它们的本能并不是跟随它们的母亲，而只不过是跟随某种具有特定的形状和颜色或能够运动的东西。不论什么物体，只要在这些小动物生命早期的某一特定的阶段提供了这种感觉，就会在那以后被它们当作母亲来对待。这物体可能真的就是它们的母亲，事实上几乎总是这样，但并不是说必然会如此。换句话说，跟随是本能的，但所跟随的“母亲”则是通过学习才认识到的。（这一点的发现主要应归功于奥地利博物学家K.Z.洛伦茨。大约30年前，这位了不起的科学家在进行这方面的研究时，有一个时期不论走到哪里，身后总是跟着一群小鹅。）
对在生活的某一特定时期遇到的某一特定刺激的反应所确立的某种固定的行为方式叫做印记。印记发生的特定时期叫做关键期。对于小鸡来说，母亲印记的关键期是在孵化后13至16小时之间。对于小狗来说，则是在出生后3至7周之间有一个关键期。这一期间一只小狗遇到的各种刺激，会形成我们所认为的正常狗类行为的印记。
印记是最原始的后天学会的行为。这种行为是在一个非常有限的时期内，在一整套非常一般性的条件下，以极为自动的方式发生的，因此它很容易被误认为是本能。
印记的一个符合逻辑的原因是它提供了一定的合乎需要的灵活性。如果一只小鸡生来就有辨别它真正母亲的某种本能以便只去跟随它的母亲，而它的母亲又刚好由于某种原因在小鸡出壳后的第一天便不在它身边，那么小鸡就会无依无靠了。事实上，有关母亲的问题在最初几个小时之内没有固定的答案，小鸡可以使自己接受附近任何母鸡的印记，从而为自己找到一个养母。
电脉冲
如前所述，伽伐尼在18世纪末所做的实验第一次表明了肌肉和神经的活动与电之间有着某种联系。
由于荷兰生理学家埃因托芬的工作，肌肉的电特性引出了一项惊人的实用医疗方法。1903年，他制作了一个极其灵敏的电流计。这个电流计灵敏得足以随着心脏跳动所产生的细微电位变化而波动。到了1906年，埃因托芬已经在记录这个电位的波峰和波谷（这种记录就是心电图）并研究它们同各种心脏疾病之间的关系了。
神经脉冲的电特性比肌肉的电特性更微妙。以前人们认为这种电特性是通过神经内部的化学变化产生与传播的。19世纪德国生理学家杜布瓦-雷蒙通过实验观察证实了这种猜想。他使用灵敏的电流计观测到了受刺激的神经中的微小电流。
借助现代电子仪器，对神经电特性的研究已达到了不可思议的精密程度。通过在神经纤维的不同位置上安放微小电极并使用示波器观察放电现象，可以测出一个神经脉冲的强度、持续时间、传播速度等等。美国生理学家厄兰格和加塞由于在这方面有所贡献而获得了1944年的诺贝尔医学与生理学奖。
如果向一个单一的神经细胞施加一连串微小的电脉冲并逐渐加大脉冲强度，则在脉冲强度达到某一特定水平之前神经细胞会毫无反应。然后神经细胞会突然击发：一个脉冲突然出现并沿着神经纤维传导下去。神经细胞有一个阈值：如果刺激低于阈值，神经细胞不会有所反应；而对于任何高于阈值的刺激，它的反应都是一个具有某一固定强度的脉冲。换句话说，这是一种“要么全部，要么没有”的反应。而且在所有的神经中由刺激引起的脉冲好像都具有相同的性质。
这样一个到处都一样的、简单的“是或非”的结构怎么可能产生出复杂的视觉或拉小提琴的动作中所含的复杂的手指反应呢？事情可能是这样的：一个神经，例如视神经，含有许多条纤维。这些纤维中可能有一些在击发而另一些却没有击发。而击发有可能是一连串地快速进行，也可能是缓慢进行。这就形成了一种图样。这种图样可能还很复杂，并随着总刺激的变化而连续变化着。（英国生理学家艾德里安由于在这个领域里的工作，与谢灵顿分享了1932年的诺贝尔医学与生理学奖。）脑可以对这个不断变化的图样进行连续扫描并对它做出解释。但是，没有人知道解释是如何做出的，也没人知道一个图样是怎样变成肌肉收缩或腺体分泌之类的行动的。
神经细胞的击发似乎是由离子移动穿过细胞膜引起的。在正常情况下，细胞内部的钾离子较多而细胞外有较多的钠离子。细胞通过某种未知的方式把钾离子包围在内而将钠离子排斥在外。这就造成了细胞膜两侧这两种离子的浓度不平衡。现在一般认为细胞内有某种钠泵在不断地将钠离子排出，进来多少就排出去多少。无论如何，这种浓度不平衡在细胞膜两侧造成了大约0.1伏的电位差，细胞膜内的电位低于膜外的电位。当神经细胞受到刺激时，细胞膜两侧的电位差会崩溃，这就是细胞的击发。重新建立电位差需要一两毫秒的时间，在这段时间内，神经不会对另一个刺激做出反应。这段时间叫做不应期。
细胞一旦击发，神经脉冲就会通过一系列击发沿纤维传下去。每一段纤维负责激活下一段纤维。脉冲只能向前方传递，这是因为刚击发过的那一段纤维需要经过一个休息间隔以后才能再度击发。
由于参与了有关上述神经活动和离子渗透性方面的研究，两位英国生理学家A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎，以及一位澳大利亚生理学家埃克尔斯分享了1963年的诺贝尔医学与生理学奖。
但是，当沿着纤维行进的脉冲遇到一个突触（即两个相邻的神经细胞之间的间隔）时，又会发生什么事情呢？神经脉冲似乎还包括产生一种化学物质，这种化学物质能漂过这一间隔并在下一个神经细胞里引起一个神经脉冲。这样，脉冲就能从一个细胞传到另一个细胞。
肾上腺素这种激素是已确知的对神经有影响的化学物质之一。肾上腺素能对交感神经系统起作用，交感神经系统的功能是减缓消化活动以及加快呼吸和心跳频率。愤怒或恐惧使肾上腺分泌这种激素，这种激素对交感神经系统的刺激引起血液流动迅速加快，全身组织供氧量增加；同时，通过减缓消化活动，在紧急情况期间节省了能量。
美国心理学家、警官拉森和L.基勒在1921年利用这一发现设计了一种仪器，这种仪器能检测感情引起的血压、脉搏、呼吸频率和排汗等方面的变化。这个设备叫做多种波动描记仪。它能检测出说谎所包含的感情上的努力，因为任何比较正常的人在说谎时都会害怕被发现，这就会导致肾上腺素的分泌。虽然多种波动描记仪远没达到确实可靠的地步，但作为测谎器它还是早已闻名遐迩。
在正常情况下，交感神经系统的神经末梢本身会分泌一种叫做去甲肾上腺素的化合物。这种化合物很像肾上腺素，它的作用是将神经脉冲传过突触的间隔，通过刺激间隔另一侧的神经末梢把信息传递过去。
在20世纪20年代初，英国生理学家戴尔和德国生理学家勒韦（他们两人后来分享了1930年的诺贝尔医学与生理学奖）对另一种化学物质进行了研究。这种化学物质在不是交感神经系统的神经里起将神经脉冲传过突触的作用，它就是乙酰胆碱。现在人们相信乙酰胆碱不但在突触中起作用，而且还参与了神经脉冲在神经纤维本体上的传导工作。乙酰胆碱的作用可能与钠泵有关。无论如何，神经纤维中好像时时刻刻都有这种物质生成，然后又很快地被一种叫做胆碱酯酶的酶分解掉。任何抑制胆碱酯酶作用的东西都会打乱这一化学循环并终止神经脉冲的传输。现在称为神经毒气的致命物质就是一些胆碱酯酶抑制剂。通过阻止神经脉冲的传导，它们能导致心脏停跳而在数分钟内引起死亡。这类东西在战争中的用途是很明显的。它们还有一个不那么不道德的用途，就是作杀虫剂。
局部麻醉剂也有对胆碱酯酶的抑制作用，不过不像神经毒气那么激烈。麻醉剂通过抑制胆碱酯酶而达到暂时停止传递和疼痛有关的神经脉冲的目的。
由于神经脉冲传导时的电流的变化，我们可以在某种程度上“解释”脑的活动，虽然至今还没人能完全弄懂脑电波到底在说什么。1929年，德国精神病学家伯杰在一篇文章中报告了早些时候的研究工作。他曾在头部的各个部位安放了电极并检测到了有节奏的电波活动。
伯杰把最明显的节奏叫做α波。它的电位变化大约在20微伏左右，频率大约为每秒10次。当被测试者闭目休息时α波最为清晰明显。在睁眼看着没什么特色的光源时，α波依然存在。但是，如果看到了千变万化的环境景物，则α波会消失或被其他更为突出的节奏所淹没。过一段时间以后，如果视野中没出现什么新的景物，则α波又会重新出现。除去α波以外，其他类型的波还有β波、δ波和θ波。
脑电图（简写作EEG）从那以后得到了广泛的研究。这些研究表明每人都有他或她自己的波型，这些波型还会随着人的兴奋和睡眠状况而变化。虽然脑电图还远不能被用来“探测思想”或跟踪智慧的机制，但它确实能帮助诊断脑功能的重大损坏，特别是癫痫病。它还能帮助寻找脑部受损的具体部位或脑肿瘤的位置。
到了20世纪60年代，人们开始在这项研究工作中使用专门设计的计算机。如果受测试者在测试中感受到周围环境中的一个很小的变化，那么不妨假设他的脑子会对这个变化有所反应，表现为在变化发生的时候，脑电图的波型会发生微小的变动。但是脑子在当时一定还在做其他的事情，因此脑电图的这一微小变化应该是很难察觉的。不过，如果一次次地重复这个实验，我们就能利用计算机求平均值的方法将干扰消掉，从而得到每次都出现的微小变动。
到了1964年，美国心理学家克莱因斯报告说，他在研究中采用了非常精密的分析方法，因而能够仅通过对脑电图波型的研究就推断出测试对象当时看见的是什么颜色。英国神经生理学家沃尔特也报告了一种似乎是学习过程所特有的脑信号波型。当测试对象有理由认为他或她就要收到某种需要以思考或行动作为反应的刺激信号时，就会出现这种波型。沃尔特将这种波型称做期待波，并且指出3岁以下的婴幼儿和某些精神病患者没有这种波型。1965年又有人报告了这些现象的逆现象，即由直接对脑部进行电刺激以引发身体上的某种特定的行动。耶鲁大学的德尔加多通过无线电信号传送电刺激，以操纵实验动物，使它们根据命令行走、攀登、打哈欠、睡眠、交配以及变换情绪等等。最惊人的是，他竟能让一头猛冲而来的公牛突然停止攻击，并安详地小跑走开。
人类的行为
与诸如行星的运动或光的性质之类的物理现象不同，生物的行为至今还不能用一套严格的自然法则来描述，而且很可能永远也找不到这样的法则。因而有很多人坚持认为，有关人类行为的研究永远也不会成为一门真正的科学，他们认为真正的科学应该能根据一些放之四海而皆准的自然法则来解释或推测在任何给定情况下的行为。然而生命还是服从自然规律的，而且也可以说，如果所有的因素都是已知的，则生命行为也能完全解释。问题就在于“所有因素都已知”这句话。有关的因素太多也太复杂，不大可能都成为已知的。但是，我们也不必绝望地以为再也不能进一步完善对我们自己的了解了。对于我们自己智力方面的种种复杂问题，还是有很大的增进了解的余地的。而且即使我们永远也走不到路的尽头，还是应该希望向前走得越远越好。
不但有关人类行为的问题本身非常复杂，而且对这个问题的研究也起步较晚。物理学于1600年进入了成年期，化学也在1775年长大成人，而复杂得多的实验心理学方面的研究到了1879年才刚刚起步。那一年德国心理学家冯特建立了第一个人类行为问题的专业科研实验室。冯特本人的研究兴趣主要集中在感觉以及人们如何察觉周围环境的细节等方面。
几乎在同一时期，另一种对人类行为的研究也兴起了。这种研究是针对一种特定的应用而进行的，它把每个人都看作是工业上不可缺少却又完全受摆布的小零件。在1881年，美国工程师F.W.泰勒着手测量做某些工作所需的时间并考虑工作应该如何安排才能使所需的时间最短。他是第一位效率专家。就像所有其他的只关心时间的效率专家一样，他并没受到工人们的欢迎。
但是，当我们一步步地研究人类行为时（不论这种研究是在实验室里人为安排的条件下还是在工厂里以实地观察的方式进行的），就像是在研究一部精密机器的运行机制，而手头可利用的工具却粗劣不堪。
在简单的生物体中我们能看到一种叫做向性（源自希腊语，意思是“转向”）的直接、自动的反应。植物有向光性（“转向光源”）、向水性（“转向水源”，这种情况出现在根系中）和向化性（“转向某些特定的化学物质”）。许多动物，从原生动物到蚂蚁，也具有向化的特性。现在已经知道某些飞蛾会飞向一个远在3公里以外的气味源。一只有向光性的蛾子甚至会飞到烛火中去，这说明向性是完全自动的。
本章前面提到的反射似乎不比向性进步多少。前面还提到过印记，它体现了学习，但是这种学习实在是太机械了，很难称得上“学习”二字。但是反射和印记都不是只有低级动物才特有的性质，这两者人类都有一份。
条件反射
婴儿一生下来就会紧紧抓住碰到他手掌的手指，还会吮吸放到他嘴边的乳头。很明显，这两种本能的意义在于避免跌落和挨饿。
看来，婴儿不可避免地还会接受印记。当然，对这一点是不宜做实验研究的，但是，可以通过偶然碰到的机会进行观察而获取这方面的知识。孩子如果在牙牙学语的阶段听不到实际交谈的声音，则以后有可能学不会说话或最终说话能力低于常人。在管理人员缺乏人情味的孤儿院里长大的孩子往往会变成可悲的小东西。在那种地方他们吃得饱，生理上的要求也都能得到满足，只是没人来爱抚、拥抱和逗弄他们。他们的智力和身体发育大受阻碍，甚至会夭折，除去缺乏母亲般的照管以外，找不出别的明显原因。缺乏母亲般的照管是指没有能够引起必要行为模式印记的适当刺激。同样，小孩也需要和有其他孩子做伴时产生的各种刺激。如果在孩子生长的某些关键期内不适当地剥夺他们接受这类刺激的机会，则会使他们在性格上出现这样或那样的畸变。
当然，我们可以争辩说反射和印记只有对婴儿才重要。当一个人成年以后，他就会成为一个有理智的人，他的反应也将不再仅仅是机械的反应了。但是果真如此吗？换种说法：我们喜欢认为自己拥有自由意志，这种想法是否真的正确？还是说在某些方面我们的行为是完全受刺激控制的，就像我上面讲到的德尔加多实验里的公牛一样？
人们可以站在哲学或神学的立场上辩解说自由意志的确存在，但是我从未听说有谁通过实验证明了这一点。想通过实验演示与自由意志截然相反的决定论，也不是一件容易的事情。但是，确实有人尝试过这方面的工作。最著名的莫过于俄国生理学家巴甫洛夫了。
巴甫洛夫最初是对消化机制感兴趣。在19世纪80年代，他发现只要将食物一放到狗的舌头上，胃里就会开始分泌消化液。即使食物永远也到不了胃里，还是会有胃液分泌出来。但是如果在胃的附近将迷走神经（该神经从延髓通往消化道的各个部分）切断，则这种分泌就会停止。由于他在消化生理学方面的工作，巴甫洛夫获得了1904年的诺贝尔医学与生理学奖。但是和其他一些诺贝尔奖获得者（著名的如P.埃尔利希和爱因斯坦）一样，巴甫洛夫在得奖后继续深入研究工作，并取得了更加重要的成果。
他决定对分泌的自动或反射性质进行深入研究，并选择了唾液的分泌作为一个简便的、易于观察的例子。狗（人也差不多一样）嗅到或看到食物时就会流口水。巴甫洛夫在每次将食物放到狗面前时摇一下铃，最后，经过20到40次这种训练，狗在面前并无食物的情况下听到铃声就流口水。现在在狗脑中已建立起了一个心理联系，使铃声传入大脑的神经脉冲和代表食物外观和气味的神经脉冲具有同样的作用了。
1903年，巴甫洛夫发明了条件反射这个术语以描述这类现象，流口水的反应就是条件反射。不管愿不愿意，狗一听见铃响就会流口水，就像看见了食物一样。当然，条件反射还能被擦掉。例如，通过多次摇铃后不给食物而给以轻微电击的方法就能破坏上述条件反射。最终，狗听到铃声时不会再流口水，而是做因疼痛而退缩的动作，即使没受到电击也是一样。
后来，巴甫洛夫又进一步迫使狗做出一些微妙的选择。他把圆形光斑和食物联系起来，又把椭圆形光斑和电击联系起来。狗能把两者区别开来。但是当他把椭圆光斑的形状变得越来越接近圆形时，两者就越来越难于区别了。最终，狗陷入了痛苦的犹豫不决状态，并出现了神经衰弱的症状。
这样，条件实验成了心理学的一件有力的工具。在这种实验中，动物有时几乎能和实验者交谈。由于有了这项技术，我们今天有可能深入研究各种动物的学习能力、本能、视觉能力、辨别颜色的能力等等。奥地利博物学家K.弗里施在这方面所做的研究工作非同凡响。他训练一些蜜蜂到放在特定地方的碟子里去觅食，发现这些出来觅食的蜜蜂很快将食物的方位告知了它们窝里的其他蜜蜂。通过这些实验K.弗里施发现蜜蜂能区分某些颜色——包括紫外光区的颜色，但不包括红色；通过在蜂窝上的舞蹈，蜜蜂能互通有关这些颜色的消息；舞蹈的种类和活跃程度表明食物碟相对于蜂巢的方向和距离，甚至还能说明食物总量的多少。他还发现蜜蜂能通过天空中光的偏振性来定向。K.弗里施有关蜜蜂语言的惊人发现开创了动物行为研究的一个新领域。
理论上，任何学习都可以看作是由条件反射所组成的。例如，就学习打字来说，一个人开始时眼总不离打字机键盘，然后就逐渐地用某些自动的手指动作代替视觉去选择合适的键。于是想到字母k就会引起右手中指的某一特定的运动，而想到the这个词时左手食指、右手食指和左手中指就会按顺序击打键盘上的某些键。这些反应并不包含任何有意识的思考。最终一个熟练的打字员还得停下来想才能回忆起字母的具体位置。我本人打字很快而且打字动作是完全机械的，如果有人问我字母f在键盘上什么位置，在不看键盘的情况下我只有举手在空中做打字的动作，看看到底是哪一个指头打出了f。只有我的手指知道键盘的情况，我有意识的头脑则早已把它忘光了。
更复杂的学习，如阅读和拉小提琴，也符合同样的原理。不然的话，为什么这页纸上的CRAYON（英语“蜡笔”）这个印刷符号会在一个懂英语的人的脑中产生一个有色蜡笔的形象和代表某个词的声音呢？我们不必去一个个字母地拼读，也不必搜肠刮肚地回忆这个符号可能包含的信息，经过以前学认字时一遍遍的条件作用，现在会自动地由符号联想到东西本身。
在本世纪初叶，美国心理学家J.B.沃森在条件作用的基础上建立了一整套关于人类行为的理论，叫做行为主义。J.B.沃森甚至提出人们不能有意识地控制自己的行为，行为完全是由条件作用所决定的。虽然他的理论有一段时间颇为流行，但却没有得到心理学界的广泛支持。首先，即使这种理论基本上是正确的，即行为确实只取决于条件作用，行为主义在令我们最感兴趣的人类行为方面还是没有启发作用。我们最感兴趣的方面包括创造力、艺术能力、是非感等等。想找出所有的条件作用的影响，并以某种可度量的方式将这些影响与思想及信仰模式联系起来是不可能的。而任何不可度量的东西都不能作为真正科学研究的对象。
其次，条件作用和直觉一类的过程有什么关系呢？头脑突然将以前毫无联系的两个想法或两件事合在一起，好像是全凭巧合，结果创造出一个全新的想法或反应。
猫和狗可以通过反复试探的过程找到解决某个问题（比如如何扳动一个把手以打开门）的方法。它们可能会毫无规律地乱闯，直到它们的某个动作碰开了把手为止。如果再让它们重复这件事，上次成功动作的模糊记忆可能会帮助它们早一点打开门；再重复的话还会更快一些，直到最后它们会直接去拨动把手。动物的智力越强，从纯粹试探进展到有目的的行动所需的尝试次数就越少。
到了人的水平，记忆力可就强多了。一枚硬币落到地板上，一个人也可能会毫无规律地向地上瞥几眼以找到它；但是根据从前的经验他更可能会留心看一看他以前曾找到过硬币的地方，或是向声音的方向看一眼，还可能会对整个地板系统地扫视一遍。同样，如果一个人被关在一个地方，他也可能会乱踢乱打墙壁以图逃跑；但是他应该知道一扇门会是什么样子，因而更会集中精力寻找门。
总之，人可以通过利用多年的经验以简化试探过程，并迅速将其从思想转化为行动。在寻找解答时，可能不必有所动作，只要思考该做的事就可以了。这种奇妙的试探过程叫做推理，这种事并不是只有人类成员才会做。
猿的行为模式比起我们人类来要简单些，而且更为机械。但它们有时也会表现出某种自发的洞察力，这也可以在某种程度上称做理智。第一次世界大战爆发后，德国心理学家克勒被困在当时非洲的一个德国殖民地，在此期间他完成了一系列有关黑猩猩的著名实验，并发现了一些猿类洞察力的惊人例证。一次，一只黑猩猩在用一根不够长的棍子够香蕉而徒劳无功后，突然拾起实验者有意放在附近的另一条竹棍，接到原来的棍子上，从而把香蕉拨到可以拿到的地方。还有一次，一只黑猩猩把一个箱子拎到另一个箱子上以便够到上面挂着的香蕉。这些黑猩猩以前从未有过会产生这些心理联系的训练和经历，看来这些行动都是它们灵机一动的产物。
克勒认为学习应包含一个过程的全部模式，而不是它的零散部分。他是心理学格式塔学派的创始人之一。（格式塔的德文原意即为“完整模式”。）
黑猩猩和其他大型猿类动物在外观和行为上都非常像人类，因而一直有人试着将幼猿和婴儿一同养大，看看幼猿到多大就会落后于孩子。开始，小猿成熟得较快因而比小孩领先。但是，从小孩开始学说话起，猿就永远落后了。它们缺乏相当于白洛嘉氏脑回的机构。
然而在野外，黑猩猩不但能通过少数声音而且还能通过手势来互相交流。1966年，内华达大学的B.加德纳和A.加德纳夫妇开始试图教一只叫瓦肖（Washoe）的一岁半大的雌性黑猩猩练习手语。结果令他们喜出望外。瓦肖学会了几十种手势，既能正确地运用它们，又能毫不费力地理解它们的意思。
别人也开始向别的黑猩猩——还有幼大猩猩——教授手语。随之而来的是学术上的争论：这些猩猩真的是在进行有创造性的交流，还是仅以条件反射的方式做出机械的反应呢？
教猩猩手语的人讲到过许多有关他们的弟子自己创造新手势或创造性地将几个手势结合在一起的趣闻。但是持批评态度的人认为这些轶事不能令人信服或是不可靠。毫无疑问这方面的争论将继续下去。
现在发现，事实上即使对人类来说，条件作用的力量也比以前所认为的要大。有很长一段时间人们一直认为某些身体功能——如心跳、血压和肠的收缩等——基本上都处在自主神经系统的控制之下，因而不是人的意志所能操纵的。当然，这也有例外的地方。一个精通瑜珈术的人能通过对胸部肌肉的控制影响自己的心率，但是这和用拇指按住手腕动脉以止住其中的血液流动一样，不说明什么问题。再有，一个人还可以通过幻想自己处在一种焦急的状态来加快心跳，但这只不过是对自主神经系统的有意识的操纵。能不能不通过肌肉和头脑的极其费力的操纵，就使心律随意加快、血压随意升高呢？
20世纪60年代早期，美国心理学家N.E.米勒和他的同事们进行了一系列条件作用实验。在实验中，如果大白鼠不论由于什么原因碰巧血压上升，或心率加快或减慢，就会受到奖赏。最后，为了得到奖赏，它们学会了对由自主神经系统引发的变化进行有意识的控制，就像它们在奖赏的引诱下学会按动杠杆一样。
至少有一个实验计划的结果说明，作为条件作用的反应，人也能控制自己的血压上升或下降。这套实验的对象是一些男性志愿者，在实验中他们所获的奖赏是一道闪光中看到裸体女子的照片。这些志愿者不知道他们怎样做才能使灯光闪亮——并看到裸照——但他们发现，随着时间的推移，他们越来越容易看到想看的东西。
通过更加系统化的实验，人们发现如果让一个人随时知道一些他平常所不知道的特性如血压、心率或皮肤温度，他就能通过某种有意识的努力（其方式尚未弄清）改变这些量。这个过程叫做生物反馈。
开始时有人希望生物反馈能够更有效、更方便地完成一些东方神秘主义者宣称可以完成的事情，如能够控制或减轻一些别无他法可治的代谢失调症等，但近10年来这种希望似乎渐渐消退了。
生物钟
自主身体控制还包含其他一些以前完全不为人知的微妙特性。因为生物体要受到一些自然节律的影响，如潮水的涨落，稍慢一点的日夜交替，还有更慢的季节变更，所以生物体本身做出节律性的反应就没有什么可奇怪的了。树木在秋天落叶，在春天发芽；人在晚上发困而到了早上就会醒来。
直到最近，人们才开始意识到这种有节律的反应的复杂性、多样性和自动性。这种自动性即使在没有环境节律的情况下依然持续存在。
这样，植物的叶子随着太阳的升落每日一度地挺起、垂落，通过定时摄影可以很清楚地观察到这一点。在黑暗中养育的幼苗没有这种周期，但是它们身上还是有这方面的潜在可能性。只要见光一次——只要一次就行——这种潜在的可能性就会变成现实。这种有节奏的活动就此开始，即使以后再切断光线也会继续下去。不同的植物有不同的节律周期——无光情况下大约在24到26小时之间——但在太阳的调节作用下，总是离24小时不远。如果对它们施以10小时开、10小时关的人工光源，则它们会建立一个新的20小时的活动周期。可是一旦光源被全部切断，大约24小时一周期的节律又会重新建立。
这种每日一周期的节律，这种即使在完全没有外界暗示时也照常运转的生物钟，存在于所有的生命中。明尼苏达大学的哈尔伯格把这种现象叫做24小时节律。
人类身上也有这种节律。有许多男性和女性志愿者曾在洞中连续生活数月之久，在那里他们没有任何计时装置也无从得知外面是白天还是黑夜。很快他们就完全丧失了时间感，进食和睡眠周期也变得混乱无常。但是，他们依然记录了自己的体温、脉搏、血压和脑电波，并随时将这些和其他一些数据送上地面。观测人员在地面上观察记录这些数据随时间的变化规律。结果证明不论洞中的人时间概念多么混乱，他们身体的节律一点也不乱。这个节律一直坚持大约一昼夜为一周期。在洞中生活的整个过程中，所有的测量数据都按这个规律起落。
这绝不仅仅是一件抽象的事情。在自然界中，地球的转动保持稳定，日夜的交替也保持恒定而且是不以人的意志为转移的——当然这要假定你停留在原来的位置上或只在南北方向上移动。但是，如果你在东西方向上做长距离快速移动，你就能改变钟点。你可能在日本人进午餐时抵达日本，而你的生物钟却告诉你该上床睡觉了。喷气机时代的旅行者经常发现自己的活动很难合上当地人的节拍。如果他强迫自己适应当地的时间，则他的内分泌之类的节律会和他的活动规律格格不入，使他感到疲倦，一点效率也没有。这就是喷气机疲劳，或叫高速时滞反应。
还有一些不太明显的例子。比如，生物体承受X射线或各种药物的能力常常和生物钟的钟点有关。医务治疗很可能应该随着一天的时间变化而变化，或是为了尽量增加疗效并降低副作用而限定在一天某个特定的时间内进行。
是什么使生物钟的运行如此有规律？人们怀疑是松果体（见第十五章 ）在起作用。在某些爬行动物中，松果体非常发达，并似乎具有类似眼的构造。楔齿蜥是一种状如蜥蜴的爬行动物，是喙头目惟一的现存种，目前只生活在新西兰海岸附近的某些小岛上。它头顶的表皮下有一块松果眼，在楔齿蜥出生后半年时间内特别突出，而且的确能感光。
松果体并不能像眼一样能“看”什么东西，但能够产生某种化学物质并使其浓度随着光线的有无有节律地增减。这样它就能调节生物钟的运行。而且当光线的变化不再具有周期性时，它还能继续维持生物钟本来的节律（因为它已经通过以前的条件作用建立了产生化学物质的规律）。
但是，在哺乳动物中，松果体已不再位于头顶表皮下了，而是深埋在脑子中间。在这种情况下它是怎样运转的呢？有没有别的什么东西比光线更具穿透性，而又具有同样的节律呢？有人猜测这东西可能是宇宙射线。由于地球的磁场和太阳风，宇宙射线也具有24小时节奏。这种力量也许就是生物钟的外部调节器。
即使找到了外部调节器，是否就能找到体内生物钟呢？体内是否有某种化学反应以24小时节律升降，并控制所有其他节律呢？是否存在一种我们可以认作生物钟的“主反应”呢？如果是这样的话，人们至今尚未找到这种反应。
对人类行为的探索
但是，我们看来不大可能完全搞清楚生命这样一种复杂的事物。要完全确定核酸的复制这样一类事物还是比较容易的，然而，就是在这个相对简单的过程中，环境的因素还会引起差错并导致突变和进化。也不能想象我们有一天将能详细预测进化的过程。
量子力学的理论从更基本的角度上认为，物体的行为在本质上就存在不确定性，而且物体越轻、越小，不确定性就越强。在某种程度上，一个电子的行为是不可预知的。而且有人主张电子的某些性质只有通过测量才能知道。甚至有可能在某种微妙的程度上，宇宙在某一时刻的状态就是由人类的观察和测量所定义的。（这就叫人类原理。）
不难想到，有时候人的行为过程和人做出的某个决定（或者甚至是低等动物的行为或决定）可能是由体内什么地方的某个电子的不确定运动引起的。这一点在原则上就足以否定决定论，但是它并不能证实自由意志的观点，而是引入了一个随机因素。这种随机因素很可能比决定论和自由意志二者都更加不容易理解清楚。
但随机因素并非不容易处理。随机事件如果发生得足够多，它们的影响也就不难估算了。单个的气体分子的运动方式是随机的，但是在任何不是太小的一团气体中都有很多的分子，它们运动中的随机性互相抵消，气体定律能够非常精确地描述气体的温度、压力和体积等特性之间的关系。
但是，在人类行为的研究方面，我们尚未达到这种程度。到目前为止，这方面的研究人员采用的办法大都是凭直觉想出的，这些方法就像要研究的行为问题一样不容易对付。
这些方法可以追溯到近两个世纪以前的奥地利内科医生梅斯梅尔。他发明了一种探索人的行为的强有力的方法，并因为在这方面所做的一系列实验而在欧洲轰动一时。开始时他用磁铁，后来只用手，通过一种他所谓的动物磁性（很快改称梅斯梅尔氏催眠术）得到他想得到的效果：他使患者进入昏睡状态，然后宣布患者已经痊愈。梅斯梅尔可能的确治好了一些人的病（某些失调症是可以用暗示法治疗的）并得到了许多人的热情追随，包括刚从美国凯旋归来的拉斐德。但是，一个成员包括拉瓦锡和B.富兰克林的委员会对梅斯梅尔这个狂热的占星术家和全能的神秘主义者进行了调查。委员会虽然对梅斯梅尔持怀疑态度但调查却十分公正。根据调查结果梅斯梅尔被斥为骗子，他名誉扫地并隐退了。
然而，他毕竟创造了一个开端。到了19世纪50年代，英国外科医生布雷德在医疗中重新启用了催眠术（是他第一个采用这个术语代替梅斯梅尔氏催眠术的），别的医生也逐渐开始采用这种方法。其中有一位是维也纳的医生布罗伊尔，他从19世纪80年代开始专门用催眠术治疗心理与感情的失调。
当然，催眠术自古就有，并常为神秘主义者所采用。但是此时布罗伊尔和其他人开始把催眠术的效果视为头脑中有无意识层的证据。一个人自己不知道的一些动机就埋藏在那里，而通过催眠可以使这些动机显现出来。有人设想这些动机之所以被从有意识的头脑中排挤了出去，是因为它们都与羞耻或负罪感有关，并且很可能是它们引发了那些无用、无理甚至邪恶的行为。这种设想确实很吸引人。
布罗伊尔开始采用催眠术探索癔病和其他行为失调症的潜在原因。他的学生弗洛伊德参加了他这方面的工作。接连许多年，他们共同为患者治疗，对患者进行低度催眠并鼓励他们说话。他们发现，患者对无意识层中埋藏的经历和冲动进行发泄，就像泄药的功能一样，在他们从催眠状态中醒来以后，症状全都有所减轻。
弗洛伊德得出结论认为，几乎所有受压抑的记忆和动机都有性方面的根源。性冲动被社会和孩子的父母视为禁忌并被迫隐蔽起来，但依然极力想得到表现，因此产生强烈的矛盾，而不认识、不承认这种矛盾则使之更具有伤害性。
由于布罗伊尔不同意弗洛伊德全力研究性因素的作法，两人最终分道扬镳。那以后，在1894年，弗洛伊德自己继续发展他关于精神错乱的原因和治疗的思想。他不再采用催眠术，而是让他的病人随意地唠叨，想到什么就说什么。当病人感到医生是在同情地倾听而没有任何道德上的责难时，他就会慢慢地，有时是极其缓慢地，开始卸去心上的负担，开始记起并倾诉长期压抑、忘却的东西。弗洛伊德把这种对精神的缓慢分析称做精神分析。
弗洛伊德认为梦具有性的象征意义，并描述了幼童希望在婚床上代替父母中与自己同性的一方的潜意识（男孩中的奥狄浦斯情结或恋母情结，女孩中的厄勒克特拉情结或恋父情结，这些都得名于希腊神话中的人物）。这些说法使一些人极度厌恶，而使另一些人颇感着迷。在20世纪20年代，第一次世界大战的动乱刚过，美国正处在禁酒时期的混乱之中，而世界上许多地方都在发生道德习俗上的变化。这种情况下弗洛伊德的观点让人感到颇有同情心，于是精神分析几乎成了一时的风尚。
但是，已有将近一个世纪历史的精神分析至今还是一门技术而不成其为科学。在物理学之类的“硬”科学中要进行严格控制的实验，这类实验在精神病学中当然极其困难。从事这方面工作的人只能大体上靠直觉或主观判断做出结论。精神病学（精神分析只是这门学问中所用到的一种技术）无疑帮助了许多患者，但是它并没有带来任何惊人的治疗效果，也并没有明显降低精神病的发病率。精神病学至今没有发展出一套大家都能接受的、就像传染病的微生物理论那样的全面理论。事实上，几乎是有多少精神病学家，就有多少种精神病学的流派。
严重的心理疾病有多种形式，从长期抑郁到完全与现实脱离而退入一个至少有某些细节与我们大多数人对事物的理解不相符的世界。这一类精神病通常称做精神分裂症，这个名词是由瑞士精神病学家布洛伊勒首先提出的。精神病医院中60%的慢性病患者被诊断为精神分裂症患者。
直到不久以前，对于精神病只有几种激烈的疗法可供选择，诸如额前叶切断术以及采用电击或胰岛素的休克疗法（胰岛素休克疗法是在1933年由奥地利精神病学家萨克尔发明的）。精神病学和精神分析几乎没什么用武之地，只是在患病初期，医生和病人的交流还能偶尔奏效。但是，最近一些在药物和脑部的化学（神经化学）方面的发现却带来了令人振奋的消息。
古人就知道某些植物的汁液能引起幻觉（幻视或幻听），而另外一些植物的汁液则能使人感到愉快。古希腊德尔斐神殿的女祭司们在宣读她们那些充满隐意的神谕前，都要咀嚼某一种植物。美国西南部一些印第安部落把咀嚼皮约特或麦斯克尔仙人掌的纽扣状茎头作为一种宗教仪式（咀嚼这东西能导致颜色上的幻觉）。这方面最富戏剧性的例子可能要算曾经盘踞在伊朗一处山区要塞里的一个穆斯林教派了。这批人服用大麻叶中的汁液。在宗教仪式上，参加者服下这种麻醉剂以后会产生幻觉，感到好像瞥见了他们死后要去的天堂；于是，为了得到这种通向天堂的钥匙，他们会服从首领下达的一切命令。教派首领称做“山中老人”，他下达的命令就是让教徒们去刺杀敌方的统治者和敌对的穆斯林政府官员。英语中的“刺客”一词，源自阿拉伯语“大麻汁液服用者”，就是这个原因。在整个12世纪期间，这一教派使该地区充满恐怖气氛，直到1226年，蒙古入侵者蜂拥进入这片山区并杀光了所有的刺客为止。
在现代，取代从前那些诱发欣快感的草药的地位的，除去酒类以外，还有一类称做安定剂的药物。事实上，早在公元前1000年，印度就有人知道一种安定剂。这种安定剂是印度萝芙木中所含的某种物质。1952年，美国化学家从这种植物经过干制的根中提炼出了利血平，这就是如今流行的安定剂中最早发现的一种。从那以后，人们通过人工合成的方法又制造出了几种化学结构更为简单并具有相同效果的物质。
安定剂属于镇静剂一类。和其他镇静剂不同的是，安定剂会减轻忧虑，对其他的心理活动却没有可观测到的抑制作用。然而，它们的确倾向于使人发困，而且还可能有其他不好的副作用。安定剂一出现，人们就发现它们在减轻精神病患者（包括精神分裂症患者）的症状以及使他们安静等方面极其有效。安定剂并不能治愈任何精神病症。但它们能够抑制一些症状，而这些症状使适当的治疗无法进行。通过减轻患者的敌意和愤怒，消除他们的恐惧和忧虑，这些药减少了使用强烈肉体限制的必要性，并使精神病医生更容易和病人接触，从而增加病人好转并出院的可能性。
然而，安定剂畅销不衰，主要还是在普通公众中流行。大家似乎都把它们当作驱逐一切烦恼的万灵药而抓住不放。
麻醉药的使用
人们发现利血平与脑中的一种重要物质极其相似。利血平复杂分子的一部分很像一种叫做血清素的物质。血清素是1948年在血液中发现的，从那以后它一直使生理学界颇感好奇。人们发现它存在于人脑的下丘脑区，并广泛存在于其他动物（包括无脊椎动物）的脑和神经组织中。
而且，人们还发现，许多其他对中枢神经系统有影响的物质也与血清素非常相似。其中之一是在蟾赊毒素中发现的化合物蟾蜍特宁，另一种是仙人掌毒碱，即麦斯克尔掌纽扣状茎头中的有效成分。最引人注目的是一种叫麦角酸二乙基酰胺（通常简称LSD）的物质。1943年，一位叫A.霍夫曼的瑞士化学家在实验室里偶然吸收了一些这种化合物，一时陷入了奇特的感觉之中。确实，当时他觉得通过自己的感官觉察到了一些东西，而这些东西和一般认为的环境客观现实完全不符。他陷入了我们称做幻觉的状态，而LSD就是现在所谓的致幻剂中的一种。
