我們一定要知道，我們也一定能夠知道。德國(guó)數(shù)學(xué)家希爾伯特*的墓志銘

我早就服用了阿司匹林，牙疼卻一點(diǎn)也沒緩解。躺在床上，下臼齒的陣陣劇痛讓我無法入睡。為了分散注意力，我拼命想為什么會(huì)牙痛。我知道，牙齦發(fā)炎所產(chǎn)生的電活動(dòng)沿著三叉神經(jīng)的一條分支直達(dá)腦干，經(jīng)過幾次轉(zhuǎn)換以后，終前腦深處神經(jīng)元的活動(dòng)產(chǎn)生了疼痛感。但是所有這一切都沒能解釋為什么牙疼會(huì)有這樣的感覺！為什么鈉離子、鉀離子、鈣離子和其他離子在腦中的運(yùn)動(dòng)會(huì)讓我這么難受！從1988年夏天起，有關(guān)古老的心身問題的這樣一種樸素的想法一直縈繞在我心頭。

所謂心身問題，可以用這樣一句話來概括：像腦這樣的物理系統(tǒng)，怎樣會(huì)有主觀體驗(yàn)？隨便舉個(gè)例子，如果連接到計(jì)算機(jī)上的溫度傳感器很熱，處理器就會(huì)亮起紅色警燈。但是誰也不會(huì)說，為接通警燈而流過晶體管門電路的電流會(huì)讓計(jì)算機(jī)感到不舒服。那么，神經(jīng)活動(dòng)又怎么會(huì)引起灼痛感呢？腦是不是有什么魔法呢？這一切與腦的構(gòu)筑、相關(guān)的神經(jīng)元類型或者電 化學(xué)活動(dòng)模式有關(guān)系嗎？

現(xiàn)在已經(jīng)知道，腦中發(fā)生的許多事情（即使不說是絕大多數(shù)事情），都是內(nèi)省所察覺不到的，這就使問題變得更為神秘莫測(cè)。我的絕大多數(shù)日常動(dòng)作（系鞋帶、開車、奔跑、登山、簡(jiǎn)單會(huì)話）都是自動(dòng)進(jìn)行的；而與此同時(shí)，我的頭腦卻正忙于處理更為重要的事務(wù)。那么從神經(jīng)學(xué)上說，這些行為和引起有意識(shí)知覺的行為有何不同呢？

在本書中，我將在神經(jīng)科學(xué)的框架內(nèi)尋求這些問題的答案。我要論證的研究計(jì)劃，其終目標(biāo)就是要發(fā)現(xiàn)意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)集合（neuronal correlates of consciousness， NCC）。所謂意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)集合，就是指足以產(chǎn)生某些特異性的、有意識(shí)的感受（conscious feeling）所必需的腦機(jī)制和腦事件，這種有意識(shí)的感受既可簡(jiǎn)單到像紅顏色這樣的知覺，也可復(fù)雜到像在看某本書封面上的叢林景色時(shí)所引起的那種引起強(qiáng)烈感官刺激的、帶有神秘和原始色彩的知覺。描述清楚NCC是我們這個(gè)時(shí)代對(duì)科學(xué)的后挑戰(zhàn)之一。

為了直搗問題的核心，我必須盡可能接近感知覺體驗(yàn)與腦這一機(jī)體構(gòu)造之間相互關(guān)系的關(guān)鍵所在。以往對(duì)此的研究多以視覺為主，這就是為什么本書把討論集中在看上。我把與此有關(guān)的解剖學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)以及臨床資料作了通盤考慮，并把它們交織在一起，從而為思考意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)提供了一個(gè)全新的框架。

本書是為所有對(duì)這個(gè)古老的爭(zhēng)論有好奇心的讀者而寫的。這一爭(zhēng)論現(xiàn)在又重新燃起當(dāng)代哲學(xué)家、科學(xué)家、工程師、醫(yī)生和愛思考的一般公眾的極大興趣。什么是意識(shí)？它和自然萬物有著怎樣的聯(lián)系？它有什么用處？唯獨(dú)人類才有意識(shí)嗎？為什么我們有那么多的動(dòng)作并不需要通過意識(shí)？對(duì)這些問題的回答將對(duì)究竟什么是人產(chǎn)生一種新觀念。在今天，這一新觀念正在慢慢形成，并與我們習(xí)以為常的一些傳統(tǒng)觀念相左。誰能知道這種探索會(huì)把我們引向何方？正如鄧薩尼勛爵*所說：和渺小的人類相比，黑夜是如此廣袤與神奇！

本書所表達(dá)的思想是克里克和我在加州圣迭戈北部拉荷亞（La Jolla）的索爾克研究所（Salk Institute）深入合作的成果。我們的次相遇是1981年在德國(guó)圖賓根，當(dāng)時(shí)我們和波焦**在一起討論樹突棘的功能問題。 隨后我到劍橋的麻省理工學(xué)院工作， 并和厄爾曼***一起提出了一些基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解釋視覺注意的方法。希蒙（厄爾曼）和我一起拜訪了弗朗西斯（克里克），在那兒進(jìn)行了為期一周的熱烈而富有啟發(fā)的討論。在我到帕薩迪納的加州理工學(xué)院（從拉荷亞驅(qū)車到那里只需要2小時(shí)）擔(dān)任教授以后，我們之間的交流步伐大大加快了。

弗朗西斯對(duì)意識(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)一直懷有興趣，這可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的那些日子；我則對(duì)從計(jì)算的角度思考視覺注意和視覺覺知**** （visual awareness）， 并把它們與神經(jīng)生物學(xué)回路聯(lián)系起來懷有極大的熱情。這兩者匯合到了一起。20世紀(jì)80年代末，我們一起以重新發(fā)現(xiàn)貓視皮層神經(jīng)脈沖發(fā)放的振蕩和同步活動(dòng)作為切入點(diǎn)，提出了具體的猜想。弗朗西斯和我在1990年發(fā)表了我們合作的篇論文《意識(shí)的神經(jīng)生物學(xué)理論芻議》（Towards a neurobiological theory of consciousness）。隨著新資料的不斷出現(xiàn)，也隨著我們的觀點(diǎn)不斷演變以涵蓋意識(shí)的諸多不同方面，我們又陸續(xù)發(fā)表了一系列論文。在過去的5年里，我每個(gè)月都要在弗朗西斯家中待兩三天。弗朗西斯出于個(gè)人原因認(rèn)為，還是不把他作為本書的共同作者為好。然而為了強(qiáng)調(diào)本書中所表達(dá)的主要思想是我們共同提出來的，我常用我們一詞來表示弗朗西斯和我。我知道這樣做有點(diǎn)異乎尋常，不過我們之間的合作本身就是異乎尋常的。

我從青年時(shí)代起就一直對(duì)某些希臘和德國(guó)哲學(xué)家［柏拉圖（Plato）、叔本華（Arthur Schopenhauer）、尼采（Friedrich Nietzsche）、小維特根斯坦］*抱有很大熱情，且至今不衰，而我的寫作風(fēng)格卻竭力追隨明白易懂的盎格魯 撒克遜傳統(tǒng)�！督�(jīng)濟(jì)學(xué)家》（The Economist）雜志在投稿須知中把這種傳統(tǒng)歸結(jié)為力求簡(jiǎn)明。我力圖把客觀事實(shí)和我的主觀推測(cè)區(qū)分清楚。在注釋中，我給出了大量的參考文獻(xiàn)，這樣可以幫助一般讀者略過他們不太感興趣的種種復(fù)雜細(xì)節(jié)。當(dāng)書中次出現(xiàn)某個(gè)專業(yè)術(shù)語時(shí)，我用斜體字把它標(biāo)出**，并在書后的術(shù)語表中做進(jìn)一步的解釋。

如果你以前從未接觸過這些問題的話，那么我建議你先讀一下第1章以及后一章的問答。后一章以不那么學(xué)究氣的方式，總結(jié)了我對(duì)許多問題的思考。第2、 9、 11、 13和15章介紹了的技術(shù)進(jìn)展，而第14、 18章則更帶有猜測(cè)性。

本書是意識(shí)的神經(jīng)生物學(xué)這門導(dǎo)論性課程的教材。該課程的網(wǎng)站www.klab.caltech.edu/cns120提供了包括課后作業(yè)和我講課錄像在內(nèi)的各種教學(xué)材料。

本書是在許多朋友的幫助下才得以問世的，我在此向他們表示感謝。首先當(dāng)然要感謝克里克，要是沒有他經(jīng)常性的指導(dǎo)，沒有他的洞察力和創(chuàng)造性，那么這本書根本就寫不出來。本書中所有的基本思想，弗朗西斯和我都在這些年里發(fā)表過了。他讀了本書的好幾稿草稿，并提出了意見。我謹(jǐn)將本書奉獻(xiàn)給弗朗西斯，奉獻(xiàn)給他對(duì)真理熾熱而執(zhí)著且不計(jì)成敗利鈍的追求、他的睿智，以及他在面對(duì)無法避免的事情時(shí)的那份坦然*。我不知道還有誰能夠像他一樣。

在過去的那些年里，我一直受到弗朗西斯的夫人奧迪爾·克里克（Odile Crick）親切而慷慨的款待，享用她烹飪的種種美食佳肴，而我極少有機(jī)會(huì)回報(bào)。本書的書名正是她提出來的，那時(shí)我們正在拉荷亞他們家那灑滿陽光的天井里共進(jìn)午餐（我們經(jīng)常在那里用午餐）。

我實(shí)驗(yàn)室里的研究項(xiàng)目進(jìn)行得非常深入且耗費(fèi)時(shí)間，當(dāng)然也非常令人滿意。項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的數(shù)額也頗為龐大。過去這些年我榮幸地得到了許多研究單位的慷慨資助。首要的資助單位是巴爾的摩**領(lǐng)導(dǎo)下的加州理工學(xué)院。這是一片綠洲、一座象牙之塔，對(duì)于探索以大寫字母T***開頭的真理（truth）來說是再合適不過了。校外的資助來自美國(guó)科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家健康研究院、國(guó)家精神健康研究所、海軍研究辦公室、國(guó)防高科技研究計(jì)劃署、凱克（W. M. Keck）基金會(huì)、麥克唐奈 皮尤（McDonnell-Pew）基金會(huì)、艾爾弗雷德·斯隆（Alfred Sloan）基金會(huì)、斯沃茨（Swartz）基金會(huì)、穆爾（Gordon and Betty Moore）基金會(huì)。

我也要感謝我的學(xué)生、博士后工作人員以及我的同事，他們和我兒子亞歷山大（Alexander Koch）以及女兒加布麗埃爾（Gabriele Koch）一起讀了部分書稿，并提出了富有見解的反饋意見。他們是：阿博特（Larry Abbott）、貝克（Alex B.ker）、布萊克（Randolph Blake）、卡拉韋（Edward Callaway）、赫佐格（Michael Herzog）、海曼（Karen Heyman）、赫爾伯特（Anya Hurlbert）、克賴曼（Gabriel Kreiman）、勞倫特（Gilles Laurent）、米爾納（David Milner）、穆夫雄（Anthony Movshon）、紐瑟姆（William Newsome）、奧爾斯豪森（Bruno Olshausen）、奧格爾（Leslie Orgel）、派博（Carl Pabo）、佩雷斯 奧里韋（Javier Perez-Orive）、波焦（Tomaso Poggio）、雷諾茲（John Reynolds）、羅迪克（Robert Rodieck）、沙因貝格（David Sheinberg）、辛格（Wolf Singer）、斯夸爾（Larry Squire）、土屋（Nao Tsuchiya）、塔爾文（Endel Tulving）、弗拉霍斯（Elizabeth Vlahos）、萬德爾（Brian Wandell）、威爾肯（Patrick Wilken）以及澤基（Semir Zeki）。

與下列哲學(xué)家討論了我的這些研究項(xiàng)目的概念基礎(chǔ)，并使我獲益良多。他們是：貝恩（Tim Bayne）、布洛克（Ned Block）、查默斯（David Chalmers）、丘奇蘭（Pat Churchland）、丹尼特（Dan Dennett）、法伯（Ilya Farber）以及諾埃（Alva No.）。

我還有幸得到下面9位熱情讀者的幫助，他們通讀了全稿。一位是專業(yè)的策劃編輯默德澤克（John Murdzek），還有另外8位意識(shí)迷貝恩（Tim Bayne）、博根（Joseph Bogen）、霍夫斯端特（Constanze Hofst.tter）、蘭多爾特（Oliver Landolt）、尼布爾（Ernst Niebur）、納奇夫（Parashekev Nachev）、佩雷斯 奧里韋（Javier Perez-Orive）以及范羅倫（Rufin Van Rullen）。我的3位同事布里奇曼（Bruce Bridgeman）、卡特（McKell Carter）以及法伯（Ilya Farber）耗費(fèi)了大量時(shí)間和心血校閱了全稿。這些讀者不斷提出建議，消除了許多大大小小的不妥之處，并大大加強(qiáng)了本書的可讀性。我要感謝本書的編輯羅伯茨（Ben Roberts）先生。從初的草稿到終出現(xiàn)在讀者手上的這本大部頭著作，整個(gè)過程都離不開他卓越的指導(dǎo)。作為一位真正的書迷，無論從形式還是內(nèi)容上，他總是用的標(biāo)準(zhǔn)來要求本書。從絢麗多彩的封面到插頁(yè)圖版中的美術(shù)、正文中的插圖、字體和全書的版面編排，都是由保羅（Emiko-Rose Paul）和她在回聲醫(yī)學(xué)媒體（Echo Medical Media）的團(tuán)隊(duì)以及翁（Mark Stuart Ong）設(shè)計(jì)的。因泰格爾（Integre）技術(shù)出版社的蓋倫（Leslie Galen）校對(duì)了全書的每一個(gè)字，并監(jiān)督了整個(gè)出版過程。我不可能要求有比這更好的專業(yè)隊(duì)伍了。

后要提到我親近的家人：伊迪絲（Edith Koch）、亞歷山大、加布麗埃爾以及我們的愛犬特麗克西（Trixie）、諾西（Nosy）和貝拉（Bella），沒有他們我就茫無所從。能和他們共享人生，我實(shí)在是太幸運(yùn)了。

那么，各位尊敬的讀者，祝您閱讀愉快！

2003年8月于帕薩迪納