《心智》杂志书评

蜂巢思维

《完美蜂群:日常生活中的复杂性科学》The Perfect Swarm: The Science of Complexity in Everyday Life),作者:伦·费舍尔(Len Fisher)。基础图书出版社,2009年(22.95美元)

下次当你在厨房的食品储藏室里发现成群的蚂蚁行军而感到恼火时,不妨想想这件事:这些微小的昆虫可以教你如何在社交、私人和职业生活中做出更好的决定。听起来很疯狂?科学家兼记者伦·费舍尔不这么认为。在他的新书《完美蜂群》中,他向我们介绍了现代复杂性科学——复杂的模式如何从简单的规则中产生。研究表明,这些规则是蜜蜂和蝗虫等动物群体行为的基础,费舍尔解释了我们如何能从这些基本规律中学到一两件事。


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这本书的核心是群体智能,这是一种现象,当大群个体(无论是机器人还是孔雀鱼)以相同的方式行为时,它们的集体行动(据推测个体并不知情)就会变得智能。费舍尔说,蚂蚁群落就是一个很好的例子。为了寻找食物,单个蚂蚁最初在一个区域内随机漫游。然而,那些碰巧在通往食物来源最快路线上的动物将首先返回巢穴。它们在路线上留下的信息素随后允许其他蚂蚁使用相同的路线。当剩下的先锋返回巢穴时,更多的动物将已经在最快的路线上留下了更多的信息素,这条路线很快就成为主要的路线。

费舍尔说,当快递公司 UPS 想要优化其每日驾驶路线时,它效仿了蚂蚁的做法,促使司机们“以类似于蚁群路线的方式相互学习”。使用这种策略,出现了一种简单的模式——当行程包含尽可能多的右转弯时,行程速度最快且事故发生率最低。根据费舍尔的说法,遵循这一规则在 2006 年就为该公司节省了 300 万加仑的燃料,并将为我们每个人带来巨大的节省。

不幸的是,并非费舍尔的所有例子都同样有趣,它们通常只不过是常识而已。例如,模拟显示,当人群试图通过狭窄的出口时,出口会被堵塞。在其他时候,费舍尔从研究结果中提炼出的建议在现实生活中似乎不切实际。但尽管存在这些缺点,《完美蜂群》仍然引人入胜,对于任何有兴趣了解支配我们复杂生活规则的人来说,都是一本引人入胜的读物。——妮可·布拉南

主要大脑参与者

《另一半大脑:从痴呆症到精神分裂症,关于大脑的新发现如何彻底改变医学和科学》The Other Brain: From Dementia to Schizophrenia, How New Discoveries about the Brain Are Revolutionizing Medicine and Science),作者:R·道格拉斯·菲尔兹(R. Douglas Fields)。西蒙与舒斯特出版社,2009年(27美元)

很少有科学家可以自豪地说他们曾将阿尔伯特·爱因斯坦的大脑握在手中,但加州大学伯克利分校的生物学家玛丽安·戴蒙德就是其中一位幸运儿。在 20 世纪 80 年代,她分析了爱因斯坦大脑皮层的保存碎片,并将它们与其他成年人的相同大脑区域进行了比较。爱因斯坦的神经元与其他大脑中的神经元没有区别。他大脑中唯一非凡之处令人震惊:那是神经胶质细胞(一种科学家从未将其与智力联系起来的非神经元细胞)的真正爆发。爱因斯坦的神经胶质细胞数量是正常人的两倍——这一观察结果表明,它们可能对他的天才负有责任。

这个轶事是 R·道格拉斯·菲尔兹的新书《另一半大脑》中讲述的众多故事之一,该书的书名指的是神经胶质细胞——拉丁语意为“胶水”,因为科学家们曾认为这些细胞只是将神经元粘合在一起并为其提供营养——在历史上一直被科学家们认为是事后才想到的。现在,菲尔兹(一位神经科学家,也是美国国立卫生研究院的高级研究员,以及《大众科学·心智》杂志顾问委员会成员)确信,一场神经胶质细胞革命正在进行中。部分归功于他自己的研究,神经胶质细胞现在被发现是大脑发育、学习、记忆、衰老和疾病(包括精神分裂症、癫痫症和阿尔茨海默病)中的关键参与者。

菲尔兹认为,神经胶质细胞就像乌龟之于神经元的兔子:它们不像神经那样通过炫目的线性电脉冲进行交流,而是使用化学物质缓慢地发送信息,这些化学物质可以在整个大脑中广泛扩散,从而使它们能够以复杂的方式影响许多区域。菲尔兹解释说,神经胶质细胞实际上控制着神经元的大部分活动,而且,神经元参与的大脑过程比科学家最初认为的要少。“我们神经系统‘眨眼之间’的快速功能实际上只是认知的一小部分,”菲尔兹写道。较慢的过程——例如情绪、学习和衰老——“在神经胶质细胞擅长的时间尺度上运作。”

阅读 300 多页关于神经胶质细胞的内容可能听起来是一项艰巨的任务,但菲尔兹让这次体验变成了一场冒险。《另一半大脑》读起来几乎像一部侦探小说:读者一开始认为神经胶质细胞是大脑各种事件的见证者,但随后通过菲尔兹生动的轶事和描述,慢慢意识到它们实际上是大脑的主要推动者和塑造者。他写道,神经胶质细胞一直“隐藏在先入为主的观念的盲点中”。现在,随着科学家们对它们了解的更多,“我们正在瞥见一个比我们曾经想象的更大的大脑功能宇宙。”——梅琳达·温纳

神秘的神经

《颤抖的女人或我的神经史》The Shaking Woman or a History of My Nerves),作者:西丽·胡斯维特(Siri Hustvedt)。亨利·霍尔特出版社,2010年(23美元)

几年前,美国小说家西丽·胡斯维特在为她已故的父亲致悼词时,发生了一件奇怪的事情。当胡斯维特开始讲话时,突然,剧烈的痉挛抓住了她的身体,使她的手臂抽搐,膝盖撞击。奇怪的是,即使她不受控制地挥舞着,她的声音仍然平静而自信。

在神经学回忆录《颤抖的女人或我的神经史》中,胡斯维特带我们踏上她的个人旅程,她试图解开自己颤抖的原因(这主要发生在公开演讲时),并解释她的身体和思想之间神秘的脱节。胡斯维特深刻的个人叙述读起来既像一部侦探小说,又像一部医学史,又像一部科学评论。通过她自己的医学谜团,她通过将故事与医学文献中引人入胜的案例联系起来,使读者沉浸在科学之中。

胡斯维特饱受阵阵颤抖的困扰,她想知道自己是否可能患有压抑的悲伤、表演焦虑症,或者更糟的是,癫痫症。“我是否在寻找一种叙事,一种虚构,”她写道,“来解释一种病症,而这种病症只不过是突触布线和放电?”她充满忧虑,决定去看精神科医生和神经科医生,并进行脑部扫描。

作为胡斯维特此时此刻的喜悦和悲伤的亲密见证者,读者最终可能会希望这种颤抖在个人层面上意味着什么;它不仅仅是一个生理上的小问题。但最终,医生对胡斯维特没有明确的答案,就像她对她的读者也没有答案一样。我们不禁要问,心理与生理之间、脑科学与现代心理学之间究竟是什么关系。随着精神科药物的普及,以应对神经系统疾病,这些联系和问题似乎比以往任何时候都更加重要。——弗雷德里克·乔尔文

SA Mind Vol 21 Issue 1本文最初以“书籍”为标题发表于SA 心智 第21卷第1期 (), 第70页
doi:10.1038/scientificamericanmind0310-70
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