大脑是如何用故事理解科学的？

科学与故事相遇的处所

我们都是讲故事的人，我们经由过程讲故事来理解这个宿世界。而科学则是故事的主要来历。你可能会说工作并非如斯：科学是对数据的客不雅收集与申明——这一点我完全赞成。在纯粹的物理现象研究的层面，科学简直是确立宿世界事实的独一靠得住方式。

可是当我们用物理宿世界的数据来诠释无法被还原为物理事实的现象时，或者当我们试图延长不完整的数据，以得出更普适的结论的时辰，我们就在讲故事了。知道碳和氧的原子量并不克不及让我们知道生命的奥秘；仿照照旧没有直接的事实证据可以或许诠释为什么动物们为了本家好处可以牺牲自我，我们因何坠入爱河，存在的意义和目标是什么，我们又缘何自相残杀？

这不是科学的错。相反，科学可以或许使我们免于讲述错误的故事。它是我们理解宿世界无可取代的手段。可是，尽管我们能从科学中找到真理，仍然有良多主要的问题迫使我们冒险超越事实去讲述故事。也正因为科学复杂的方式论，故事仍然是我们理解糊口的本家儿要体例，我们今朝还不克不及超越它。

—Brianstauffer

为了找到科学和故事相遇的处所，我们不妨来看看故事是若何在大脑中发生的。让我们从一个最简单的例子起头，这个故事来自于福斯特（E. M. Forster）的经典著作《小说面面不雅》（Aspects of the Novel）：“国王归天了，然后王后也归天了。”在读这两个并列事务构成的故事时，我们几乎不成能不合错误王后的灭亡感应奇异。即利用了最简练的描述，句子的句法布局也会让我们猜测这是否合适某种模式。若是不是作者有意暗示了可能存在的因果联系关系，那他为何要将两件事在统一个句子里说起呢？

一旦一种关系被暗示确立，我们就会感觉有义务去供给一种诠释。这时我们便转标的目的我们所知道的事实去寻找线索。众所周知，老婆会为丈夫的归天而哀痛致死，那这位王后是死于心碎吗？这样的猜想更像是受人类行为学开导，而不是来自其他更传统的故事叙事。举个例子，一个一向研究《哈姆雷特》的高中生则更可能将这个故事解读当作一幕莎翁戏剧的微不雅概要。

从适度的熟悉感应壮大而神圣的“啊哈！”时刻，那愉悦感触感染恰是来自豪脑中的奖赏系统，而这一系统也是药物当作瘾、酒精当作瘾以及赌钱当作瘾的始作俑者。奖赏系统从对表达情感至关主要的边缘系统起头，一向延长到执行功能的关头区域——前额皮层。固然我们尚未完全理解奖赏系统，但科学界今朝已经告竣的共识是，这一系统在促进和巩固进修方面饰演了极为主要的脚色。多巴胺是该系统中起到关头感化的神经递质，它的本家儿要功能是携带并调节细胞之间的旌旗灯号。大量研究一致表白，人们感触感染到的奖赏快感都陪伴着多巴胺程度的上升。

那是一头狮子

上宿世纪五十年月，麦吉尔大学的詹姆斯·奥尔兹（James Olds）和彼特·米尔纳（ Peter Milner）起首注重到奖赏系统。他们将刺激电极放置在大鼠脑中假心猿意马的奖赏区域的位置。大鼠可以自由地把持杠杆，下压杠杆电极就会放电，在这种景象下大鼠很快就学会了频频下压杠杆，以至于经常忘了食物和水。这让研究者们意识到，本来我们的大脑可以或许发生如斯强烈的快感，以至于我们都能忽略饥牵萝补屋这类根基保存需要。这恰是迈标的目的我们领会大脑奖赏回路的壮大力量的第一步。

那么，理解故事是若何点燃了大脑奖赏系统的火花呢？模式识别理论是关头。所谓模式识别理论，就是一种大脑将分手的碎片化信息拼集当作连贯图像的体例。举个例子，当一头狮子第一次呈现在你面前，你会想弄清晰呈现在你面前的事实是什么。在这个过程中，大脑的视皮层至少有30个自力的区域介入，从察觉活动信息和整体轮廓到记实颜色和面部细节特征，每个区域都负责加工完整图像的一个部门。所有的这些合在一路为我们呈现了一幅完整的狮子图像。

在此之后，你每看见一次狮子城市加强你的神经回路，负责处置信息的区域之间的毗连也会变得加倍稳健和高效。【该理论是基于加拿大心理学家、人类进修研究范畴的前驱唐納德·赫布（Donald O. Hebb）的研究，该不雅点经常被陈述为“一路放电的细胞相联络”】很快，你再识别一只狮子时所需要的认知输入就会更少。经由过程奖赏系统赐与的积极反馈，对部门图像的短暂一瞥便足以让你再认。没错，你已经被你的大脑说服，那是一头狮子。

—Brianstauffer

对一头狮子的有用识别模式具有完美的演化意义。若是你看见一只大型猫科动物从你身边的灌木丛闪过，在看到它的黄色眼睛后才筹办躲上比来的树显然并非明智之举。你需要一个可以或许从图像的碎片化信息敏捷猜测出完整图景的大脑，同时，这个大脑还能为此次识别供给不容置疑的精确性。

试想，若是有这样一种新模式的识别，它的影响深刻甚至可以或许激发了一小我下意识地大叫“啊哈！”，那么我们就不难理解与进修有关的愉悦感了。毫无疑问，一旦一种特心猿意马的模式-识别-奖赏的关系深深地印刻进我们的神经回路，就很难再被摆荡了。一般来说——除了当作瘾，这种相关的“粘性”对我们有益无害。恰是经由过程不竭的反复、熟悉感以及相关的“准确反馈”，我们才得以进修若何在我们的宿世界中畅游。

故事和我们的等候

科学一向做的，恰是在编造一种名叫假设的故事，然后测试他们，之后再极力编出更好的故事。思惟尝试们就像是用知名人物来编故事一样。若是夏洛克·福尔摩斯（Sherlock Holmes）发现了一具吊挂在树上的尸身，尸身的脚踝上用皮绳绑上了一张条子，他会怎么做？若是有一束光线，在两面镜子间反射，那么在火车上的不雅察者看来是如何的？他们的故事一旦完当作，科学家们会到尝试室中去测试，而作家们则会给编纂打德律风，探问一下他们是否会买他的作品。

科学之于人就仿佛黄油之于面包。我们对故事的需求已经当作为习惯，而科学也将讲故事深深埋藏于其素质。可是这也带来了一个问题。在正式的科学测试之前，我们就能经由过程一个故事来获得多巴胺的奖赏。更糟糕的是，大脑可能会因为太巴望模式匹配带来的多巴胺奖赏，从而忽略了矛盾或冲突的信息。模式识此外根基先决前提就是可以或许快速区分相似但不不异的知觉输入。若是我们无法切确地辨别一个事务或一个设法，那么大脑会更难将其作为零丁的记忆标识表记标帜和储存起来。清洁利落会促进进修，而散漫的成果则会导致“是的，可是”这样的优柔寡断，无法得出一个切确的结论。

正如准确的模式识别会带来多巴胺程度上升这样的奖赏，错误的模式识别则导致多巴胺程度下降。在山公中，当它们预期的事务未能如期发生之时，也就是说当它们没有准确展望（预期和现实成果的相关性）的时辰，它们会呈现典型的多巴胺程度下降。若是说精确的高相关展望能带来愉悦感，那么当展望与现实环境缺乏相关性时，大脑则会发生半斤八两于期望失时所出产的神经递质。

一旦我们理解了故事中的论述性就比如相关性，我们也就轻易理解为何我们的大脑每时每地都在尽可能追求故事（模式）了。你可能听过伊利诺伊大学的心理学传授丹尼尔·西蒙斯（Daniel Simons）的闻名尝试：在这个尝试中，他让被试不雅看视频，并数出视频中篮球活动员运球的次数。大大都不雅众在专注于计数的时辰都没有看见一个穿戴大猩猩服装的女人横穿角逐场地。也就是说，杰出的模式可以或许激励我们的大脑，让它编造出我们所等候的故事。

正因为我们被迫制造故事，我们也经常被迫接管不完整的故事并和它们一路糊口下去。每当那些科学中未完当作的故事助我们理解方圆宿世界中的某些工作的时辰，我们城市获得多巴胺的“奖赏”。哪怕有些时辰这些故事带来的诠释并不完整，甚至布满错误。

客不雅的鸿沟在哪里？

在纽顿的枪击案发生之后，一些专家对凶手进行了点评，称其患有阿斯伯格综合征。这样的评价就仿佛可以或许在必然水平上诠释他的行为一样。尽管阿斯伯格综合征听上去像一种特心猿意马的诊断，但按照界说，它只不外是存在于一群人身上的一系列症状而已。在上宿世纪四十年月，奥地利的儿科大夫汉斯·阿斯伯格（Hans Asperger）注重到一些病人在社交技术存在问题，同时，他们经常会呈现怪异或者反复的行为、有不平常的典礼，并且还会在交流沟通上呈现坚苦，此中包罗缺乏眼神交流和理解面部脸色的能力。但在2013年，美国精力病学会决议从临床大夫指南《精力疾病诊断和统计手册》（DSM-V）中，删除阿斯伯格综合征的诊断。该协会认为，阿斯伯格综合征的病症分类无法落入任何一种具体的精神病理学诊断。并且，按照这样的诊断，临床大夫还轻易将一系列分歧的症状看作是与某种特心猿意马疾病素质不异的问题。换句话说，所谓的综合征，更像是依然还在寻找潜在原因的故事。

与此近似的是，有研究表白，精力病患者在前额皮质特心猿意马区域的灰质含量相对较低。可是这样的成果并不是精力病患者做出暴力行为的独一诠释。我们很难经由过程刺激大脑的特心猿意马区域让个别做出估计的复杂动作。我们可以得出的结论，充其量是大脑的某些状况可能会和一个复杂的行为相关。但这些大脑的状况并不是导致这些行为的需要原因。同样，杀人狂们的大脑扫描中揭示的异常环境，在必然水平上可以帮忙我们领会什么样的身分有可能促使了他们的行为。可是，这些大脑扫描中的异常环境并非是对暴力的独一诠释，这就仿佛童年轻忽或营养不良这样的身分并不克不及简单地诠释一小我的暴力行为一样。它们仍然是故事，包含了详尽的神经心理学内容的故事。

—Brianstauffer

我们从科学中获得的不完整故事往往会发生道德后果。一个脑部毁伤或存在功能受损的人应该承担几多小我责任？对这样的人，什么样的赏罚和悔改手段又是恰当的？只有当我们开诚布公地认可，科学自己就是以故事的形式来呈现出我们的不雅察与发现，我们才能对道德维度上的问题进行切磋。当在思虑理解科学数据的时辰，我们需要本身确立出一套合适的纲要，用来判定在什么环境下这些科学数据已经超出了客不雅的鸿沟，演酿成一种带有某种目标和成见的故事。当然，这样的纲要在没有系列完整的科学数据的环境下必然是一个挑战。

可是我们可以从拥有这种意识起头，从意识到科学数据的呈现息争释自己就布满了故事叙事的各类体例起头。好的科学研究该当具有如下这种特征：谨严获取和阐发数据；对数据中明白反映结论的解读有必然约束；以及对该数据诠释力的局限性诚笃而又礼让的熟悉。

作为公家，我们起首需要确保我们奉为真理的科学必需要颠末同业评审的过程。同时，我们还应该理解的是即使是颠末同业评审的数据也并非老是切确。在2011年，《天然》杂志报道称曩昔十年中撤回的已颁发作品增添了十倍，同时颁发的论文仅上升了44%。科学家格伦·贝格利（C. Glenn Begley）和李·埃利斯（Lee M. Ellis）在《天然》撰文指出，他们在安进生物手艺公司的同事只能反复53个具有里程碑意义的血液学和肿瘤学研究中的6个。无独有偶，拜尔公司的研究者也在2011年表白，他们并不克不及有用反复三分之二和他们工作相关的肿瘤学研究。

在阅读科学陈述之时，我们还应该搜寻与这些数据局限性相关的信息。这些信息背后是否有一些隐含的假设前提？变量数据的“误差条”，和那些图像暗示都告诉了我们什么？我们也许无法永远领会数据的局限性，可是当那些数据缺乏某些需要会商时，我们必需要连结小心谨严。

—Brianstauffer

科学家们拥有科学的东西、说话和经验。他们能给我们讲述见识博识、令人着迷的出色故事。与之对应的是，我们也应该以审阅其他艺术作品形式的目光去审阅他们的科学研究。我们应该像文学攻讦家一样，去评估他们说话的精确性、布局的严谨性、不雅点的清楚度和原创性。我们需要去审阅他们作品的整体的美好和典雅、对提出的道德问题的约束。我们需要去探寻他们将本身的作品置于汗青、文化和小我布景的何地，以及他们接管其他不雅点息争释的意愿水平。

无论若何，科学的方式论仍然是人类的伟猛进步之一。当科学的故事被很好地呈现的时辰，它们就像还在不竭进展的伟大史诗，理应值得和汗青上的伟大故事相提并论。

_{翻译：物离校对：曹安洁编纂：语月}