大腦是如何用故事理解科學的？

科學與故事相遇的處所

我們都是講故事的人，我們經由過程講故事來理解這個宿世界。而科學則是故事的主要來歷。你可能會說工作并非如斯：科學是對數據的客不雅收集與申明——這一點我完全贊成。在純粹的物理現象研究的層面，科學簡直是確立宿世界事實的獨一靠得住方式。

可是當我們用物理宿世界的數據來詮釋無法被還原為物理事實的現象時，或者當我們試圖延長不完整的數據，以得出更普適的結論的時辰，我們就在講故事了。知道碳和氧的原子量并不克不及讓我們知道生命的奧秘；仿照照舊沒有直接的事實證據可以或許詮釋為什么動物們為了本家好處可以犧牲自我，我們因何墜入愛河，存在的意義和目標是什么，我們又緣何自相殘殺？

這不是科學的錯。相反，科學可以或許使我們免于講述錯誤的故事。它是我們理解宿世界無可取代的手段。可是，盡管我們能從科學中找到真理，仍然有良多主要的問題迫使我們冒險超越事實去講述故事。也正因為科學復雜的方式論，故事仍然是我們理解糊口的本家兒要體例，我們今朝還不克不及超越它。

—Brianstauffer

為了找到科學和故事相遇的處所，我們不妨來看看故事是若何在大腦中發生的。讓我們從一個最簡單的例子起頭，這個故事來自于福斯特（E. M. Forster）的經典著作《小說面面不雅》（Aspects of the Novel）：“國王歸天了，然后王后也歸天了。”在讀這兩個并列事務構成的故事時，我們幾乎不成能不合錯誤王后的滅亡感應奇異。即利用了最簡練的描述，句子的句法布局也會讓我們猜測這是否合適某種模式。若是不是作者有意暗示了可能存在的因果聯系關系，那他為何要將兩件事在統一個句子里說起呢？

一旦一種關系被暗示確立，我們就會感覺有義務去供給一種詮釋。這時我們便轉標的目的我們所知道的事實去尋找線索。眾所周知，老婆會為丈夫的歸天而哀痛致死，那這位王后是死于心碎嗎？這樣的猜想更像是受人類行為學開導，而不是來自其他更傳統的故事敘事。舉個例子，一個一向研究《哈姆雷特》的高中生則更可能將這個故事解讀當作一幕莎翁戲劇的微不雅概要。

從適度的熟悉感應壯大而神圣的“啊哈！”時刻，那愉悅感觸感染恰是來自豪腦中的獎賞系統，而這一系統也是藥物當作癮、酒精當作癮以及賭錢當作癮的始作俑者。獎賞系統從對表達情感至關主要的邊緣系統起頭，一向延長到執行功能的關頭區域——前額皮層。固然我們尚未完全理解獎賞系統，但科學界今朝已經告竣的共識是，這一系統在促進和鞏固進修方面飾演了極為主要的腳色。多巴胺是該系統中起到關頭感化的神經遞質，它的本家兒要功能是攜帶并調節細胞之間的旌旗燈號。大量研究一致表白，人們感觸感染到的獎賞快感都陪伴著多巴胺程度的上升。

那是一頭獅子

上宿世紀五十年月，麥吉爾大學的詹姆斯·奧爾茲（James Olds）和彼特·米爾納（ Peter Milner）起首注重到獎賞系統。他們將刺激電極放置在大鼠腦中假心猿意馬的獎賞區域的位置。大鼠可以自由地把持杠桿，下壓杠桿電極就會放電，在這種景象下大鼠很快就學會了頻頻下壓杠桿，以至于經常忘了食物和水。這讓研究者們意識到，本來我們的大腦可以或許發生如斯強烈的快感，以至于我們都能忽略饑牽蘿補屋這類根基保存需要。這恰是邁標的目的我們領會大腦獎賞回路的壯大力量的第一步。

那么，理解故事是若何點燃了大腦獎賞系統的火花呢？模式識別理論是關頭。所謂模式識別理論，就是一種大腦將分手的碎片化信息拼集當作連貫圖像的體例。舉個例子，當一頭獅子第一次呈現在你面前，你會想弄清晰呈現在你面前的事實是什么。在這個過程中，大腦的視皮層至少有30個自力的區域介入，從察覺活動信息和整體輪廓到記實顏色和面部細節特征，每個區域都負責加工完整圖像的一個部門。所有的這些合在一路為我們呈現了一幅完整的獅子圖像。

在此之后，你每看見一次獅子城市加強你的神經回路，負責處置信息的區域之間的毗連也會變得加倍穩健和高效。【該理論是基于加拿大心理學家、人類進修研究范疇的前驅唐納德·赫布（Donald O. Hebb）的研究，該不雅點經常被陳述為“一路放電的細胞相聯絡”】很快，你再識別一只獅子時所需要的認知輸入就會更少。經由過程獎賞系統賜與的積極反饋，對部門圖像的短暫一瞥便足以讓你再認。沒錯，你已經被你的大腦說服，那是一頭獅子。

—Brianstauffer

對一頭獅子的有用識別模式具有完美的演化意義。若是你看見一只大型貓科動物從你身邊的灌木叢閃過，在看到它的黃色眼睛后才籌辦躲上比來的樹顯然并非明智之舉。你需要一個可以或許從圖像的碎片化信息敏捷猜測出完整圖景的大腦，同時，這個大腦還能為此次識別供給不容置疑的精確性。

試想，若是有這樣一種新模式的識別，它的影響深刻甚至可以或許激發了一小我下意識地大叫“啊哈！”，那么我們就不難理解與進修有關的愉悅感了。毫無疑問，一旦一種特心猿意馬的模式-識別-獎賞的關系深深地印刻進我們的神經回路，就很難再被擺蕩了。一般來說——除了當作癮，這種相關的“粘性”對我們有益無害。恰是經由過程不竭的反復、熟悉感以及相關的“準確反饋”，我們才得以進修若何在我們的宿世界中暢游。

故事和我們的等候

科學一向做的，恰是在編造一種名叫假設的故事，然后測試他們，之后再極力編出更好的故事。思惟嘗試們就像是用知名人物來編故事一樣。若是夏洛克·福爾摩斯（Sherlock Holmes）發現了一具吊掛在樹上的尸身，尸身的腳踝上用皮繩綁上了一張條子，他會怎么做？若是有一束光線，在兩面鏡子間反射，那么在火車上的不雅察者看來是如何的？他們的故事一旦完當作，科學家們會到嘗試室中去測試，而作家們則會給編纂打德律風，探問一下他們是否會買他的作品。

科學之于人就仿佛黃油之于面包。我們對故事的需求已經當作為習慣，而科學也將講故事深深埋藏于其素質。可是這也帶來了一個問題。在正式的科學測試之前，我們就能經由過程一個故事來獲得多巴胺的獎賞。更糟糕的是，大腦可能會因為太巴望模式匹配帶來的多巴胺獎賞，從而忽略了矛盾或沖突的信息。模式識此外根基先決前提就是可以或許快速區分相似但不不異的知覺輸入。若是我們無法切確地辨別一個事務或一個設法，那么大腦會更難將其作為零丁的記憶標識表記標幟和儲存起來。清潔利落會促進進修，而散漫的成果則會導致“是的，可是”這樣的優柔寡斷，無法得出一個切確的結論。

正如準確的模式識別會帶來多巴胺程度上升這樣的獎賞，錯誤的模式識別則導致多巴胺程度下降。在山公中，當它們預期的事務未能如期發生之時，也就是說當它們沒有準確展望（預期和現實成果的相關性）的時辰，它們會呈現典型的多巴胺程度下降。若是說精確的高相關展望能帶來愉悅感，那么當展望與現實環境缺乏相關性時，大腦則會發生半斤八兩于期望失時所出產的神經遞質。

一旦我們理解了故事中的論述性就比如相關性，我們也就輕易理解為何我們的大腦每時每地都在盡可能追求故事（模式）了。你可能聽過伊利諾伊大學的心理學傳授丹尼爾·西蒙斯（Daniel Simons）的聞名嘗試：在這個嘗試中，他讓被試不雅看視頻，并數出視頻中籃球活動員運球的次數。大大都不雅眾在專注于計數的時辰都沒有看見一個穿戴大猩猩服裝的女人橫穿角逐場地。也就是說，杰出的模式可以或許激勵我們的大腦，讓它編造出我們所等候的故事。

正因為我們被迫制造故事，我們也經常被迫接管不完整的故事并和它們一路糊口下去。每當那些科學中未完當作的故事助我們理解方圓宿世界中的某些工作的時辰，我們城市獲得多巴胺的“獎賞”。哪怕有些時辰這些故事帶來的詮釋并不完整，甚至布滿錯誤。

客不雅的鴻溝在哪里？

在紐頓的槍擊案發生之后，一些專家對兇手進行了點評，稱其患有阿斯伯格綜合征。這樣的評價就仿佛可以或許在必然水平上詮釋他的行為一樣。盡管阿斯伯格綜合征聽上去像一種特心猿意馬的診斷，但按照界說，它只不外是存在于一群人身上的一系列癥狀而已。在上宿世紀四十年月，奧地利的兒科大夫漢斯·阿斯伯格（Hans Asperger）注重到一些病人在社交技術存在問題，同時，他們經常會呈現怪異或者反復的行為、有不平常的典禮，并且還會在交流溝通上呈現堅苦，此中包羅缺乏眼神交流和理解面部臉色的能力。但在2013年，美國精力病學會決議從臨床大夫指南《精力疾病診斷和統計手冊》（DSM-V）中，刪除阿斯伯格綜合征的診斷。該協會認為，阿斯伯格綜合征的病癥分類無法落入任何一種具體的精神病理學診斷。并且，按照這樣的診斷，臨床大夫還輕易將一系列分歧的癥狀看作是與某種特心猿意馬疾病素質不異的問題。換句話說，所謂的綜合征，更像是依然還在尋找潛在原因的故事。

與此近似的是，有研究表白，精力病患者在前額皮質特心猿意馬區域的灰質含量相對較低。可是這樣的成果并不是精力病患者做出暴力行為的獨一詮釋。我們很難經由過程刺激大腦的特心猿意馬區域讓個別做出估計的復雜動作。我們可以得出的結論，充其量是大腦的某些狀況可能會和一個復雜的行為相關。但這些大腦的狀況并不是導致這些行為的需要原因。同樣，殺人狂們的大腦掃描中揭示的異常環境，在必然水平上可以幫忙我們領會什么樣的身分有可能促使了他們的行為。可是，這些大腦掃描中的異常環境并非是對暴力的獨一詮釋，這就仿佛童年輕忽或營養不良這樣的身分并不克不及簡單地詮釋一小我的暴力行為一樣。它們仍然是故事，包含了詳盡的神經心理學內容的故事。

—Brianstauffer

我們從科學中獲得的不完整故事往往會發生道德后果。一個腦部毀傷或存在功能受損的人應該承擔幾多小我責任？對這樣的人，什么樣的賞罰和悔改手段又是恰當的？只有當我們開誠布公地認可，科學自己就是以故事的形式來呈現出我們的不雅察與發現，我們才能對道德維度上的問題進行切磋。當在思慮理解科學數據的時辰，我們需要本身確立出一套合適的綱要，用來判定在什么環境下這些科學數據已經超出了客不雅的鴻溝，演釀成一種帶有某種目標和成見的故事。當然，這樣的綱要在沒有系列完整的科學數據的環境下必然是一個挑戰。

可是我們可以從擁有這種意識起頭，從意識到科學數據的呈現息爭釋自己就布滿了故事敘事的各類體例起頭。好的科學研究該當具有如下這種特征：謹嚴獲取和闡發數據；對數據中明白反映結論的解讀有必然約束；以及對該數據詮釋力的局限性誠篤而又禮讓的熟悉。

作為公家，我們起首需要確保我們奉為真理的科學必需要顛末同業評審的過程。同時，我們還應該理解的是即使是顛末同業評審的數據也并非老是切確。在2011年，《天然》雜志報道稱曩昔十年中撤回的已頒發作品增添了十倍，同時頒發的論文僅上升了44%。科學家格倫·貝格利（C. Glenn Begley）和李·埃利斯（Lee M. Ellis）在《天然》撰文指出，他們在安進生物手藝公司的同事只能反復53個具有里程碑意義的血液學和腫瘤學研究中的6個。無獨有偶，拜爾公司的研究者也在2011年表白，他們并不克不及有用反復三分之二和他們工作相關的腫瘤學研究。

在閱讀科學陳述之時，我們還應該搜尋與這些數據局限性相關的信息。這些信息背后是否有一些隱含的假設前提？變量數據的“誤差條”，和那些圖像暗示都告訴了我們什么？我們也許無法永遠領會數據的局限性，可是當那些數據缺乏某些需要會商時，我們必需要連結小心謹嚴。

—Brianstauffer

科學家們擁有科學的東西、說話和經驗。他們能給我們講述見識博識、令人著迷的出色故事。與之對應的是，我們也應該以審閱其他藝術作品形式的目光去審閱他們的科學研究。我們應該像文學攻訐家一樣，去評估他們說話的精確性、布局的嚴謹性、不雅點的清楚度和原創性。我們需要去審閱他們作品的整體的美好和典雅、對提出的道德問題的約束。我們需要去探尋他們將本身的作品置于汗青、文化和小我布景的何地，以及他們接管其他不雅點息爭釋的意愿水平。

無論若何，科學的方式論仍然是人類的偉猛進步之一。當科學的故事被很好地呈現的時辰，它們就像還在不竭進展的偉大史詩，理應值得和汗青上的偉大故事相提并論。

_{翻譯：物離校對：曹安潔編纂：語月}