这种网络称为“因果蕴含”（causal entailment）。罗森指出，亚里士多德的核心思想在于，在理解某样事物时，单一的解释是不够的，因为不同的因果关系之间并非包含与被包含的关系。例如，你或许知道某个东西的制作方法，但这并不保证你能理解其运作原理，反之同理，即便你理解运作原理，也不一定能掌握其制作方法。此外，亚里士多德还认为，科学知识的关键在于其研究对象，而非研究手段。
现代的科学研究方法是一个基于形式因的体系，假设产生推论或效果，效果是其前提假设的必然结果。换句话说，就是先有因后有果。但是，亚里士多德的思想在面对终极因果问题时会出现矛盾。我们来看之前的那个问题：“亚里士多德，这台手推车是怎么来的？”几个小时前，这台手推车还在雅典卫城的车站那边呢，怎么突然就跑到亚里士多德家门口了？因为亚里士多德看到了这台手推车，并且想据为己有。在这里，“看到手推车”是“因”，并导致了手推车质料因、形式因、动力因的“果”。这么看来，在“因”出现之前，“果”就已经存在了。这在牛顿世界中是不可能存在的，因为一个状态只能导致其后续的状态。因此，亚里士多德的终极因果关系不再属于科学范畴。在之后的内容中，我们将看到这一矛盾对生物学造成的不良影响。
对亚里士多德来说，人体构成及其运作原理是一个最有吸引力的科学问题。但由于当时的希腊严格禁止人体解剖，人体研究颇有难度。亚里士多德通过大量的动物解剖实验回避了这一禁忌。根据实验中积累的知识，他创立了一套名为“自然阶梯”的物种分类体系，通过生物的“魂”类型将之分为不同的阶层。例如，他认为植物位于最底层，其拥有的灵魂是负责生长和繁殖的“植物魂”，而位于自然阶梯顶端的自然是人类。
亚里士多德的理论还包含更多细节。他认为动物拥有“感觉魂”，它负责自主运动、感知觉、食欲以及情绪。而“感觉魂”中包含一种人类所独有的“理性魂”，“理性魂”让我们获得了一系列特殊的技能，包括逻辑推理、理性意志、思维及思考问题的能力，也正是这些能力使得我们区别于自然阶梯中的那些更低等的生物。结合古希腊的人类思维革命来看，最为重要的一点在于，亚里士多德的相关知识并非来源于单纯的自省和冥想，而是通过观察他人与周边世界的互动获得的。如今的我们已经普遍能够接受一个观点，即我们身处的世界是一个可被研究的客观物体，但不要忘了，在几千年前，这种看待世界的方式还没出现呢！亚里士多德的思想对后世影响很大，令人欣慰的是，直至今日，人类依旧被科学观察的魅力所吸引。
亚里士多德掌握了正确的科学研究方法，但他提出的思想起源假说完全走错了方向。倘若某位现代学校的学生犯了他那样的错误，期末考试一定会不及格。亚里士多德根据动物和人类的行为方式推断它们能够感知世界。与此同时，通过解剖，他注意到一些动物看上去根本没有大脑。据此他得出结论：大脑不是什么重要的东西。他发现，胚胎在发育的过程中，最早出现的器官是心脏，因此他把心脏当作灵魂的容器，相应地，人类的心脏就盛有“理性魂”。在亚里士多德的理论中，灵魂并不是虚无缥缈的宗教概念，也不会在人死后继续存在。他所说的灵魂其实是一种器官，负责产生生物的感觉以及对世界的认知。他认为，作为人类智慧起源的“理性魂”需要某种感知外界的装置，而人类身体各个部位和器官的功能即在于此。不过，亚里士多德认为不存在会思考的身体部位或器官。他也从来没有把“意识”一词挂在嘴边。但他的确提出过这样一个问题：“我们是如何获知自身感觉的呢？”总而言之，亚里士多德开创了一条新的道路，并促使人们开始思考人类的本质。
在希腊掀起的革命性思想风潮很快流传到海外。公元前322年，就在亚里士多德去世后不久，两位居住在亚历山大的希腊医生赫罗菲拉斯（Herophilus）和伊雷西斯垂都斯（Erasistratus）打破了人体解剖的禁忌。他们首次发现了神经系统并就此写下论著。他们还发现大脑中存在空腔，也就是脑室。赫罗菲拉斯相信脑室就是智慧的所在地，灵魂从脑室出发，沿着空心的神经流向肌肉并控制后者的运动。他们的理论存在不少谬误，但这并不妨碍他们成为人类历史上第一批神经科学家。
历史的齿轮又轰隆隆地运转了400多年，相对漫长的进化史来说，这就像1毫秒一样转瞬即逝。罗马成了地中海地区的霸主，因为种种机缘巧合，一位名叫克劳迪亚斯·盖仑的医生来到了罗马。盖仑来自希腊城市帕加马（位于如今的土耳其爱琴海岸），经过医学训练之后，他成了一名经验主义者，并在罗马统治下的亚历山大研学赫罗菲拉斯和伊雷西斯垂都斯的学说。古希腊时期，经验主义实践医学学派看重现象观察和经验，而非权威教条。随后，盖仑回到帕加马，找到了人生中的第一份工作：给角斗士当医生。和希腊一样，罗马禁止人体解剖，盖仑也从来没有打破这条禁忌。他的解剖学和外科手术知识来源于血淋淋的病人尸体，外加日复一日的动物解剖，对象通常是地中海猕猴。盖仑将自己获取的一手资料与两位远方恩师赫罗菲拉斯和伊雷西斯垂都斯的教诲相结合，同时部分借鉴了希波克拉底的理论（即认为人体是由4种体液构成的“体液说”），最终提出了一套关于人体构造及运作原理的新理论。他的努力让自己声名鹊起，并在不久之后应召前往罗马，成为罗马皇帝马可·奥勒留（Marcus Aurelius）的私人医生。
盖仑为医学做出了惊人的贡献。他首次发现了动脉血与静脉血之间的差别。如今我们知道，动脉血含氧量高而静脉血含氧量较低（你的身体组织通过呼吸作用把氧气从血液中“偷走”了），作为现代神经科学的重要研究手段之一的功能性磁共振成像（fMRI）正是利用了这一差异。盖仑还首次对人类心脏的4个腔室进行描述，更新了当时人们对人体循环系统、呼吸系统和神经系统的认识。当然，他也犯了一些解剖学错误。比如，他根据公牛的解剖结构，认定人类颅骨底部存在一团名为“怪网”（rete mirabile）的血管。这是一个严重的错误，乃至成了归纳推理法的一个反面教材，因为多年之后人们发现，人的身体里根本就没有“怪网”这种东西！
不管怎么说，盖仑知道人类的生命维系依赖食物和呼吸，也相信身体能够将摄入的物质转化为血肉和灵魂。踩着巨人希波克拉底、柏拉图、苏格拉底和亚里士多德的肩膀，盖仑提出了灵魂的物质三分论。他发展了柏拉图的理论，为其提出的三种灵魂，也就是理性、意志和欲望分别找到了对应的解剖位置：理性位于大脑，意志位于心脏，欲望位于肝脏。三种灵魂各司其职。欲望灵魂负责掌管身体的自然冲动，例如饥渴、生存本能和肉体的欢愉，并由自然灵气所驱动。意志灵魂负责情绪与激情，并由一种从心脏中的血液诞生、通过肺部活动随空气流通的灵气所驱动。理性灵魂掌控了认知活动，包括感知、记忆、决策、思维以及自主活动。盖仑认为心智与肉体之间没有差异。从他的理论中，我们能够看到一些现代概念的雏形，例如意识与潜意识、本我与自我、理性与直觉等。抛开具体细节上的差异，这些概念背后的思想可以说早在公元200年就已经出现了。
盖仑还尝试建立了一套新的理论以解释生物的原理。在他的设想中，存在一种能够赋予机体生命的“生命灵气”，从外界进入身体，并由“怪网”进行净化。随后，纯净的灵气流入大脑中的脑室，在其中转化为一种“动物灵气”，驱动理性灵魂的认知活动。盖仑找对了负责认知功能的器官，但理解并不到位。他把所有的认知加工定位于空荡荡的脑室，就好像说甜甜圈的精华在于中间的洞一样。
盖仑对后世医学的主要贡献之一即提出“人体器官各司其职”的概念。他开始尝试将不同器官区分开来，认为每个器官都是一种具有特殊功能的机器。这是一个了不起的想法。如今，现代神经科学的研究目标之一便是厘清大脑各个区域的功能。随着时间的推移，神经科学对人类心智活动中大脑功能分区的理解也越来越细致。作为一名忠实的还原论者，盖仑没有将肉体和灵魂割离，但他依旧信奉灵魂不死。这位伟大的神经科学奠基人时常会将强大的推理能力忘在脑后，给自己的理论续上一个怪力乱神的结尾，在本书中你将看到不少这样的例子。
终其一生，盖仑始终相信观察与实验高于既有的书本知识，不过在行动中，他并没有将这一信条贯彻到底。早年他曾学习柏拉图、亚里士多德和斯多葛等人的哲学，这些思想深深地影响了他的认知论。盖仑将所学的哲学理论与所观察到的现象结合在一起，创立了一套医学理论框架。不过，如果盖仑本人知道自己的理论将会左右医学领域近1300年的话，或许也会感到惊愕吧。要知道，在1000多年间，盖仑的科学发现一直被奉为圭臬！尽管盖仑认为精神与肉体无法分离，但他将灵魂定位于脑室空腔，也就使之与充满欲望和原罪的肉体划清了界限。因此，盖仑的观点深受基督教徒的推崇，教会将之写入教条，用以解释他们新提出的那个永生的、非物质的灵魂在身体中的位置。其中，前脑室负责感觉，中脑室负责理解，后脑室则负责记忆。
从古希腊时期到盖仑理论统治医学的年代，前前后后一共经过了1700年。在这17个世纪的光阴里，一代又一代的思考者探寻着人类的本质，却依旧在重重迷雾中找不到出路。很多时候人们讨论的是灵魂而非心智，当然更不会是意识。柏拉图和苏格拉底认为灵魂永生，并且可以被三分为理性、意志和欲望。亚里士多德同样相信灵魂的存在，但他认为灵魂并非不死。最早的一批大脑及解剖学者开历史倒车，重新主张灵魂永生，却又强调灵魂和肉体之间没有区别。观念一旦形成就很难改变，即使在科学的萌芽影响之下也是如此。在本书的后续章节中我们将看到，直至今日，这些初期的观点仍旧不乏信众。