《追寻记忆的痕迹（出版书）》
作者：[美]埃里克·坎德尔
译者：喻柏雅
内容简介：
该书以跨学科视角追溯记忆研究的科学历程，融合个人成长与学术探索，呈现其突破性发现。全书通过作者维也纳童年经历与科研生涯，串联从精神分析转向脑生物学的研究脉络。坎德尔以海兔神经细胞为研究对象，揭示记忆形成与突触强化的分子机制，奠定认知分子生物学基础。书中分卷阐述记忆的生物学原理、神经信号传递及临床应用，结合科学史与人文思考，探讨记忆与个体认知、人类文明的关联。
目录
译者序
前 言
第一部
1 个体记忆与记忆存储的生物学
2 维也纳的童年时光
3 美国的求学生涯
第二部
4 每次一个细胞
5 神经细胞在说话
6 神经细胞之间的交流
7 简单与复杂的神经系统
8 不同的记忆，不同的脑区
9 寻找一个理想系统来研究记忆
10 学习的神经性模拟
第三部
11 增强突触间的连接
12 神经生物学与行为研究中心
13 即便是简单的行为也能被学习修饰
14 突触随经验而改变
15 个性的生物学基础
16 分子与短时记忆
17 长时记忆
18 记忆的基因
19 基因与突触的对话
第四部
20 回到复杂记忆
21 突触保留了我们最美好的记忆
22 外部世界的大脑图景
23 必须付出注意力！
第五部
24 红色小药丸
25 小鼠、人类与精神疾病
26 治疗精神疾病的新路子
27 生物学与精神分析思想的复兴
28 意 识
第六部
29 通过斯德哥尔摩重新发现维也纳
30 从记忆中学习：展望
术语表
注释及参考文献
致 谢
译名对照表
译者序
五年了。
在我提笔撰写这篇序言时，脑海里正经历着一次心理时间旅行，围绕本书翻译工作的种种记忆及情绪涌上心头。这些往事对我个人来说很有意义，却没必要与读者分享。作为一名把这本书通读过许多遍的“资深”读者，我试图站在读者的角度，分享这部笔酣墨饱之作的吸睛之处，并迫不及待地把它推荐给大家。
正如作者埃里克·坎德尔在前言结尾所总结的，这部自传的独到之处，是它把几个不同维度的“历史”精妙地交织在了一起。我把作者的总结做了一点延展，在我看来，本书包含了两段“大历史”和两段“小历史”，环环相扣又并行不悖。据此我画了一幅并不准确却颇为直观的示意图，接下来将逐一展开阐述。
首先，我要把这本书推荐给那些正在为生活而打拼着的广大读者。跟其他名人传记一样，这是一部不折不扣的个人生活史。我们跟随作者，从逐渐长大到慢慢变老，看他懵懂童年遭遇苦难，看他考入大学确立志业，看他追求爱情经营家庭，看他专注科研走向巅峰，看他转化成果造福大众，看他功成名就继续奋斗。从最世俗的角度，我们读到了一个优秀的人是如何一步一步走向成功并保持成功的故事，还在字里行间真切感受着他的喜怒哀乐与人格魅力。考虑到作者原本是一个出生在平民家庭的犹太难民，这个故事就更具有激励意义了。名人传记之所以受到很多读者关注，是因为从名人毕生的经验教训里，我们总能学到些什么。
接着，我要把这本书推荐给那些有志于从事学术研究的专业读者。每一个为人类进步事业做出重要贡献的人物，其毕生志业都是生命中最浓墨重彩的一笔。那么坎德尔作为科学家，其科研生涯无疑构成了本书讲述的重点。我们会读到，身为学生的他如何辗转寻找到自己的学术兴趣点，作为初出茅庐的科研新手，他又如何力排众议选择自己认为合适的实验对象，由此奠定了成功的基石。我们会像读一部引人入胜的侦探小说那样，缩身潜入大脑，在作者的引领下，抽丝剥茧般地揭开隐藏在大脑深处的记忆之谜。对普通读者，这会是一趟酣畅淋漓的智识之旅，而对专业读者，更会从中学到如何做学术。贯穿全书，作者充分展示了还原论对其研究的指导作用，强调了与各路高手通力合作的重要性，他还给出了一些宏观且具体的对于做科研乃至如何经营整个学术生涯的建议，袒露了自己在年轻时困惑惶恐的心路历程，这些内容合在一起，可以说是一部当代版的《对年轻科学家的忠告》（这是诺奖得主彼得·梅达沃于1979年出版的一本书），甚至科研老手也会从中大受启发。此外，我一贯认为，做学术所需要用到的思维方式和研究方法，同样适用于包括社会工作在内的很多非学术事务，能给后者带来新鲜的视角甚至意想不到的解决方案。从这个角度，我相信普通读者同样能从这趟科研之旅中获益。
然后，我要把这本书推荐给那些想了解神经科学和心理学的读者。坎德尔写作风格的一个重要特点，就是他非常喜欢而且擅长对知识进行追根溯源。一个没有相关知识背景的读者，在阅读本书的过程中不会遇到要另行查阅资料来帮助自己理解的情形，因为每一个主要知识点，作者都把它的来龙去脉讲透了。为了让读者理解他对记忆所做的前沿研究，他把神经科学和心理学史上关于记忆的重要研究成果都做了介绍；而为了让这些重要成果易于理解，他又对数百年沉淀下来的相关基础知识进行了传授，读者有如在聆听由一位诺奖得主领衔的《神经科学导论》公开课。本书可谓群星璀璨，光是登场的诺奖得主就有几十位之多，正是他们的卓越贡献和薪火相传，共同编织出呈现在本书中那波澜壮阔的科学史诗。我相信，本书不仅会让读者掌握神经科学和心理学的一些基本原理，丰富自己的知识体系，提高日常生活中“防忽悠”的本领，它还为很多对这些领域感兴趣的读者打开了一扇门，使他们未来可以在更广阔的知识海洋里遨游。
最后，我要把这本书推荐给那些不了解奥地利不光彩历史的读者。以往我们提到第二次世界大战时，奥地利作为第一个被纳粹德国吞并的国家，一直是以受害者的面目示人。提到奥地利和维也纳，我们首先想到的是莫扎特、薛定谔、弗洛伊德、克里姆特这些人类文化的伟大贡献者。但事实上，奥地利纳粹在“二战”中扮演了很不光彩的角色，坎德尔即是无数受到奥地利纳粹迫害的犹太人中的一员。作者在书中描述了这段令人感同身受的童年遭遇，揭露了奥地利纳粹的暴行并分析其成因，到了晚年，面对奥地利方面仍然消极对待历史的态度，他也公开予以批评和抗争，坚持不懈地投入到相关公共事务中，体现了作为一名知识分子的高度社会责任感与人文关怀。在这里我们看到，不单单是社会大历史影响了个人小历史，反过来，个人的力量聚在一起，也能撼动社会、改写历史。作为同样是“二战”受害者的中国人，这些表达和思考可以说对我们有着非凡的现实意义。
此外，我认为它还是一本“赴美留学指南”，能给那些打算赴美留学的学子及其家长提供绝佳的参考。翻译出本书初稿之后半个月，我踏上了赴美留学之旅，如果说在此过程中我没有感受到任何不适应，那真的是拜本书所赐。因为在翻译本书的过程中，我已经代入作者的视角，把他在美国经历过的求学和科研生涯预演了好几遍。于是，我会在见到导师的第二天就直呼其名，如同诺奖得主阿瑟·科恩伯格的研究生所做过的那样（第442页）；在结束了第三次面谈，从导师办公室走出来时，我立马想起了坎德尔的导师格伦德费斯特与他首次面谈时的情形（“［他］耐心地听完了我那颇为浮夸的想法……”，第59页）；某次参加学术会议时，正巧诺奖得主理查德·阿克塞尔就坐在我前排，看着他紧致的脸庞，我脑海里浮现出的是“阿克塞尔综合征”（第264页），诚不欺我！可以说，本书如实地反映了美国高等院校及科研机构的文化氛围。我在留学时深切感受到了作者所说的美国学术界的平等主义和对年轻人的鼓励，也在饭桌上听过各种学术八卦。甚至当我在科研中遇到一些状况时，也常常会首先回想起坎德尔在书中给出的建议。从这个意义上来说，坎德尔就是我的精神导师。
推荐完毕，容我对本书的翻译工作做几点交代。
第一，本书成稿于13年前，而科学总是在不断发展中保持其生命力，据此，我循着作者的叙述，在正文适当的位置，以加注的方式补充了新近的一些重要研究进展，包括出自坎德尔实验室的研究成果，最新一项发表于今年年初（第448页）。更有几项新成果否认或修正了书中提到的某些说法，科学正是在推翻错误中一路前行，本书的翻译工作同样应该与时俱进。
第二，对于原书中存在的若干事实性错误或疏漏，我都在仔细查阅资料后加注予以澄清。这也提示了读者，即便是如诺奖得主这般杰出的科学家，仍然会犯错误，在阅读他们的著作时，应该保持批判性思维，而不是把权威说的话都当成真理。在我把这些内容整理成表，通过邮件发给作者后，他当天就回复了我，对我表示感谢，那一刻我实在是高兴极了。
第三，本书的翻译得到过不少人帮助。我曾数次把疑难词句发布到网上，通过与热心网友交流，探索出合适的译法。比如第167页提到的一句对棒球比赛的描述，就先后得到过多位棒球爱好者的指教，他们的智慧凝集在了页脚的注释里。再比如第525页的作者注释里出现的那处错误，是我托好友在香港大学图书馆借出作者所引的那本书，进行核对后修正的。古人云：“吟安一个字，捻断数茎须。”对此我深有感触，很多细节处理读者未必会在意，但其背后却饱含着译者心血。
犹记得五年前接下本书的翻译工作时，张鹏编辑在邮件里写给我的一句话：“我希望这本书到你这个译本就没有再翻译的必要了。”这五年间为了本书的翻译出版，发生过许多曲折和艰辛，但我一直以这句话作为我对待这项工作的准则，不揣浅陋，勉力译成。如果读者看完这本书，觉得此言不虚，那么这份美誉应该与本书特约编辑刘漪一同分享，她的贡献实在不小。只是囿于译者的经验及学识，疏漏之处在所难免，尚祈读者不吝赐教。
最后，我要将这部译著献给我的母亲。在翻译本书的过程中，我还时常会想起你。
喻柏雅谨识2019年5月4日
去年本书加印之前，我对译文做了一次修订，吸纳了多位读者的指正。重印本恰好于坎德尔90岁生日当天上市，当我还沉浸在喜悦之中时，翌日收到读者高振涛的来信。他尚不知晓重印本，但他的指正竟有四处属于尚未发现的笔误或疏失，其中一处错得低级且离谱。这真让我如芒刺在背！
今年“世界读书日”，本书有幸入选“得到年度书单”，由我来领读。借着这个机会，我对译文做了一次全面体检，见证自己之成长；又增补了几条注释，展现科学之进步。值此再度加印之际，我不禁感到一种“朝闻道，夕死可矣”般的释怀。
又是一年。
喻柏雅补记2020年5月4日
前 言
从生物学角度来理解人类心智，已经成为科学在21世纪所面临的核心挑战。我们渴望理解知觉、学习、记忆、思维、意识的生物学本质，以及自由意志的限度。仅仅在数十年前，生物学家要在探索这些心理过程的研究中占有一席之地，还是异想天开。直到20世纪中叶，科学家们仍未认真考虑过如下想法：心智作为宇宙中最复杂的运作过程，可能把它深藏的秘密留待分子水平的生物学研究来解决。
生物学在最近50年里所取得的激动人心的成就，让上述想法成为可能。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在1953年发现了DNA的结构，掀起了一场生物学革命，它为我们提供了一个理论框架，来理解基因携带的信息如何控制细胞功能。这个发现让我们对下列问题有了基本的了解：基因如何受到调控，它们又如何合成决定细胞功能的蛋白质，以及发育过程如何开启、关闭基因和蛋白质来决定生物的身体构造。正是这些非凡的成就，让生物学从诸多科学领域中脱颖而出，成为与物理学和化学并驾齐驱的核心学科。
在融汇了新知识并且获得了信心之后，生物学将注意力转向了它最为远大的目标：理解人类心智的生物学本质。这个曾经长期被人们认为无法纳入科学研究的领域，如今方兴未艾。当思想史学家回顾20世纪的最后20年时，他们很可能会对如下令人惊异的事实发表评论：这个时期涌现出来的关于人类心智最有价值的洞见，不是出自哲学、心理学或精神分析等涉及心智的传统学科，而是出自这些学科与脑生物学的融汇，分子生物学领域近年来取得的惊人成就推动了这种新的综合，进而形成了一门新心智科学，它利用分子生物学的威力来研究生命的重大未解之谜。
这门新科学基于五个原理。第一，心智与大脑①是不可分离的。大脑是一个具有巨大计算能力的复杂器官，它建构我们的感觉经验，调控我们的思想和情绪，控制我们的行为。大脑不仅控制跑步和进食等相对简单的动作，还控制思考、说话和艺术创造等人类特有的典型复杂行为。从这个角度来看，如同走路是双腿实施的一套操作，心智则是由大脑实施的一套操作，只不过要复杂得多。
第二，大脑的每一项心理功能——从最简单的反射到语言、音乐和艺术领域富有创造性的行为——都是由大脑不同区域特异性的神经环路实现的。这就是为什么我倾向于使用“心智生物学”（biology of mind）这个术语来表示由这些特异性的神经环路实现的一套心理操作，而不使用“该心智的生物学”（biology of themind），后者意味着全部心理操作是由单独某个脑区完成的。
第三，这些环路全部是由相同的基本信号传导单元，即神经细胞构成。
第四，神经环路通过特异性分子在神经细胞内和细胞之间产生信号。
第五，在几十亿年的进化中，这些特异性信号分子被保留了下来，而且保持着原样。其中有些分子不仅存在于我们最古老祖先的细胞里，现在也可以在与我们亲缘关系极远的原始生物体内找到，比如细菌和酵母等单细胞生物，以及蠕虫、蝇和蜗牛等简单多细胞生物。这些生物在它们所处的环境中拟定生存策略用到的分子，与我们打理自己的日常生活、适应周遭环境所用的分子相同。
因此，我们从这门新心智科学中，不仅收获了关于我们自身如何知觉、学习、记忆、感受和行动的洞见，还得到了一个以生物进化为背景来理解我们自身的崭新视角。这使我们认识到，人类心智是由低等祖先使用过的分子进化而来，那些完好保存至今的调控生命各种进程的分子机制，照样适用于我们的精神生活。
由于心智生物学将对个体和社会福祉产生广泛影响，科学界一致认为它在21世纪将拥有如基因生物学在20世纪所取得的地位。
从两千多年前苏格拉底和柏拉图首次探讨心理过程的本质起，它就一直是西方思想史的核心议题。除了继续探讨这个问题外，这门新心智科学还提供了一些实用性的洞见，有助于我们理解和处理那些与生活息息相关的重要心智议题。科学不再是科学家专享的领地，它已经成为现代生活和当代文化不可或缺的一部分。媒体几乎每天都在报道那些不指望公众能理解的专业信息。大众常常无法理解由阿尔茨海默病所引起的失忆和由于年龄增长带来的失忆这两种症状的区别——前者是不断恶化且破坏性很强的，后者相较而言是良性的。他们听说过认知增强剂，却不太清楚它们能有什么用。他们得知基因能够影响行为，而且某些基因的失调会引起精神和神经疾病，却不知晓致病机理。另外，人们还听说男女在天资上的性别差异会影响他们的学术和职业生涯，这是否意味着男人和女人的大脑有所不同？两者在学习方式上存在差异吗？
在生活中，大多数人都需要做出一些重要的私人或公共决定，其中包含了对心智的生物学理解。有些决定是在试图理解各种正常人类行为的过程中产生的，另一些则与更严重的精神和神经疾病相关。因此，有必要让每个人都能获取那些以清晰易懂的方式呈现出来的优质科学信息。科学界目前普遍认为我们有责任向公众提供这类信息，对此我表示赞同。
在我从事神经科学研究的早期，我意识到，就像我们科学家热切地想要阐释这门新心智科学一样，很多没有科学背景的大众同样渴望了解这门学科。本着这种精神，我在哥伦比亚大学的同事詹姆斯·H.施瓦茨与我一道写成了《神经科学原理》，这本面向大学和医学院学生的导论性教材目前正在编撰第五版②。在这本教材出版之后，我们收到了很多为大众做脑科学科普讲座的邀请。这种经历使我相信，如果科学家愿意承担解释脑科学核心议题的工作，那么大众是愿意花时间去理解这些议题的。为此我写了这本书来向没有科学背景的普通读者介绍新心智科学。我的目的在于，用简单的术语来解释这门学科如何从早期科学家的理论和观察发展壮大，成为如今作为实验科学的生物学的一部分。
2000年秋天，我因为在大脑记忆存储方面的研究而荣获诺贝尔生理学或医学奖，这成为进一步推动我写作本书的动力。所有的诺贝尔奖得主都受邀写一篇自传性文章。在写文章的过程中，我比以往更清楚地看到，我对记忆本质的兴趣深植于我在维也纳的童年经历。我还更生动地看到，我的研究工作让我参与到科学发展的一个历史性阶段，并成为非凡的国际生物学界的其中一员，对此我心怀莫大的惊喜与感激。我在工作中结识了一些杰出的科学家，他们是近年来生物学与神经科学革命的领军人物，与他们交往的经历深深影响了我的研究。
因此，我在本书中将两个故事交织在一起。第一个是最近50年来心智研究领域所取得的非凡科学成就的学术史。第二个是我在这50年间的生活经历和科研生涯。书中将追溯我在维也纳的儿时经历如何引发了我对记忆的迷恋，这种迷恋先是让我投入到历史学与精神分析之中，接着又转向脑生物学，最后进入对记忆的细胞及分子机制的研究。由此可见，我在记忆问题上的个人求索如何与最伟大的科学事业之一——尝试通过细胞及分子生物学研究来理解心智——相交相融的故事，会在《追寻记忆的痕迹》中一一道来。
①中文习惯把英语里表示整个脑的“brain”称作大脑，而在科学上，大脑仅指端脑。本书除了在“大脑半球”和“大脑皮层”等术语中指的是端脑外，一般情况下提到“大脑”均是指整个脑。
②第五版已于2012年10月问世。
第一部
支配我们的那个过去，可能不是生物学意义上保存下来的真实的过去，而是我们对过去的映像。这些映像常常有如神话一般，具有严密的结构并经过了择取。过去的映像及象征性构建几乎如遗传信息一样，刻印在我们的骨子里。每一个新的历史时期都是通过自身过去的图像和鲜活神话来映射本身。
——乔治·斯坦纳①，《蓝胡子的城堡》（1971）
①著名的文学评论家和小说家。他在这本演讲集中探讨了反犹主义的起源。
1 个体记忆与记忆存储的生物学
记忆总是让我着迷。想想吧，你随意就能回想起自己进入高中的第一天、第一次约会、第一次坠入爱河。回忆这些往事时你不只是记起了一件事，你还感受到了这件事发生时的氛围——景象、声音、气味、社会环境、时间、谈话内容，以及情绪基调。回忆过往就是一趟心理时间旅行，我们得以摆脱时空的束缚，在完全不同的维度里来去自如。
心理时间旅行让我在写这句话的时候，能够从望得到哈德逊河的家中书房离开，将时间往回拨转67年，向东越过大西洋，到达我的出生地——奥地利维也纳。我的父母曾经在那里经营一家小玩具店。
那一天是1938年11月7日，我的9岁生日。父母刚刚送给我一个梦寐以求的生日礼物：一台电池驱动的遥控玩具车。这是一台闪耀着蓝色光芒的漂亮小车。它的马达和方向盘用一条长电缆连在一起，这样我就可以控制小车的行驶方向，开到我想开到的地方。接下来两天，我把这台小车开遍我家小小公寓的每个角落，穿过客厅，开进餐厅，钻过父母、哥哥和我每晚吃饭的餐桌，抵达卧室再兜出来，这样做让我感到莫大的欢乐，玩起来愈发得心应手。
然而好景不长。两天后的傍晚，我们被梆梆梆的砸门声给吓到了。至今我仍记得那砸门声。父亲在玩具店还没回来，母亲去开了门。两个人走进来，自称是纳粹警察，命令我们收拾行囊离开公寓。他们给了我们一个地址，告诉我们得在那儿寄宿，等待下一步的通知。母亲和我只带了一套换洗衣物和洗漱用品，而我哥哥路德维希则很有先见之明地带上了他最宝贵的邮票和硬币收藏册。
我们带着这么点东西，走过几个街区来到一对素昧平生且更富足的年长犹太夫妇家里。这间装潢上佳的大公寓在我看来非常优雅，男主人给我留下了深刻印象。他睡觉时穿着一套装饰华美的睡袍，和我父亲穿的不一样，他还戴着睡帽以保护自己的头发，上嘴唇还围着一个维持八字胡造型的护罩。尽管我们是不速之客，他们对我们仍然非常体贴大方。虽然他们很富裕，但他们也同样感到害怕，并对有人把我们赶到他们家这种状况感到不安。给主人添麻烦也让母亲感到窘迫，她意识到他们可能和我们一样，由于三个陌生人闯进他们的生活而感到不自在。住在这对夫妇精心布置的公寓里的这段日子，我感到困惑和害怕。但最让我们仨感到焦虑的还不是住在陌生人家里，而是担心我父亲—他突然就消失了，我们完全不知道他身在何处。
几天之后我们终于获允回家。但眼前的这个家已经面目全非。所有值钱的东西都被洗劫一空：母亲的裘皮大衣和首饰、我们的银质餐具、花边桌布、父亲的几套西装，以及我的全部生日礼物，包括那台闪亮的蓝色遥控小车。让我们非常欣慰的是，在我们返回家里不久，11月19日那天，父亲也回来了。他告诉我们，他和其他数以百计的犹太人一起遭到围捕，关在一个兵营里。因为能够证明自己曾在奥匈帝国的军队当过兵，并在第一次世界大战时为德国而战，他才得到释放。
对那段日子的记忆——愈发得心应手地遥控小车满屋子跑，听到梆梆梆的砸门声，被纳粹警察命令住到陌生人的公寓里，发现家里遭人洗劫，父亲的失踪和重现——已成为我童年生活最深刻的记忆。后来我才知道这些事情是与“水晶之夜”同时发生的，那个不幸的夜晚不仅敲碎了我们犹太会堂和我父母玩具店的玻璃窗，更毁掉了整个德语世界无数犹太人的生活。
回过头来看，我们一家是幸运的。与那些别无选择只能继续生活在纳粹统治下的欧洲数百万犹太人相比，我们的遭遇不值一提。在羞辱与恐惧中过了一年之后，当时14岁的路德维希和我得以离开维也纳前往美国，与纽约的祖父母住在一起。6个月后父母也和我们在一起了。虽然我们一家只在纳粹政权下生活了一年，但我在那一年经历的惊慌、穷困、羞辱和恐惧，决定了我之后的人生。
要把一个人成年生活中复杂的兴趣和举动追溯到其童年和青少年时期的特定经历是很困难的。但我还是不得不将我后来对心智的兴趣——人们的言行举止、动机的不可预测性以及记忆的持续性——与我在维也纳度过的最后一年联系起来。大屠杀后幸存的犹太人有一个主题叫“永志勿忘”，这是告诫子子孙孙要对反犹主义、种族主义和仇恨等引发纳粹暴行的思潮保持警惕。我所做的科学工作就是研究这句箴言的生物学基础，即让我们能够记忆的脑机制。
我在美国读大学时还没对科学产生兴趣，但维也纳那一年的记忆已经开始显露出它对我的影响。我痴迷于奥地利和德国的当代史，打算成为一名思想史学家。我竭力去了解那些灾难性事件发生时的政治及文化背景，思考一个在前一刻还热爱艺术和音乐的民族为何会在下一刻就犯下野蛮而残暴的罪行。我就奥地利和德国历史写了一些学期论文，其中包括一篇讨论德国作家对纳粹崛起之反应的荣誉论文。
接下来，在大学的最后一年（1951—1952），我渐渐对精神分析着了迷，这门学科通过层层揭开个人记忆和经历的帘幕来理解人类动机、思想和行为的非理性根源。20世纪50年代早期，大多数执业精神分析师同时也是医师，因此我决定去读医学院。在那里，我目睹了生物学正在发生的革命，众多关于生物本质的基本谜题可能即将被解开。
从我1952年进入医学院算起还不满一年的时候，科学家们揭示了DNA的结构。从此人们可以开始对细胞的基因和分子运作方式进行科学研究。假以时日，研究将会推进到组成人脑这一宇宙中最复杂器官的细胞中。于是我开始思考如何通过生物学方法探索学习和记忆的谜题。发生在维也纳的往事是如何在我大脑的神经细胞里留下持久的痕迹的？我在玩遥控汽车时所处公寓的复杂三维空间，是如何被大脑编码成对我周遭空间世界的内部表征的？那可怕的砸门声是如何深深烙印在我大脑的分子和细胞结构里，以至于半个多世纪后我还能生动地体验到当时的所见所感？新心智生物学正在解答这些上一代人无法回答的问题。
这场革命引发了我作为医学生的无尽想象，它让生物学从一个以描述性为主的学科，转变成一门建立在遗传学和生物化学的坚实基础上的贯通性科学。在分子生物学诞生之前，支配着生物学的是三种完全不同的理论：认为人类和其他动物都是由与其自身很不相同且更简单的祖先逐步进化而来的达尔文进化论，身体形态和心理特质的遗传学基础，以及认为细胞是构成所有生物的基本单元的细胞学说。分子生物学着眼于个体细胞中基因和蛋白质的活动，将这三种理论统一起来。它认为基因是遗传单元，也是进化的驱动力，而作为基因产物的蛋白质则是细胞功能的基本单位。通过考察生命过程的基本构成物，分子生物学揭示了所有生命形态的共同点。与同在20世纪发生了巨大革命的量子力学或宇宙学等其他科学领域相比，分子生物学引起了人们更多的关注，因为它能直接影响到我们的日常生活。它直指我们作为“人”，我们究竟是谁的核心问题。
新心智生物学这门学科是在我科研生涯的50年里逐步形成的。它于20世纪60年代迈出了第一步，那时心灵哲学①、行为主义心理学（研究实验动物的简单行为）和认知心理学（研究人类的复杂心理现象）开始融合，形成了现代认知心理学。这门新学科试图寻找从小鼠、猴子到人在内的各种动物的复杂心理过程所具有的共同基础。这种研究思路后来扩展到了更简单的无脊椎动物身上，比如蜗牛、蜜蜂和蝇。现代认知心理学同时具有严谨的实验方法和宽广的理论基础。它着眼的行为范围从无脊椎动物的简单反射延伸到人类的注意、意识和自由意志等最高级心理过程的本质，这些心理过程传统上是精神分析关注的问题。
到了70年代，作为心智科学的认知心理学与作为脑科学的神经科学开始融合，诞生了认知神经科学，这门学科运用生物学方法探索现代认知心理学研究的心理过程。进入80年代，认知神经科学得益于脑成像技术而蓬勃发展。一直以来，脑科学家试图窥探人脑内部并观察人们在进行高级心理过程（如看到一幅图像、思考一条空间线路或发出一个随意动作②）时不同脑区的活动，脑成像技术让他们梦想成真。脑成像的工作原理是测量神经活动指数：正电子发射断层扫描（PET）测量大脑消耗的能量，功能性磁共振成像（fMRI）测量大脑消耗的氧气。80年代初，认知神经科学与分子生物学结合，导致认知分子生物学这门新心智科学问世，它使得我们可以在分子水平探索思维、感受、学习和记忆等心理过程。
每一场革命的发生都有其根源，导致新心智科学诞生的这场革命也不例外。虽然生物学在心理过程研究中扮演主角还是头一遭，但它早已影响着我们看待自身的方式。19世纪中叶，查尔斯·达尔文提出我们并非上帝独一无二的造物，而是由低等的动物祖先逐步进化而来；此外，他还主张所有的生命都能往回追溯到一个共同的祖先，追溯到生命本身的起源。他甚至提出一个大胆的想法，认为进化的驱动力不是出于一个有意识的、智慧的或神圣的目的，而是来自自然选择的“盲目”过程，这是一个随机试错的纯机械分化过程，通过遗传变异来实现。
达尔文的思想直接挑战了大多数宗教教义。生物学本来的目的是用来解释自然背后的神圣设计，而他的思想把宗教与生物学的历史纽带撕裂了。最终，现代生物学会使我们相信，生物所具有的全部美丽和无尽多样性，不过都是构建DNA遗传密码的核苷酸碱基不断重新组合的产物。这些组合是为了适于生物体的生存繁衍，在几十亿年里经由自然选择形成的。
新心智生物学可能会引发更深的不安，因为它主张不只身体，就连心智还有我们最高级心理过程（自我意识和对他人的意识、对过去和未来的意识）运作所需的特异性分子，也是从我们的动物祖先那里进化而来的。此外，这门新生物学认为意识是一个生物学过程，我们终将可以通过神经细胞群相互作用产生的分子信号通路解释这个过程。
大多数人都能欣然接受通过实验方法对身体其他部分进行科学研究所取得的成果，比如，我们乐于接受心脏不是用来产生情绪，而是推动血液在体内循环的肌肉器官。但人的心智和精神源自一个生理器官（大脑）这种想法，对一些人而言却很新鲜，令人震惊。他们很难相信，大脑作为一个信息加工计算器官，其所拥有的不可思议的能力不是源自它的神秘，而是源自那些难以计数的各类神经细胞相互作用所致的复杂性。
对于研究大脑的生物学家来说，通过实验研究人类行为丝毫不会有损心智的能力和魅力。生物学家也不担心用还原论分析描绘大脑各组成部分及其活动会让心智显得无聊琐碎。相反，大多数科学家相信，生物学分析很可能会让我们更加钦佩心智的能力和复杂性。
事实上，通过融合行为主义心理学、认知心理学、神经科学和分子生物学，这门新心智科学已经可以回答那些重要的思想家数千年来孜孜以求的哲学问题：心智如何获取外部世界的知识？心智在多大程度上是遗传而来的？先天的心理功能是否导致我们以一种既定的方式来体验外部世界？我们在学习和记忆时，脑中发生了怎样的生理变化？一个持续几分钟的经历如何转化成终身的记忆？这些问题不再是思辨式形而上学的专属领地，它们现在已经成为实验研究的沃土。
在我们理解大脑记忆存储的分子机制时，新心智科学提供的洞见作用尤为明显。记忆——获取并存储简单如日常生活细节、复杂如地理或代数抽象知识等信息的能力——是人类行为中最引人注目的一个方面。为了解决日常生活中遭遇的问题，记忆使我们可以同时整理若干信息，这对解决问题来说至关重要。从更广泛的意义上讲，记忆给我们的生活提供了连续性。它给我们提供了一幅过去的连贯图景，以便我们恰当地审视现在的经历。这幅图景未必合理或准确，但它会持续存在。没有记忆的黏合，经历将会分裂成很多如生活中的瞬间一样散碎的片断。没有记忆提供的心理时间旅行，我们就不会意识到我们的个人史，无法记住我们生命中有如闪亮里程碑的欢愉时刻。我们之所以成为我们，是因为那些我们学习并记住的事物。
当我们能够轻易回忆起生命中的欢愉时刻并淡忘创伤经历和失望造成的情绪影响时，我们便最好地利用了记忆功能。但有些时候，比如对于那些亲身经历了大屠杀、战争、强奸或自然灾害等负性事件而患上创伤后应激障碍的人，挥之不去的可怕记忆会破坏他们的生活。
记忆不仅对维持自我身份的连续性至关重要，而且对千百年来的文化传承和社会演进与延续也非常重要。虽然自从15万年前智人首次出现在东非以来，人脑的容量和结构就没有改变过，但人类千百年来通过文化传承习得的学习能力和历史记忆都在增长。文化的演进是一种非生物性的适应环境的方式，它与生物进化一道把过去的知识和适应性行为代代相传。人类从古至今的所有成就，都是千百年来所积累的共享记忆的产物，无论这种记忆来自书面记录还是口传心授。
正如共享的记忆丰富了我们的个人生活一样，丧失记忆会有损我们的自我感。记忆能将过去与现在、他人与自己连接在一起，它也能像折磨成熟的大人那样摧残发育中的婴儿。影响记忆的疾病很多，人们熟知的包括唐氏综合征、阿尔茨海默病，以及年龄增长带来的失忆。现在我们还知道，记忆的缺损会促发精神障碍，如精神分裂症、抑郁症和焦虑状态。这些障碍包含了加剧的记忆功能缺陷所造成的负担。
新心智科学给大家带来了希望—对记忆生物学的深入理解将会引领人们更有效地治疗失忆和持续性创伤记忆。实际上，这门新科学将来很有可能对诸多健康医疗领域产生临床实践的影响，然而它要做的远远不只是解决重大疾病问题。新心智科学试图洞悉意识的奥秘，包括每个人的大脑如何产生独特的自我意识和自由意志这些终极谜题。
①本书将非现代科学语境下的mind译作心灵，现代科学语境下的mind则译作心智。
②随意动作是一个术语，这里的“随意”不是“随便”的意思，而是“需要意识参与”的意思。相关概念会在第23章进行讨论，还可参见书末
术语表。
2 维也纳的童年时光
我出生的时候，维也纳是德语世界最重要的文化中心，只有魏玛共和国的首都柏林能与之媲美。维也纳以伟大的音乐和艺术著称于世，它是现代医学、精神分析和现代哲学的诞生地。此外，这座城市伟大的学术传统为文学、科学、音乐、建筑、哲学和艺术领域的实验提供了基础，这些实验成为很多现代思想的源头。它是各流派思想家的故乡，包括精神分析创始人西格蒙德·弗洛伊德，罗伯特·穆齐尔和埃利亚斯·卡内蒂等杰出作家，以及现代哲学的两位开路人路德维希·维特根斯坦和卡尔·波普尔。
维也纳非同凡响的文化很大一部分是由犹太人创造和滋养的。这个文化圈在1938年的崩溃，很大程度上塑造了我的人生，不仅由于我在那一年经历的变故，还因为自那时起我从这座城市和它的历史之中学到了很多。这种理解加深了我对维也纳昔日辉煌的欣赏，也加剧了我对其凋零磨灭的惋惜。而维也纳是我的出生地、我的故乡这个事实，加重了这种失落感。
我的父母相识于维也纳并在1923年结婚（图2-1），那是我父亲在第18区库奇克巷①开了一家玩具店（图2-2）后不久发生的事情。这条热闹的街上还有一个名为库奇克的农产品市场。我哥哥路德维希生于1924年，5年后又有了我（图2-3）。我们住在第9区塞弗林巷的一套小公寓里，附近住的都是中产阶级，这里靠近医学院，离伯格巷19号弗洛伊德的住所不远。由于父母都在打理玩具店，先后有不少全职女管家在家照顾哥哥和我。
图2-1 我的父母夏洛特和赫尔曼·坎德尔1923年的结婚照。（来自埃里克·坎德尔的个人收藏）
图2-2 我父母在库奇克巷开的玩具和箱包店。照片上是母亲和我，也可能是和我哥哥在一起。（来自埃里克·坎德尔的个人收藏）
图2-3 我和哥哥在1933年的照片。当时我3岁，哥哥8岁。（来自埃里克·坎德尔的个人收藏）
我在恰如其名的学校巷上学，学校正好位于从家到玩具店的半路上。与维也纳大多数小学一样，它的课程安排得传统而严谨。我跟随天分过人的哥哥入读这所小学，教过他的老师也在教我。在维也纳的整个童年时期，我感觉哥哥智力上的天赋是我永远比不上的。我才开始学习读写，他已经开始掌握希腊语、精通钢琴并能熟练组装收音机。
就在1938年3月希特勒成功进驻维也纳的前几天，哥哥刚刚装好了他的第一台短波收音机。3月13日傍晚，我和哥哥戴着耳机收听了德军3月12日清晨进军奥地利的情形。希特勒随后于12日下午穿过位于他家乡因河畔布劳瑙的德奥边境，到达林茨。拥有12万居民的林茨城里，大约10万人齐声高喊着“希特勒万岁”，夹道欢迎他的到来。此时广播里传来的背景音乐是高亢的《霍斯特·威塞尔之歌》，这首蛊惑人心的纳粹党歌甚至让我都听得入迷。3月14日下午，希特勒及其随行人员抵达维也纳，他在市中心的英雄广场受到了20万狂热群众的欢迎，被尊为统一了德语世界的英雄（图2-4）。一个摧毁了德国犹太社群的人受到如此压倒性的支持，这让我和哥哥感到恐惧。
图2-4 希特勒于1938年3月抵达维也纳。他受到群众的热烈欢迎，包括很多挥舞着纳粹“卐”字旗帜的女孩（上图）。希特勒在英雄广场向维也纳市民讲话（下图）。有20万人前来听他讲话，这是维也纳有史以来最庞大的集会。（承蒙奥地利抵抗运动文献中心和胡佛研究院档案馆惠允）
希特勒原本料想奥地利人会反对德国吞并自己的国家，并要求成为一个相对独立的德国保护国。但他收到的各方反响，尤其是那些48小时前还在反对他的人的态度，出乎他的意料，这让他相信奥地利乐意接受甚至非常欢迎德国的吞并。从卑微的小店主到学术界的高端人士，现在每个人似乎都公开欢迎希特勒。曾经同情并保护过犹太社群的维也纳总主教特奥多尔·因尼策枢机，命令全市所有天主教堂挂上纳粹党旗并鸣钟，向希特勒的到来致以敬意。枢机还亲自迎接了希特勒，并向希特勒表示了自己以及占人口多数的全体奥地利天主教徒的绝对效忠。他向希特勒承诺奥地利天主教徒“在这个重大日子被带回大德意志帝国的怀抱”，将会成为“帝国最诚挚的子民”，这位枢机的唯一请求是教会自由应该得到尊重，教会在对年轻人的教育中所扮演的角色应该得到保障。
从那一夜起，维也纳沦为地狱。受到奥地利纳粹党徒怂恿的维也纳暴民，既有成年人也有年轻人，高喊着“打倒犹太人！希特勒万岁！消灭犹太人！”，进而蔓延成了全国性暴乱，他们殴打犹太人并毁坏犹太人的财物。他们强迫犹太人跪着清洗街道上残留的反对吞并的政治性涂鸦，以此来羞辱犹太人（图2-5）。我父亲被迫用一把牙刷去清除先前留下的支持奥地利独立的字样“是的”，这是那些鼓动市民为奥地利的自由投票、反对吞并的维也纳爱国者涂写的口号。其他犹太人则被迫拎着油漆桶给犹太人的店铺墙上画上大卫之星②或写上德语“犹太人”一词，以便与其他店铺区别开来。深谙纳粹在德国如何施展手腕的外国评论家，也被发生在奥地利的暴行震惊了。在《维也纳及其犹太人》一书中，乔治·伯克利引用了一位纳粹党冲锋队员的话：“维也纳人连夜就完成了我们德国人直到今天……也做不到的事。在奥地利，对犹太人的抵制无须进行组织，人们已经自发行动了。”
