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你刚刚走进房间，很可能是来拿什么东西。可是你不太确定，因为你怔怔地盯着墙壁，努力地想要回忆起本打算来做什么。那个之前还盘旋在你脑袋里的行动计划已经消失不见了。也许因为你被手机分了心？也许因为你同时在做两三件事情？无论什么原因，其结果就是，你脑子里剩下一堆冗余的信息，而人站在那儿精神涣散地看着墙。
我们的大脑处理信息的能力是有限的。本书的目的就在于尝试理解为什么是这样，这对我们的日常生活有什么影响，以及我们如何通过脑力锻炼而拓展极限。
当信息技术（information technology，IT）和通信以日新月异的速度发展并为我们提供信息之时，我们大脑的极限也越来越明显。限制我们的已经不再是技术，而是我们自身的生物学特性。这种趋势在日益复杂的办公室里尤其显著。让我们以琳达（Linda）为例。琳达是一个虚构的人物，但她的原型确有其人，并且是我的一位好友，她的工作环境无疑与我们大多数人非常相似。
琳达是一家IT公司的项目经理，当她8：30准时在开放式办公室的座位上坐下那一刻起，周一的早晨就这么开始了。手边放上一杯咖啡，她开始浏览那一大堆周末攒下来的电子邮件。她要决定哪些该删掉，哪些该阅读但不急着处理，哪些应该立即回复，哪些应该被加入她的待办事项中，然后更新并重新设定优先级，并合并到她的黑莓手机上。到了10点整，她还没有看完邮件，不过她决定先来处理她的待办事项中的第一项：写一份报告并审阅她4名下属的进度报告。才写了3分钟，她就被一位有一笔电脑采购需要批准的同事打断了。他们登录到电脑公司的网站上想要快速浏览一下有些什么选择，可是一通关于上周五的某一封邮件的电话又打断了他们。电话一聊起来就没完没了，她的那位同事回到了自己的座位。琳达试图跳过她手机上的新来电和短信，手忙脚乱地寻找电话里说的那封邮件。她在听电话的同时找到了邮件的界面，趁机删除了几封垃圾邮件。
这就是现代办公室。一份美国的工作环境调研发现，办公人员大约每3分钟就会被打断或干扰一次，那些使用电脑的人将同时平均打开8个窗口。精神病学家哈洛韦尔（Edward Hallowell）在他的文章《过载回路——为什么聪明人表现不佳》（Overloaded Circuits: Why Smart People Underperform）中创造了“注意缺陷征”（attention deficit trait）这个术语，可用来描述琳达和其他许多人所处的那种状态。这不是医生用得上的新诊断，只是对由信息技术、快节奏生活以及工作模式改变所引起的精神状态的一种描述，有些人可能称之为一种生活方式。但是之所以选择用“注意缺陷征”这一术语，是因为它与“注意障碍”（attention deficit disorder，缩写为ADD）这个术语相似，后者是注意缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder，缩写为ADHD）的一种没有多动表现的变型（ADHD将在稍后详述）。ADD的诊断包含一系列症状，例如“难以维持注意力”“难以组织任务和活动”“容易被外来刺激分散注意力”以及“日常活动中的健忘表现”，且这些症状往往会严重到令人无法正常工作或需要药物治疗的地步。哈洛韦尔的术语的意义在于，它形象地描绘出现代工作环境是如何因为其对节奏和同步性的要求过高，而常常令我们产生无法集中注意力以及不能胜任工作的感觉。我们的大脑正在经历洪流的冲击。但是，信息社会真的会损害人们的注意力吗？注意力到底是什么呢？我们复杂的工作环境究竟对我们的心智有怎样的要求呢？
对我们的工作生活提出苛刻要求的因素之一就是无休止的干扰：种种感官刺激像蚊子一样嗡嗡地盘旋在我们周围，令我们无法专注于正在做的事情。信息的湍流不仅意味着我们要接受更多的信息，还意味着我们必须屏蔽更多的信息。从传统办公室向开放式办公室转变的过程就是一个干扰升级的实例，这种布局设计可能改善了员工之间的交流并且更具有激励性，但也带来了如电话铃声、交谈以及短信提示音等感官刺激，而我们不得不尽量去忽略这些干扰。另一个要求越来越高的例子，就是我们越来越多地在互联网上而不是在书本和报纸上寻找我们需要的信息。原本我们完全可以阅读报纸上的某篇文章而不会被边上的广告干扰，然而，互联网上的文章四周布满了动态的小广告，阅读文章就变得比较有挑战性了。我们大脑里究竟有什么可以决定我们能够聚精会神、忽略干扰呢？
对于那些想要用更少时间做更多事情的人而言，多任务是最快捷方便的解决方案。然而，同时执行（或者试图执行）多个任务却是我们最具有挑战性的日常活动之一。一边在跑步机上跑步一边看电视应该没什么难度，一边嚼口香糖一边走直线也是一样，但是一边打手机一边开车就不像我们想象的那么简单了。姑且不考虑一只手既要把握方向盘又要换档，也不考虑眼睛既要注意路况又要查看手机屏幕，打电话这个有精神要求的任务本身就会影响我们的驾驶水平。有研究指出，当驾驶者正在进行有精神要求的任务时，他们的反应速度会慢1.5秒。为什么我们不能把有些事情和其他事情结合起来做？为什么大脑有时候不能同时处理两件事？
科技进展似乎在鼓励或者事实上将协同执行能力视为一种必需，因此在当下这个问题变得尤其有吸引力。有赖于无线技术的革命，我们几乎已经能将科技置于任何需要的地方。我们能一边打电话一边走路、开车或看电视，我们在汽车里装上了小显示屏来显示实时更新的地图并给我们指路，在开会的时候我们能用黑莓手机给别人发短信或阅读电子邮件。当一天结束，我们坐在家里的电视机前时，画面下方的滚动字幕能给我们带来很多额外的资讯，有些电视机还能让我们通过画中画功能来收看其他频道的节目。我们还能一边坐在沙发上看电视，一边抱着笔记本电脑无线上网。
我们与信息的关系充满矛盾。显然，我们都希望能检索到更多、更快、更全面的信息，似乎这给我们带来了乐趣。但是，当坐在沙发上试图一边看屏幕底部的滚动文字一边听头条新闻时，我们中的大多数人会有种力不从心的感觉，好像大脑已经塞满了信息。它已经超负荷了。
心理学和脑科学研究中的新发现表明，我们在协同执行能力和排除干扰方面的困难都受限于同一个核心问题：保存信息的能力。当你试图同时做两件事情时，你必须在大脑中的两套不同的指令之间进行快速切换，这相比只有一套指令的情况要多出一倍的信息量。一旦注意力分散，结果往往就是你丢失了最初的信息，然后站在房间里不知道自己来这儿干什么。
我们有限的保存信息的能力可以通过两个信息量增加的例子来体现。如果你问路得到的回答是“向前到第二个路口左转然后再走一个路口”，你很可能不会记错。然而，如果回答是“向前到第二个路口左转，然后到下个路口右转，然后走到第三个路口左转，到下个路口右转，然后走到第三个路口，你就到了”，那么，你迷路的可能性就开始增加了，因为信息实在太多了。同样，4位数的PIN码记起来非常容易，可是要把12位数的OCR码记住几乎就不可能了。
“我的问题，女士们先生们，就是我一直被一个整数所困扰。”乔治·米勒（George Miller）以这样一句话作为他1956年发表的文章的开场白，这篇文章就是《神奇数字7，加减2——我们处理信息能力的局限》（The Magical Number Seven，Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information）。文章中提出了这样一种假说：人类接受信息的能力是有限的，就局限在7项左右。换句话说，我们大脑的带宽存在先天的制约。这篇文章成为20世纪心理学领域最有影响力的文章之一。
20世纪50年代中期，米勒撰写他的文章之时，心理学领域对“信息”这个术语的关注达到了一个高潮。第二次世界大战期间，科学家开始研发计算机以破译敌军的密码。数学家和物理学家提出了各种方法来量化信息的概念、检测一根铜导线上传递电话信息的极限。米勒的想法是，心理学家完全可以像物理学家研究铜导线那样研究人类的大脑。大脑就是一个速度可测量的“通信渠道”，与一定时间内只能允许一定量信息通过的网络连接没什么不同。
米勒文章的要点在于，我们大脑的能力是有限的。他指出，数字7具有不可思议的出现频率并且能够激发想象力。正如他在文章末尾所写：“世界七大奇迹、七大洋、七宗罪、北斗七星、人生的七个阶段、七重地狱、七种主色调、七声音阶以及七天为一星期！”
米勒的理念可以用图1.1来表示，其中横轴代表接受的信息量，纵轴表示能够正确重复的信息量。举例来说，现在要对你进行一个测试，你要重复出测试者对你念出的一串数字。纵轴代表了你可以正确地重复出来的数字的个数。如果你听到两个数字，你一定能轻松记住并把它们敲入键盘。此时你处在图中的直线部分，信息的输入量和输出量保持一致。但是如果要你重复出12个数字，或者20个，你可能只能正确地输入其中的7个。此时你在图中所处的位置，正是“能力阈值”虚线下方的曲线部分。你的“铜线”容不下更多的信息了。
米勒的文章发表半个世纪以后，我们发现自己正身处一个信息的文艺复兴的时代中。在20世纪50年代早期还处在摇篮期的计算机，如今已经渗透到社会、文化和生活的每一个角隅和缝隙之中。信息技术给我们带来了单位时间内如此之多的信息量，以至于我们脑力的极限，也就是米勒所谓的“通道容量”（channel capacity），成了我们日常生活中非常现实的问题。
图1.1 人类大脑局限性示意图（米勒，1956）
如果我们处理信息的能力有个先天的局限，即米勒所谓的内在脑力带宽，那么它很可能已经存在了几十万年了。从解剖学上定义的现代智人（ Homo sapiens ）是大约20万年前自非洲演化出现的。遗传学家证明，现存的每一个人类个体的线粒体DNA都来自生活于距今15万—20万年前的一位女性，即所谓的“夏娃”。此后，智人的足迹遍布世界各地，其中也包括了欧洲南部，在那里，他们逐渐取代了与他们同一时期的尼安德特人（Neanderthals）。此地的早期人类遗留下了瑰丽的洞穴壁画，比如法国南部克罗马农洞窟（Cro-Magnon）中的壁画，留下这些杰作的这批智人也因此地而得名。
克罗马农人的脑容量和头颅解剖结构与今天的我们相同，如果给他们穿上现代的衣服带他们上街，估计没有多少人会抬眼注意他们。
克罗马农人过着悠闲的狩猎和采集生活，很可能以几个家庭为一个单位群居，一个群体大约50个人。有些情况下他们也会聚起部落，即大约150人的大型群体。他们的大多数时间可能用来收集和准备食物、处理毛皮、制作工具以及偶尔外出打猎。克罗马农人时期的技术只能提供些勉强称手的工具，例如箭头、针和骨叉。
今天我们所具有的大脑与生活于4万多年前的克罗马农人的几乎完全一样。如果我们在处理信息的能力上有什么与生俱来的局限，那么在他们那个最尖端科技是倒刺鱼叉的时代这一局限应该就已经存在了。现在同样一个大脑要应付数码时代施加的信息湍流，而一个克罗马农人一年里遇见的人数大概也就相当于你我一天之内遇到的。我们需要接纳的信息的量及其复杂性与日俱增，但如果我们的大脑中确实有像节流阀那样的先天限制，那它究竟是怎样的一种形式呢？我们大脑信息处理能力的瓶颈又在哪里呢？
近期关于大脑可塑性的研究，使关于克罗马农人大脑以及米勒的脑力带宽的讨论变得更加复杂和丰富。在你读完本书后，你将不再是过去的自己。这倒不是因为本书对你的生活方式有什么革命性的影响，而是因为各种形式的经验和学习过程会改变你的大脑。常言说得好，你绝不会两次踏入同一条河流。
大脑若不是在储存记忆，它是不会发生变化的。不同的脑的功能分布在大脑不同的部位，因此便有了我们所谓的脑功能图谱。科学家发现，这张图谱并不是一成不变的，事实上它处在一个不断重新绘制的过程中。我们对于脑部变化的绝大多数知识，来自对那些中断大脑信息输入后所发生的状况的研究。例如，当一个人失去了一段肢体，原本对应那段肢体的感觉皮层接收不到相应的神经信号，周围的脑区就会开始填补这块区域。如果你失去了一根食指，那片曾经接收它发出的信号的脑区就会萎缩，而邻近的脑区，也就是接收中指信号的区域，就会扩大。脑功能图谱被重新绘制了。
有一种更严重的信息缺失是失去视觉信息。对正在阅读盲文的盲人进行脑部活动监测，结果显示，尽管没有真正的视觉刺激，他们的脑部与视觉相关的脑区还是被激活了。看来，这些人似乎是在用他们的视觉皮层处理其他感觉的信息。这个案例中我们观察到的可塑性，与我们之前探讨的那种大脑不再接受断指信息的情况可能一样：周边的脑区拓展并接管了不再被使用的区域。同样的结果也出现在对先天性耳聋者的研究中，科学家发现这类人的听觉脑区在阅读手语时也在活动。
脑部的变化不仅出现在我们失去信息的时候，也出现在我们过度活动的情况下，例如，我们日复一日年复一年地练习某种技艺，如学习某种乐器。科学家测量一位弦乐演奏家的大脑中接受来自他左手信息的脑区面积时发现，演奏家感觉传入所激活的脑区面积比不会演奏的人大。他们还发现，钢琴家在听到钢琴音时被激活的脑区面积大概比非音乐家的要大25%，并且传导运动性神经冲动的通路也有所不同。
抛接球杂耍应该不是很多人日常都会玩的东西，但只要开始练习，我们在短短几周内就会有显著的进步。从某种意义上来说，当学习某项特定活动时，大脑中所发生的变化对一般活动的学习也是有帮助的。一项研究对比了一组实验对象在为期3个月的抛接球杂耍训练课程前后的脑部结构，结果发现，枕叶（occipital lobe）中专门负责感知运动的一块脑区的面积在这段时间之后增加了，但是在停止训练后不过3个月，它又收缩了，原来通过训练而多出来的那部分面积大约减少了一半。换句话说，短短3个月的活动，或是不活动，对脑部结构都是有直接影响的。
令人依然困惑的问题是，信息社会所固有的高脑力要求是如何影响我们的大脑的。它们是不是也像其他类型的练习和学习一样，对我们的大脑有一种“锻炼”的作用呢？
20世纪80年代，新西兰社会学家弗林（James Flynn）在进行智商（intelligence quotient，缩写为IQ）测试分数的常规检查时，无意中发现了一个将在未来几十年内轰动心理学界的现象：似乎人们的IQ一直在增长。这一现象在今天被称为弗林效应（Flynn effect）。
根据定义，人群的IQ平均分为100分。当一个新版本的IQ测验要在一个大组群中，例如在18周岁的人群中进行测试时，它必须经过校正并使平均分等于100。在这样的测试中，测试对象往往也被要求进行旧版的IQ测验，用来评估两个测验是否一致。而弗林的发现就是，每次在某一组群中进行测试时，他们的旧版IQ测验都做得更好。当对一组18岁的测试对象进行一份20年前的IQ测验时，他们并不是像20年前的同龄人一样得到100分，而是总会略微高一点。弗林回顾了超过70个研究，包括1932—1978年间超过7500名测试者的数据，结果发现每隔10年平均IQ增长3分，也就是大约3%。
这些发现中最具有轰动效应的正是这一增长的幅度。在60年——差不多两代人——的时间里，IQ分值增长了大约一个标准差（standard deviation）。这意味着，如果将一个在1990年的测试中得到平均分的18周岁测试对象送回到60年前，他成绩的排名将在前1/6中。假设是在一个有30人的班级里，那他就是从中游突然跃居到了前五名。
显然，IQ的这一提升可以归因于教育的进步。如果真的是这样，那么我们可以预期，进步最大的应该是在词汇量和常识方面，而在解决问题能力方面应该进展较少，因为后者通常被认为与文化无关并且教育水平对它没什么影响。不过，在仔细地推敲美国IQ测试分值变化的细节时，弗林发现事实恰好相反：解决问题能力的进步更加显著，而词汇量方面的变化几乎很难看到。
图1.2 20世纪IQ的变化（弗林，1987）
为了验证这一结果，弗林对雷文矩阵（Raven’s matrices，专门设计用来反映与所获得的知识无关的智力，详见第34页）中解决问题能力的测试结果进行跨国考察。在分析过以色列、挪威、比利时、荷兰和英国在1952—1982年几乎所有参军时经过IQ测试的人的数据后，弗林发现，与之前在美国IQ测试分析中观察到的一样，各国IQ增长率几乎完全一致。解决问题能力的得分的增长更加显著，几乎是词汇量和解决问题能力两者的综合测试的两倍。
一方面，IQ分值的增加得到了来自多种不同研究海量数据的证实，可以说确凿无误。另一方面，没人可以确定地指出是什么造成了这个效应。弗林本人最初认为这些数据不能代表“真正的”智力进步，所谓18周岁研究对象放在60年前会是一个优秀学生的说法并不合乎情理。实际上在开始时，他是用测试成绩不断提升这个现象来否定IQ测试。很不幸，他的否定没有什么根据，人们变得越来越聪明似乎并不与我们的直觉相悖。弗林认为IQ测试不可靠的论断也没能赢得心理学同行的太多支持。现在，大多数心理学家——包括似乎已经改旗易帜的弗林本人——都相信，测试分值的增长是对人们“真正的”解决问题能力提升的一种真实反映。
目前尚未发现某个因素能够用以解释弗林效应。一种比较容易令人信服的可能性是，我们心智环境中的某些因素在这一变化中起了主要作用。会不会更大的信息量具有某种训练效果，而不断增长的心智要求也在帮助人们提升智力呢？如果是这样，那具体是哪种心智要求在帮助我们进步呢？什么样的功能可以被训练，又需要什么先决条件呢？
我们对于人类大脑的了解在过去的几十年中有了指数级的提高，现在，研究者首次可以将信息处理的局限与脑功能关联起来。脑科学研究对于回答米勒诸如“为什么北斗有七星”或“为什么世界奇迹有七大”之类的文学化问题无能为力，但是在搜寻大脑局限性瓶颈的过程中，科学家已经开始围捕几个主要的“嫌犯”了，本书就是要介绍一下他们是如何锁定它们的。
如果我们能对心智的局限性了解更多，并且知道它们在大脑中的位置，我们或许就能够知道如何通过训练或通过其他方法来改善这些功能。关于这些新的可能性以及随之而来的伦理困境，包括诺贝尔奖得主坎德尔（Eric Kandel）在内的数位著名的神经科学家于2004年发表了一篇综述。文章开篇写道：“人类改变自身脑功能的能力，可能会像铁器时代冶金术的发展那样，彻底改变历史的面貌。”这篇综述的标题是《神经认知的强化——我们能做什么及应该做什么？》（Neurocognitive Enhancement: What Can We Do and What Should We Do？），这个问题其实与我们每个人都息息相关。
我将会简单介绍一下最新的脑科学研究取得的关于注意力、信息处理以及脑力训练方面的进展。本书的目的并不是想要成为一本涉及所有相关记忆及注意力研究的教科书，即使我有能力涉猎如此广泛的领域（其实我有心无力），也没几个读者有时间啃完这样的一部鸿篇巨著——信息量太大，而时间总是不够。事实上，我想要做到的，是把一系列相关的研究串联起来，构成一个故事。我会用所有我们需要的信息来把这套拼图拼起来，即使不能一窥全豹，至少也能详见一斑。这个故事也会包含一部分我自己在脑功能方面的研究，主要是关于同步执行（simultaneous performance）的局限以及如何能够积极开发心智功能。
社会的快节奏对我们的心智健康有着怎样的影响，这是大众普遍关心的问题。书本杂志上到处都是关于如何减压、如何降低对自身的要求以及如何轻松面对生活的建议：慢节奏的城市、慢节奏的饮食、花时间反思，诸如此类。然而本书传递的是一个恰恰相反也更加乐观的信息，它建议我们必须正视自己对信息、刺激和心智挑战的渴望。本书将试图阐述如何确定我们的极限，以及找到一个认知要求和自身能力之间最优的平衡点，令我们不仅能得到深深的满足感，也能将我们大脑的能力最大化地开发出来。
但是在涉及这个问题之前，让我们先认真端详一下就在我们周围的那些对我们心智的要求。什么是注意力？我们如何把信息保留在大脑里？我们能不能控制这种能力？