《心智》雜誌書評

蜂巢思維

《完美蜂群:日常生活中的複雜性科學》The Perfect Swarm: The Science of Complexity in Everyday Life),作者:倫·費舍爾(Len Fisher)。基礎圖書出版社,2009年(22.95美元)

下次當你在廚房的食品儲藏室裡發現成群的螞蟻行軍而感到惱火時,不妨想想這件事:這些微小的昆蟲可以教你如何在社交、私人和職業生活中做出更好的決定。聽起來很瘋狂?科學家兼記者倫·費舍爾不這麼認為。在他的新書《完美蜂群》中,他向我們介紹了現代複雜性科學——複雜的模式如何從簡單的規則中產生。研究表明,這些規則是蜜蜂和蝗蟲等動物群體行為的基礎,費舍爾解釋了我們如何能從這些基本規律中學到一兩件事。


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這本書的核心是群體智慧,這是一種現象,當大群個體(無論是機器人還是孔雀魚)以相同的方式行為時,它們的集體行動(據推測個體並不知情)就會變得智慧。費舍爾說,螞蟻群落就是一個很好的例子。為了尋找食物,單個螞蟻最初在一個區域內隨機漫遊。然而,那些碰巧在通往食物來源最快路線上的動物將首先返回巢穴。它們在路線上留下的資訊素隨後允許其他螞蟻使用相同的路線。當剩下的先鋒返回巢穴時,更多的動物將已經在最快的路線上留下了更多的資訊素,這條路線很快就成為主要的路線。

費舍爾說,當快遞公司 UPS 想要最佳化其每日駕駛路線時,它效仿了螞蟻的做法,促使司機們“以類似於蟻群路線的方式相互學習”。使用這種策略,出現了一種簡單的模式——當行程包含儘可能多的右轉彎時,行程速度最快且事故發生率最低。根據費舍爾的說法,遵循這一規則在 2006 年就為該公司節省了 300 萬加侖的燃料,並將為我們每個人帶來巨大的節省。

不幸的是,並非費舍爾的所有例子都同樣有趣,它們通常只不過是常識而已。例如,模擬顯示,當人群試圖透過狹窄的出口時,出口會被堵塞。在其他時候,費舍爾從研究結果中提煉出的建議在現實生活中似乎不切實際。但儘管存在這些缺點,《完美蜂群》仍然引人入勝,對於任何有興趣瞭解支配我們複雜生活規則的人來說,都是一本引人入勝的讀物。——妮可·布拉南

主要大腦參與者

《另一半大腦:從痴呆症到精神分裂症,關於大腦的新發現如何徹底改變醫學和科學》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·菲爾茲(R. Douglas Fields)。西蒙與舒斯特出版社,2009年(27美元)

很少有科學家可以自豪地說他們曾將阿爾伯特·愛因斯坦的大腦握在手中,但加州大學伯克利分校的生物學家瑪麗安·戴蒙德就是其中一位幸運兒。在 20 世紀 80 年代,她分析了愛因斯坦大腦皮層的儲存碎片,並將它們與其他成年人的相同大腦區域進行了比較。愛因斯坦的神經元與其他大腦中的神經元沒有區別。他大腦中唯一非凡之處令人震驚:那是神經膠質細胞(一種科學家從未將其與智力聯絡起來的非神經元細胞)的真正爆發。愛因斯坦的神經膠質細胞數量是正常人的兩倍——這一觀察結果表明,它們可能對他的天才負有責任。

這個軼事是 R·道格拉斯·菲爾茲的新書《另一半大腦》中講述的眾多故事之一,該書的書名指的是神經膠質細胞——拉丁語意為“膠水”,因為科學家們曾認為這些細胞只是將神經元粘合在一起併為其提供營養——在歷史上一直被科學家們認為是事後才想到的。現在,菲爾茲(一位神經科學家,也是美國國立衛生研究院的高階研究員,以及《大眾科學·心智》雜誌顧問委員會成員)確信,一場神經膠質細胞革命正在進行中。部分歸功於他自己的研究,神經膠質細胞現在被發現是大腦發育、學習、記憶、衰老和疾病(包括精神分裂症、癲癇症和阿爾茨海默病)中的關鍵參與者。

菲爾茲認為,神經膠質細胞就像烏龜之於神經元的兔子:它們不像神經那樣透過炫目的線性電脈衝進行交流,而是使用化學物質緩慢地傳送資訊,這些化學物質可以在整個大腦中廣泛擴散,從而使它們能夠以複雜的方式影響許多區域。菲爾茲解釋說,神經膠質細胞實際上控制著神經元的大部分活動,而且,神經元參與的大腦過程比科學家最初認為的要少。“我們神經系統‘眨眼之間’的快速功能實際上只是認知的一小部分,”菲爾茲寫道。較慢的過程——例如情緒、學習和衰老——“在神經膠質細胞擅長的時間尺度上運作。”

閱讀 300 多頁關於神經膠質細胞的內容可能聽起來是一項艱鉅的任務,但菲爾茲讓這次體驗變成了一場冒險。《另一半大腦》讀起來幾乎像一部偵探小說:讀者一開始認為神經膠質細胞是大腦各種事件的見證者,但隨後透過菲爾茲生動的軼事和描述,慢慢意識到它們實際上是大腦的主要推動者和塑造者。他寫道,神經膠質細胞一直“隱藏在先入為主的觀念的盲點中”。現在,隨著科學家們對它們瞭解的更多,“我們正在瞥見一個比我們曾經想象的更大的大腦功能宇宙。”——梅琳達·溫納

神秘的神經

《顫抖的女人或我的神經史》The Shaking Woman or a History of My Nerves),作者:西麗·胡斯維特(Siri Hustvedt)。亨利·霍爾特出版社,2010年(23美元)

幾年前,美國小說家西麗·胡斯維特在為她已故的父親致悼詞時,發生了一件奇怪的事情。當胡斯維特開始講話時,突然,劇烈的痙攣抓住了她的身體,使她的手臂抽搐,膝蓋撞擊。奇怪的是,即使她不受控制地揮舞著,她的聲音仍然平靜而自信。

在神經學回憶錄《顫抖的女人或我的神經史》中,胡斯維特帶我們踏上她的個人旅程,她試圖解開自己顫抖的原因(這主要發生在公開演講時),並解釋她的身體和思想之間神秘的脫節。胡斯維特深刻的個人敘述讀起來既像一部偵探小說,又像一部醫學史,又像一部科學評論。透過她自己的醫學謎團,她透過將故事與醫學文獻中引人入勝的案例聯絡起來,使讀者沉浸在科學之中。

胡斯維特飽受陣陣顫抖的困擾,她想知道自己是否可能患有壓抑的悲傷、表演焦慮症,或者更糟的是,癲癇症。“我是否在尋找一種敘事,一種虛構,”她寫道,“來解釋一種病症,而這種病症只不過是突觸佈線和放電?”她充滿憂慮,決定去看精神科醫生和神經科醫生,並進行腦部掃描。

作為胡斯維特此時此刻的喜悅和悲傷的親密見證者,讀者最終可能會希望這種顫抖在個人層面上意味著什麼;它不僅僅是一個生理上的小問題。但最終,醫生對胡斯維特沒有明確的答案,就像她對她的讀者也沒有答案一樣。我們不禁要問,心理與生理之間、腦科學與現代心理學之間究竟是什麼關係。隨著精神科藥物的普及,以應對神經系統疾病,這些聯絡和問題似乎比以往任何時候都更加重要。——弗雷德里克·喬爾文

SA Mind Vol 21 Issue 1本文最初以“書籍”為標題發表於SA 心智 第21卷第1期 (), 第70頁
doi:10.1038/scientificamericanmind0310-70
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